高速応答型温度計素子の技術開発

高速响应温度计元件的技术开发

• 批准号: 16H00300
• 负责人: 八幡 和志
• 金额: $ 0.35万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00300/
• 关键词: 抵抗温度計; カーボン蒸着; 高時間分解能

高速応答型温度計素子を、ポリイミドの薄肉チューブ上にポリイミドワニスをアンカー層として塗布した上に、電子顕微鏡用のカーボンコーターを用いてシャープペンシルの芯(φ0.5 3B)を蒸着源として、複数回、製膜することで試作した。試作・した素子から銀ペーストで電極を引き出し、PPMSにて抵抗値の温度依存性を室温から低温側まで測定した。結果、室温で数kΩ～20kΩの素子が、10～40Kで10MΩに達する、市販の低温用温度計よりも高い感度を持っていることが明らかになった。完成した温度計素子の時間応答特性を、以下のようにして測定した。1)暗所にて温度計素子に定電流を印可し、その端子間電圧をロックインアンプに入力した。2)高輝度型LEDを輻射熱源とし、温度計素子から約5mmに設置した。3)輻射熱源に周期的な電圧を印可し、同時に参照信号をロックインアンプのリファレンスとした。4)熱源の印可周期を変えながら、温度計素子の反応電圧振幅を測定した。この結果、10Hzで0.7mV、1kHzで10μVの電圧振幅が得られた。なお、輻射熱以外の電磁気学的カップリングによる偽信号か判別するために、温度計と熱源の間にシャッター(黒画用紙)を挿入したところ、信号が消失することが確認できた。これにより、室温での利用に適切な温度計、測温系の組み合わせの開発が完了した。以上で、本研究の目標としていた高速応答型温度計素子の完成を確認した。当初予定していた、低温技術を用い、高速な圧力計をリファレンスとする検証測定系や、比較的、高抵抗の温度計素子を使用するための微少定電流源や、低入力オフセットアンプも開発を完了している。今後の課題としては、抵抗値が10MΩを超えると測定系が複雑になるので、低温での抵抗値が過大にならないための技術開発があげられる。なお、この成果を日本物理学会で報告したところ、高価になりがちな薄膜の実験を安価に学生実験に取り入れることができる好例であるとの評価を受けた。他大学で、この視点での教材開発が始まっている。

High-speed 応 type a thermometer element を, ポ リ イ ミ ド の thin meat チ ュ ー ブ on に ポ リ イ ミ ド ワ ニ ス を ア ン カ ー layer と し て coated し た に, electronic 顕 on micro mirror with の カ ー ボ ン コ ー タ ー を with い て シ ャ ー プ ペ ン シ ル の core 0.5 3 b (phi) を steamed source と し て, plural back, the membrane す る こ と で attempt し た. Attempt, し た element child か ら silver ペ ー ス ト で lead electrode を き し, PPMS に て numerical の resistance temperature dependency を room temperature か ら low temperature side ま で determination し た. Results, room temperature で number k Ω ~ 20 k Ω の element が, 10 ~ 40 k で 10 m Ω に da す る, city vendor の low temperature with a thermometer よ り も い high sensitivity を hold っ て い る こ と が Ming ら か に な っ た. Complete the <s:1> た thermometer element <s:1> time 応 answer characteristics を, and the following <s:1> ように <s:1> て て determination <s:1> た. 1) The current of the にて thermometer element に is determined by the を print, the voltage between the <s:1> and そ terminals is をロッ, <s:1>, <s:1>, ア, プに, プに, and the input force is た た. 2) High-brightness type LEDを radiation heat source と と, thermometer element ら ら about 5mmに setting <s:1> た. 3) radiation heat source に cycle な electric 圧 を printed を し, at the same time に reference signal ロ ッ ク イ ン ア ン プ の リ フ ァ レ ン ス と し た. 4) The heat source <s:1> seal can periodically を change えながら, and the amplitude of the <s:1> reverse 応 voltage of the thermometer element を is measured by <s:1> た. The results of が, 10 hz で0.7mV, 1kHzで10μV <s:1> voltage amplitude が are られた. な お, radiate electromagnetic 気 の learn カ ッ プ リ ン グ に よ る pseudo signal か discriminant す る た め に, thermometer と heat between の に シ ャ ッ タ ー (black paper) を scions into し た と こ ろ disappear, signal が す る こ と が confirm で き た. <s:1> れによ, room temperature で <e:1>, using a に appropriate な thermometer, a temperature measurement system <e:1> set み and わせ が to complete the た. The above で, the <s:1> objective of this study と と て た た た high-speed 応 thermometer element <s:1> completion を confirmation た た. Had designated し て い た, cryogenic technology を い, high-speed な pressure gauge を リ フ ァ レ ン ス と す る 検 determination や, comparison, high resistance to の thermometer element child を use す る た め の a small constant current source や, low into the force オ フ セ ッ ト ア ン プ も open 発 を finished し て い る. On future の subject と し て は, resistance numerical が 10 m Ω を super え る と measurement system が complex 雑 に な る の で, low temperature で の against excessive numerical が に な ら な い た め の technology open 発 が あ げ ら れ る. な お, こ の results を Japan institute of physics で report し た と こ ろ, high 価 に な り が ち な film の be 験 を Ann 価 に students be 験 に take り れ る こ と が で き る good example で あ る と の review 価 を by け た. He began to publish が and まって る る る textbooks on the perspective of で in his university.

项目成果

液体ヘリウムの第二音波の学生実験教材開発(Ⅱ)

液氦中第二声波学生实验教材开发（二）

• 发表时间: 2017
• 作者: 八幡和志;松井朋裕;中村祥子;福山寛
• 通讯作者: 福山寛

液体ヘリウムの第二音波の学生実験教材開発(Ⅰ)

液氦中第二声波学生实验教材开发（一）

• 发表时间: 2016
• 作者: 八幡和志;松井朋裕;福山寛
• 通讯作者: 福山寛