[發明專利]用于超導交流電壓標準的低熱電勢測試探桿

無效

• 申請號: 201210040027.4
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102590568A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 朱珠;康焱
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01R1/06
• 分類號: G01R1/06;G01R19/04
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 王德楨

技術領域

本發明涉及一種低溫測試探桿，特別涉及一種用于超導交流電壓標準的低熱電勢測試探桿。

背景技術

低溫測試探桿是超導電壓標準中的重要組成部分，在測試過程中，探桿負責把超導電壓從低溫環境中通過低溫連接引線引出到常溫中進行測試。由于超導電壓標準使用的超導陣列結工作在液氦溫區，溫度約為4.2K，測量儀器處于實驗室控溫環境中，溫度為293?K（20℃）左右，因此低溫測試探桿連接引線兩端的溫差約為290?K，這就會在連接引線上產生溫差熱電勢。

通常在超導直流電壓標準中，低溫測試探桿中的連接引線采用兩根材料和長度均相等的低溫連接引線，這兩根連接引線又工作在完全相同的環境中，故兩根導線產生的熱電勢可以抵消，減小對直流電壓測量結果的影響，另外在直流電壓標準的測量中，可以通過正反向的方法來進一步的消除殘余熱電勢對測量結果的影響。

然而在超導交流電壓標準中，為了降低外界噪聲對交流電壓信號的影響，其低溫測試探桿中采用的連接引線是耐低溫的同軸電纜。如圖1所示，現有的低溫測試探桿包括：轉接頭1′、測量轉接盒2′、連接桿3′、屏蔽筒4′、超導陣列結5′和同軸電纜6′；由于同軸電纜6′的芯線61′和屏蔽層62′的材料以及體積不同，故在同軸電纜6′的芯線61′和其屏蔽層62′上產生的熱電勢U1′和U2′不相同，這就會在測量端引入一個熱電勢差ΔU′（ΔU′=U1′-ΔU2′），該熱電勢差疊加在信號上，會在交流電壓的有效值測量時引入誤差，影響了交流電壓標準的測量不確定度，另外在交流電壓的測量上又無法像直流電壓的測量那樣采用正反向的方法來進一步消除熱電勢對測量結果的影響。

發明內容

本發明的目的在于改進現有技術的缺陷，而提供一種用于超導交流電壓標準的低熱電勢測試探桿。該測試探桿解決了在低溫環境下測試探桿在交流電壓的測量中由于溫差熱電勢而影響測量結果不確定度的問題。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種用于超導交流電壓標準的低熱電勢測試探桿，所述測試探桿包括轉接頭、測量轉接盒、連接桿和屏蔽筒，所述轉接頭固定設置于所述測量轉接盒的一端，所述測量轉接盒的另一端與所述連接桿的上端部固接在一起，所述屏蔽筒與所述連接桿的下端部固定連接在一起；

所述屏蔽筒內設置有超導陣列結，所述連接桿內設有連接引線，所述的連接引線包括同軸電纜A和同軸電纜B；

所述同軸電纜A上端頭的線芯與所述測量轉接盒內的電壓輸出接口低端相連接，所述同軸電纜A下端頭的線芯與所述超導陣列結電壓輸出高端相連接，該同軸電纜A下端頭的屏蔽層與所述超導陣列結電壓輸出低端相連接；

所述同軸電纜B上端頭的線芯與所述測量轉接盒內的電壓輸出接口高端相連接，所述同軸電纜B下端頭的線芯與該同軸電纜B下端頭的屏蔽層短接；

所述同軸電纜A上端頭的屏蔽層與所述同軸電纜B上端頭的屏蔽層短接在一起。

進一步的，所述的轉接頭為微波轉接頭。

進一步的，所述的同軸電纜A和同軸電纜B均采用低溫同軸電纜，該低溫同軸電纜的工作溫度范圍為10mK～400K。

進一步的，所述同軸電纜A的屏蔽層材質和同軸電纜B屏蔽層材質均為銅鍍銀。

進一步的，所述同軸電纜A的線芯直徑為0.2033mm，屏蔽層厚度為0.203mm；所述同軸電纜B的線芯直徑為0.2033mm，屏蔽層厚度為0.203mm。

本發明與現有技術相比較，可以抵消在兩根連接引線（即同軸電纜A、B）上產生的熱電勢，大大減小了測量轉接盒內電壓輸出接口的高、低端引入的熱電勢差。該熱電勢差疊加在交流電壓信號上，由于在量子交流電壓信號上疊加了一個熱電勢差信號，故在量子交流信號有效值測量時引入一個熱電勢誤差，同時在相互疊加信號的有效值計算中，為各信號的平方和再開方，故熱電勢每降一個量級，則其對有效值結果引入的相對誤差將會下降兩個量級。?

附圖說明

圖1為現有低溫測試探桿的結構示意圖。

圖2為本發明的整體結構示意圖之一。

圖3為圖2中的C部放大示意圖。

圖4為圖2中的D部放大示意圖。

圖5為本發明的整體結構示意圖之二。

具體實施方式

下面結合附圖說明本發明的具體實施方式。