超導(dǎo)重力儀器中超導(dǎo)線圈有效電感與間距關(guān)系的研究.pdf

1、處于超導(dǎo)態(tài)的檢驗(yàn)質(zhì)量和載流超導(dǎo)線圈由于 Meissner效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生相互作用的磁斥力，在此基礎(chǔ)上建立的超導(dǎo)磁力彈簧振子模型構(gòu)成了超導(dǎo)重力儀器工作的基本原理。研究懸浮的檢驗(yàn)質(zhì)量和超導(dǎo)線圈之間的相互作用，對(duì)于計(jì)算檢驗(yàn)質(zhì)量的懸浮高度、彈簧振子的剛度和超導(dǎo)加速度計(jì)的傳遞函數(shù)起著至關(guān)重要的作用。這種線圈和檢驗(yàn)質(zhì)量間的相互作用關(guān)系可以通過(guò)線圈有效電感與它們之間間距的關(guān)系來(lái)描述?；趯?shí)際超導(dǎo)加速度計(jì)模型測(cè)出的有效電感與間距的關(guān)系，對(duì)于超導(dǎo)加速度計(jì)的研制

2、與優(yōu)化有指導(dǎo)意義。本文結(jié)合實(shí)際超導(dǎo)重力儀的探頭結(jié)構(gòu)，對(duì)超導(dǎo)線圈有效電感與間距的關(guān)系做了系統(tǒng)的研究。
　　本文采用固定檢驗(yàn)質(zhì)量，移動(dòng)超導(dǎo)線圈的方式改變它們之間的間距，引起的有效電感變化通過(guò)精密 LCR表測(cè)量。本文從兩方面搭建了一套測(cè)試系統(tǒng)：低溫測(cè)試平臺(tái)和常溫?cái)?shù)據(jù)采集區(qū)。在液氦敞口實(shí)驗(yàn)杜瓦中，搭建了一套低溫實(shí)驗(yàn)裝置，4.2K下裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通過(guò)高精度納米位移臺(tái)可以為超導(dǎo)線圈提供步長(zhǎng)10μm，行程達(dá)3mm的微位移運(yùn)動(dòng)。針對(duì)電感測(cè)試，本文

3、在常溫下設(shè)計(jì)了儀器控制程序和數(shù)據(jù)采集程序，可以對(duì)有效電感實(shí)驗(yàn)進(jìn)行長(zhǎng)周期、自動(dòng)測(cè)試。此外，對(duì)低溫平臺(tái)進(jìn)行了溫度控制，溫度穩(wěn)定性達(dá)到±100μK。這套低溫測(cè)試平臺(tái)不僅僅可以用來(lái)研究有效電感與間距的關(guān)系，同時(shí)整套系統(tǒng)也是一個(gè)非常理想的低溫測(cè)試平臺(tái)。
　　基于搭建的測(cè)試系統(tǒng)，完成了100匝超導(dǎo)線圈有效電感與間距關(guān)系的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果吻合。根據(jù)實(shí)測(cè)的關(guān)系，給出了超導(dǎo)電路的關(guān)鍵參數(shù)：檢驗(yàn)質(zhì)量懸浮高度、彈簧振子剛度和固有頻率，為超導(dǎo)