超导电路中电流的精密调节方法研究

发布时间：2020-06-05 20:14

【摘要】：超导重力梯度仪因其固有噪声水平低,被公认为是进行资源高效勘探最有前景的仪器之一。航空环境下,由于机载平台振动引起的共模噪声会限制超导重力梯度仪的分辨率,因此要求超导重力梯度仪具有很高的共模抑制比。航空环境下,超导重力梯度仪要达到1E/(Hz)~(1/2)的灵敏度,其共模抑制比需要达到109。目前,超导重力梯度仪中两个加速度计的初始参数匹配最多只能达到10-3,该水平对应的共模抑制比仅为103,在此基础上,可以通过精密调节两个加速度计的超导电路中电流来补偿初始参数的不匹配性,从而进一步提高共模抑制比,电流调节精度需达到10-6。现有的商用电流源表电流调节精度只能达到10-3~10-4,不能满足课题要求。本文针对超导电路中电流的高精度调节提出了一种有效的方法。超低电阻与热阻开关并联接入超导电路后,通过脉冲电流开启热阻开关,此时超导电路中的电流会经过超低电阻而衰减,从而整个超导电路中的电流得到调节。在超导电路中线圈有效电感一定的条件下,电流调节精度由超低电阻阻值和热阻开关控制的超导电路有阻时间共同决定。电流调节精度为10-6时,超低电阻阻值需达到10-8Ω量级,超导电路有阻时间需达到10-3s量级。本文对超低电阻进行了研究,制作出了10-8量级的超低电阻,并设计实验对其阻值进行测量,测得的最小电阻阻值为(23±10)nΩ。对热阻开关的结构进行了优化,使用优化后的热阻开关测得的超导电路最短有阻时间为(5±1)ms。结合实际超导电路中线圈有效电感值,电流调节精度为3(2)×10-6,满足课题指标。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.13

【参考文献】