超伝導体の電気的交流損失測定法の自動化に関する検討

点击翻译按钮获取中文摘要

超伝導導体の実環境を模擬し、変動磁場中における磁化及び交流損失を測定するには、現在市販化されているSQUID,VSMを用いた直流磁化用測定ユニットでは不可能であり、電気的磁化測定法を用いなければならない。しかしながら、電気的磁化測定法は、電磁気学と超伝導体の電磁現象に関する専門的知識を必要とし、限られた研究機関でのみ行われているのが現状である。本研究では、超伝導体の電気的交流損失測定装置の市販化を目指し、最も重要なキャンセル回路の自動化について検討した。具体的には(1)キャンセルとしては従来通りの抵抗分圧方式を採用し、フォトモスリレーをスイッチ素子に用いて、分圧比をパーソナルコンピュータにより切替制御できるキャンセル回路を設計、試作した。キャンセル回路での位相差すなわち回路自体のインダクタンスを低減するために、抵抗には集積化された抵抗素子を用いた。高速に最適なキャンセル比をサーチしうるアルゴリズムを考案し、自動キャンセル回路とした。(2)パーソナルコンピュータに市販のA/D変換ボードや入出力ボードを付加して、外部磁界印加用の超伝導マグネットの駆動、データ収集及びキャンセル回路の制御が可能な測定システムを構築した。(3)試作した自動キャンセル回路を用いて、実際に超伝導線材の交流損失を測定し、測定システムの評価を行った。試料を入れない状態で測定系のみのエラーをも測定し、従来のものとの比較、検討し、さらに詳細な回路解析も行った。結論として、電気的に超伝導体の交流損失を自動的に測定することができる装置の基本型を完成させることができた。ファトモスリレーの採用により、従来の手動式のキャンセル回路と比較して、キャンセル回路自体が発生する位相差が若干大きくなったため、今後、その解消法を模索することにより、超伝導体の高精度電気的交流損失自動測定装置が完成できるものと考えている。