超導重力儀器中超導線圈有效電感與間距關(guān)系的研究.pdf

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

2、與優(yōu)化有指導意義。本文結(jié)合實際超導重力儀的探頭結(jié)構(gòu)，對超導線圈有效電感與間距的關(guān)系做了系統(tǒng)的研究。
　　本文采用固定檢驗質(zhì)量，移動超導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精密 LCR表測量。本文從兩方面搭建了一套測試系統(tǒng)：低溫測試平臺和常溫數(shù)據(jù)采集區(qū)。在液氦敞口實驗杜瓦中，搭建了一套低溫實驗裝置，4.2K下裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通過高精度納米位移臺可以為超導線圈提供步長10μm，行程達3mm的微位移運動。針對電感測試，本文

3、在常溫下設(shè)計了儀器控制程序和數(shù)據(jù)采集程序，可以對有效電感實驗進行長周期、自動測試。此外，對低溫平臺進行了溫度控制，溫度穩(wěn)定性達到±100μK。這套低溫測試平臺不僅僅可以用來研究有效電感與間距的關(guān)系，同時整套系統(tǒng)也是一個非常理想的低溫測試平臺。
　　基于搭建的測試系統(tǒng)，完成了100匝超導線圈有效電感與間距關(guān)系的研究，實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果吻合。根據(jù)實測的關(guān)系，給出了超導電路的關(guān)鍵參數(shù)：檢驗質(zhì)量懸浮高度、彈簧振子剛度和固有頻率，為超導