高Tc超導體電阻—溫度特性的測量電科高溫超導材料的用途非常廣闊，大致可分為三類：大電流應用（強電應用）、電子學應用（弱電應用）和抗磁性應用。超導磁懸浮列車是利用超導磁體使車體上浮，通過周期性地變換磁極方向而獲取推進動力的列車。超導磁浮列車除速度快之外，還具有無噪音、無震動、省能源的特點，有望成為21世紀交通工具的主力。日本東海旅客鐵道株式會社(JR東海公司)研發的高速列車，測試最高時速590公里。超導材料的應用超導材料的應用超導計算機是利用超導技術生產的計算機及其部件，其性能是目前電子計算機無法相比的。超導計算機運算速度比現在的電子計算機快100倍，而電能消耗僅是電子計算機的千分之一，如果目前一臺大中型計算機，每小時耗電10千瓦，那么，同樣一臺的超導計算機只需一節干電池就可以工作了。美國計劃利用超導技術打造出全新一代計算機高Tc超導體電阻—溫度特性的測量實驗實驗目的實驗器材實驗原理實驗內容實驗數據實驗目的1.掌握到高超導體電阻——溫度特性的測量方法2.學會用動態法和穩態法進行測溫、控溫，數據采集、傳輸和處理實驗器材HT288型高超導體電阻-溫度特性測量儀，包括低溫恒溫器、不銹鋼杜瓦瓶、測溫與控溫儀器、數據采集、傳輸與處理系統以及微機等。其中，低溫恒溫器包括四引線高超導體樣品鉍鍶鈣銅氧、紫銅均溫塊、鉑電阻溫度計、電加熱器等器件。實驗原理臨界溫度

的定義超導體具有零電阻效應，通常把外部條件（磁場、電流、應力等）維持在足夠低值時電阻突然變為零的溫度稱為超導臨界溫度。實驗原理熱電勢與電阻測量算法熱電勢產生的原因：樣品中的溫度梯度。熱點勢的消除方法：電流換向法電流換向法測得的電阻：實驗原理HT288型高Tc超導體電阻一溫度特性測量儀原理示意圖1

超導樣品2

半導體溫度傳感器3

加熱器4

標準電阻5.6

恒流源7.8.9

高增益高精密測量放大器10

比較器11

溫度設定器12

PID控制器13

加熱功率控制器14

微處理器實驗原理

上圖所示的低溫恒溫器用導熱性能良好的紫銅制成，超導樣品及鉑溫度傳感器置于其上，并形成良好的熱接觸。加熱器主要用于穩態法測量。當低溫恒溫器處于液氮中或液氮液面以上不同位置時，低溫恒溫器的溫度將會發生變化。隨著溫度的不斷變化，被測樣品的電特性也將發生相應的變化。按典型的四端法連接的樣品及溫度傳感器分別聯接至各自的恒流源和放大器，以減小測量誤差。數據經數據采集、處理傳輸系統送入電子計算機運算并在顯示器上顯示。

儀器內還安裝有自動控溫系統。它由放大器、溫度設定、PID控制器及加熱功率控制器等部分組成。自動調整加熱功率，使溫度平衡。實驗內容一準備工作將液氮注入氮杜瓦瓶，再將裝有測量樣品的低溫恒溫器浸入液氮，固定于支架上，電纜連接至HT288測量儀“恒溫器接口”端,再用通訊電纜將測量儀與計算機串行口聯接。

在硬盤上創建“HT288F”文件夾，然后將光盤上名為“HT288F.EXE”文件直接復制粘貼到該文件夾，發送快捷方式到桌面，完成安裝。實驗內容二動態法測量（1）打開儀器和超導測量軟件“HT288F”圖標，進入工作程序。（2）將“測量方式”置于“動態”，“樣品電流換向方式”置于“自動”，將“溫度設定”旋鈕逆時針旋到底。（3）調節“樣品電流”至80mA。（4）在測量軟件界面點擊“數據采集”。（5）將恒溫器（俗稱“探頭”）放入裝有液氮的杜瓦瓶內，降溫速率由恒溫器所在的高度決定，直至浸在液氮中。（6）此時儀器自動采集數據，并繪出正反向電流所測電壓隨溫度的變化曲線，最低溫度到77K。（7）點擊“停止采集”和“保存數據”，給出文件名保存，此時降溫方式測量結束。（8）重新點擊“數據采集”，并從杜瓦瓶中取出恒溫器，進行動態升溫方式下的測量。實驗數據實驗數據超導體電阻-溫度特性注意事項

1.使用液氮要格外小心,盛裝液氮的容器應留有供氮氣逸出的逸出口，以防液氮汽化后容器壓強逐漸增大而引起爆炸。操作過程人體切勿接觸液氮，以防止凍傷。

2.動態法測量時，熱馳豫對測量的影響很大，它對熱電勢的影響隨升