專利名稱：：測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，尤其是，本發(fā)明涉及測量長度超過100m的長超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法。技術(shù)背景為評估高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流特性，例如使用在以下的日本專利特開No.10-239260(專利文獻(xiàn)l)中公開的方法和裝置。圖8是示出在日本專利特開No.10-239260中公開的用于測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流特性的裝置的模型圖。參考圖8，測量裝置110主要包括冷卻槽107、送料輥111、支承輥112、電極113和114以及運(yùn)算控制計(jì)算器117和測量器118。巻繞在送料輥111上的長超導(dǎo)導(dǎo)線101被支承輥112拉緊。在送料輥111和支承輥112之間，超導(dǎo)導(dǎo)線101浸在液氮108中，液氮108包含在冷卻槽107中。因而，超導(dǎo)導(dǎo)線101的局部部分被液氮冷卻并達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)。各個電連接到電源106的電極114壓緊緊靠超導(dǎo)導(dǎo)線101的表面，從而給超導(dǎo)導(dǎo)線101的前述部分饋送電流。在帶電狀態(tài)下，各個電連接到電壓表103的電極113壓緊緊靠超導(dǎo)導(dǎo)線101的表面，用于用電壓表103測量電壓。在逐漸增加饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線101的電流的同時，測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線101的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線101的前述部分中產(chǎn)生的電壓。因而，獲得大量組電流值和電壓值。然后，從大量組的電流值和電壓值中取得超過規(guī)定電壓值(臨界電壓值)并且最接近規(guī)定的電壓值的電壓，以及與該電壓值對應(yīng)的電流值被認(rèn)為是在前述部分中的超導(dǎo)導(dǎo)線101的臨界電流值。隨后，旋轉(zhuǎn)送料輥111和支承輥112從而移動超導(dǎo)導(dǎo)線101,使得與上述方法類似地在超導(dǎo)導(dǎo)線101的另一部分中測量電流和電壓，以獲得臨界電流值。通過以這種方式測量多個部分的電壓值來獲得整個超導(dǎo)導(dǎo)線101的臨界電流值。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開No.10-239260
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題如果流過超導(dǎo)導(dǎo)線101的電流增加，然而，由超導(dǎo)導(dǎo)線101的電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。因此，在專利文獻(xiàn)1所述的方法中，存在這樣的問題，流過超導(dǎo)導(dǎo)線101的電流表現(xiàn)如此不穩(wěn)定以致于不能獲得正確的臨界電流值。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，該方法能測量正確的臨界電流值。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的第一方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法包括通過給超導(dǎo)導(dǎo)線饋送電流和改變電流的值，來測量第一到第m(m表示至少為2的整數(shù))個電流值(h、12、…、Im)和對應(yīng)于第一到第m個電流值的各電流值的第一到第m個電壓值(V。V2、、Vm)。通過將從恒定電流源饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線的電流保持在設(shè)定為第一設(shè)定值的狀態(tài)下恒定的時間，隨后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，從而測量第一電流值和第一電壓值。通過將從恒定電流源饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線的電流在設(shè)定為高于第(k-l)個設(shè)定值的第k個設(shè)定值的狀態(tài)下保持恒定的時間，隨后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，從而測量第k個(k表示滿足2《k《m的整數(shù))電流值和第k個電壓值。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法包括以下步驟將超導(dǎo)導(dǎo)線的總長度分成從第一部分到第n部分的n個長度，并通過將電流饋送給從第一到第n部分的各個部分并改變電流值來測量第一到第m個(m表示至少為2的整數(shù))電流值(Ip12、…、Ira)和對應(yīng)于第一到第m個電流值的各個電流值的第一到第m個電壓值(Vw至IJV1>m、Vw到V2,m、…、V^到Vn，m;其中Vk,j表示在第k部分中對應(yīng)第i個電流值的電壓值(k表示1到n的整數(shù)，i表示1到m的整數(shù)))。通過將從恒定電流源饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線的電流保持在設(shè)定為第一設(shè)定值的狀態(tài)下恒定的時間，隨后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，從而測量第一電流值(1》和第一部分到第n部分的每一個中的第一電壓值(Vu、V2>1、…、Vn>1)。通過將從恒定電流源饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線的電流在設(shè)定為高于第(j-l)個設(shè)定值的第j個設(shè)定值的狀態(tài)下保持恒定的時間，隨后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，來測量第j個(j表示滿足2《j《m的整數(shù))電流值(Ij)和在第一部分到第n部分的每個中的第j個電壓值(V,j、V2,j、…、Vn>j)?；诟鶕?jù)本發(fā)明的第一和第二方面的每一個的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，通過將從恒定電流源饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線的電流在設(shè)定為第一設(shè)定值的狀態(tài)下保持恒定的時間，可以減小由超導(dǎo)導(dǎo)線的電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。因而，可以在流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流穩(wěn)定后測量電流值，使得可以獲得正確的臨界電流值?；诟鶕?jù)本發(fā)明的第二方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，另外，至于例如長度超過100m的長超導(dǎo)導(dǎo)線，可以沿著整個長度或在特定部分中測量臨界電流值。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法優(yōu)選還包括以下步驟基于第一到第m個電流值(I,、12、、Im)和第一到第m個電壓值(V"V2、…、Vm)，計(jì)算示出在流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系的直線；和用該直線來計(jì)算超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值。因而，在獲得第一到第m個電流值(I!、12、…、Im)和第一到第m個電壓值(V"V2、…、Vm)時，基于從這些值獲得的直線可以計(jì)算臨界電流值。因此，在沒有實(shí)際測量作為臨界電流值的電流值和與之相應(yīng)的電壓值的情況下，可以計(jì)算臨界電流值，從而，臨界電流值可以容易地測量并且測量可以加速。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法優(yōu)選在計(jì)算直線的步驟中用最小二乘法來計(jì)算直線。因而，即使測得的電流值和電壓值包含誤差，也提高了計(jì)算出的直線的準(zhǔn)確度，使得在臨界電流值中產(chǎn)生的測量誤差可以被最小化。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法優(yōu)選還包括計(jì)算從第x部分到第y部分(x和y表示整數(shù)，并且l《x《y《n)的每個部分中測得的第一個電壓值的總和(V，d廣Vx,Vx+w+…+Vy>1)到第m個電壓值的總和(Vsum(m)-Vx,m+Vx+1,m+'"+Vy,m);基于第一到第m個電流值(h、12、…、Im)以及第一個電壓值的總和(VsumW=Vx,1+Vx+1,1+…+Vy>1)至IJ第m個電壓值的總和(Vsum(m)=Vx,m+Vx+1，m++Vy,m)，計(jì)算示出流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系的直線；以及用該直線計(jì)算超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值。因而，為測量臨界電流值，在一個部分(從第x部分到第y部分)中獲得第一到第m個電流值(Ip12、…、Im)和第一到第m個電壓值(Vi、V2、…、Vm)時，該部分的臨界電流值可以基于從這些值獲得的直線進(jìn)行計(jì)算。因此，在沒有實(shí)際測量作為臨界電流值的電流值和與之相應(yīng)的電壓值的情況下，可以計(jì)算臨界電流值，從而，臨界電流值可以容易地測量并且測量可以加速。根據(jù)第二方面的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法優(yōu)選在計(jì)算直線的步驟中用最小二乘法來計(jì)算直線。因而，即使測得的電流值和電壓值包含誤差，也提高了計(jì)算出的直線的準(zhǔn)確度，使得在臨界電流值中產(chǎn)生的測量誤差可以被最小化。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，可以測量正確的臨界電流值。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的裝置的模型圖。圖2是以放大方式示出圖1中由II包圍的部分的模型圖。圖3是示出在圖2中超導(dǎo)導(dǎo)線和電極彼此接觸的狀態(tài)的圖。圖4A是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中控制恒流源的設(shè)定值的方法的圖。圖4B是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和電壓中的時變的圖。圖4C是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和電壓的其他示意性時變的圖。圖4D是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和電壓的另一示意性時變的圖。圖5是示出在表1到3中的電流值和電壓值之間的關(guān)系的圖。圖6(a)是示出在與時間成比例地增加恒流源的設(shè)定值的情況下該恒流源的設(shè)定值中的時變的圖，且圖6(b)是示出在與時間成比例地增加恒流源的設(shè)定值的情況下在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓中的時變的圖。圖7是示出在表4中的電流值和電壓值之間的關(guān)系的圖。圖8是示出在日本專利特開No.10-239260中公開的用于測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流特性的裝置的模型圖。附圖標(biāo)記說明1、101超導(dǎo)導(dǎo)線，3、4、103電壓表，5分路電阻，6恒流源，7、107冷卻槽，8、108液氮，10、110測量裝置，11、lll送料輥，12、112支承輥，13a、13c上部電壓電極，13b、13d下部電壓電極，14a、14c上部電流電極，14b、14d下部電流電極，15輔助輥，17、117運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)，18、U8測量器，30電極部分，31電極驅(qū)動部分，32電極支承部分，IOO測量部分，106電源，113、114電極。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的裝置的模型圖。圖2是以放大方式示出圖1中由II包圍的部分的模型圖。圖3是示出超導(dǎo)導(dǎo)線和電極彼此接觸的狀態(tài)的圖。參考圖1到3，測量裝置IO包括送料輥11、支承輥12、運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17、電極部分30、冷卻槽7和測量器18。送料輥11和支承輥12構(gòu)成饋送裝置。送料輥11和支承輥12為圓柱形。超導(dǎo)導(dǎo)線1纏繞在送料輥11和支承輥12上。測量開始之前，超導(dǎo)導(dǎo)線1只纏繞在送料輥11上，而超導(dǎo)導(dǎo)線1的一端簡單地固定到支承輥12。超導(dǎo)導(dǎo)線1由儲存在銀護(hù)套中的氧化物超導(dǎo)材料組成。而用于氧化物超導(dǎo)材料的材料沒有特別限定，例如可以使用(Bi2_x-Pbx)Sr2Ca2Cu301Q。超導(dǎo)導(dǎo)線1的長度，優(yōu)選為至少100m，可以少于100m。超導(dǎo)導(dǎo)線1的形狀沒有特別限定，優(yōu)選是帶形，而其寬度和厚度可以分別是大約3mm和大約0.2mm。在測量開始時，超導(dǎo)導(dǎo)線1連續(xù)地從送料輥11巻繞在支承輥12上。送料輥11、支承輥12和輔助輥15都是可旋轉(zhuǎn)的。運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17連接到送料輥11、支承輥12和測量器18。運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17將信號提供給送料輥li和支承輥12，以旋轉(zhuǎn)送料輥11和支承輥12。這時，運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17能夠只旋轉(zhuǎn)送料輥11，而運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17也能夠只旋轉(zhuǎn)支承輥12。因此，運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17通過將信號提供給送料輥11和支承輥12，能正確地調(diào)整施加到超導(dǎo)導(dǎo)線l上的張力。而且，運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17這樣連接到測量器18，從而使得其可以根據(jù)在測量器18中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作。電極部分30包括上部電流電極14a和14c、下部電流電極14b和14d、上部電壓電極13a和13c、下部電壓電極13b和13d、電極支承部分32和電極驅(qū)動部分31。這些電極14a到14d和13a到13d的每一個由銀或銀合金組成，具有3cm長的邊，并基本呈長方體。下部電流電極14b和14d和下部電壓電極13b和13d固定到冷卻槽7，并與冷卻槽7電絕緣。上部電流電極14a和14c和上部電壓電極13a和13c都固定到電極支承部分32。電極支承部分32在圖2中通過電極驅(qū)動部分31可以垂直移動。當(dāng)電極驅(qū)動部分31向下移動時，因此，上部電流電極14a和14c和上部電壓電極13a和13c與超導(dǎo)導(dǎo)線1進(jìn)行接觸，并且還將超導(dǎo)導(dǎo)線1往下壓。因而，上部電流電極14a和14c和下部電流電極14b和14d將超導(dǎo)導(dǎo)線1保持在兩者之間，如圖3所示。而且，上部電壓電極13a和13c和下部電壓電極13b和13d將超導(dǎo)導(dǎo)線1保持在兩者之間。冷卻槽7填滿例如液氮8等。使用液氮8來冷卻超導(dǎo)導(dǎo)線1。測量器18包括恒流源6和電壓表3和4。恒流源6具有通過分路電阻5連接到上部電流電極14a和下部電流電極14b的第一電極和連接到上部電流電極14c和下部電流電極14d的第二電極。因而，恒流源6可以將恒定值的電流饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線1。電壓表3具有連接到上部電壓電極13a和下部電壓電極13b的第一電極和連接到上部電壓電極13c和下部電壓電極13d的第二電極。因而，電壓表3可以測量在上部電壓電極13a和下部電壓電極13b之間和上部電壓電極13c和下部電壓電極13d之間的電位差，也就是在測量部分100中的電位差。連接到分路電阻5的兩端的電壓表4可以測量分路電阻5的兩端之間的電位差。在恒流源6和電壓表3和4中獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭\(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17。現(xiàn)在描述根據(jù)本實(shí)施例的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法。首先，準(zhǔn)備恒定長度的超導(dǎo)導(dǎo)線1，并且該超導(dǎo)導(dǎo)線1如圖1所示設(shè)置。就100m的超導(dǎo)導(dǎo)線1而言，如果測量部分100的距離為4m，假設(shè)從超導(dǎo)導(dǎo)線1的第一端的4m部分形成第一部分，那么從超導(dǎo)導(dǎo)線1的第一端直到第二端將超導(dǎo)導(dǎo)線1劃分成4m長，使得超導(dǎo)導(dǎo)線1被分成從第一部分到第25部分的25個長度。運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17將信號饋送給送料輥11和支承輥12，從而使得第一部分(從超導(dǎo)導(dǎo)線1的第一端起直到4m的部分)位于測量部分IOO的部分上。然后，運(yùn)算及控制計(jì)算機(jī)17將信號饋送給電極驅(qū)動部分31以向下移動電極支承部分32。接收該信號的電極驅(qū)動部分31降低電極支承部分32。從而，超導(dǎo)導(dǎo)線1被保持在上部電壓電極13a和下部電壓電極13b之間，如圖3所示。而且，超導(dǎo)導(dǎo)線1被保持在上部電流電極14a和下部電流電極14b之間。而且在圖1的左側(cè)上的電極部分上，超導(dǎo)導(dǎo)線1被保持在上部電壓電極13c和下部電壓電極13d之間，而且被保持在上部電流電極14c和下部電流電極14d之間。在這種狀態(tài)下，恒流源6將規(guī)定的電流饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線1。電壓表3測量在上部電壓電極13a和下部電壓電極13b之間和上部電壓電極13c和下部電壓電極13d之間的電位差，即在測量部分IOO中的電位差，以獲得測量部分100的電壓值。而且，在分路電阻5的兩端之間的電位差用電壓表4的值測量。以分路電阻的電位差和電阻值為基礎(chǔ)，計(jì)算流過分路電阻的電流，并且該電流值被認(rèn)為是流過超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流值。在增加恒流源6中的電流設(shè)定值的同時，測量在超導(dǎo)導(dǎo)線1的測量部分100中的電流值以及超導(dǎo)導(dǎo)線1的測量部分100中的電壓值。因而，獲得m(m表示至少為2的整數(shù))組電流值和電壓值。將從恒流源6饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流在設(shè)定為預(yù)定設(shè)定值的狀態(tài)下保持恒定時間后，測量該實(shí)施例中的前述電流值和電壓值。下面詳細(xì)描述該測量方法。圖4A是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中控制恒流源的設(shè)定值的方法的圖，并且圖4B是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和電壓中的時變的圖。圖4C是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和電壓的其他示意性時變的圖，并且圖4D是示意性示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和電壓的另外示意性時變的圖。參考圖4A和4B，該恒流源的設(shè)定值在時間t,被設(shè)定為設(shè)定值Ila。該電流在設(shè)定為設(shè)定值Ila(第一設(shè)定值)的狀態(tài)下保持時間to(例如大約0.1秒)，用于在過了時間to后的時間t2測量電流值h(第一電流值)和電壓值Vi(第一電壓值)。當(dāng)恒流源的設(shè)定值在時間^被設(shè)定(增加)為I^時，在測量部分100中產(chǎn)生由超導(dǎo)導(dǎo)線1的電感引起的感應(yīng)電動勢，并且在超導(dǎo)導(dǎo)線1中實(shí)際產(chǎn)生的電壓值中產(chǎn)生噪聲(圖4B中的箭頭A)。噪聲的形狀隨電源的電路結(jié)構(gòu)而變化，并且可以在如圖4C或4D中所示被觀察到。該感應(yīng)電動勢以與流過超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流中的時變率成比例的大小產(chǎn)生，并且隨著電流的上升速度的增大，噪聲通常也增加。感應(yīng)電動勢的大小還取決于超導(dǎo)導(dǎo)線的長度，并且在測量具有米范圍內(nèi)的長度的超導(dǎo)導(dǎo)線中噪聲增加。然而，該噪聲隨時間減小，并且因此在經(jīng)過時間t。后的時間k時，實(shí)際電流值和電流值達(dá)到基本不變的值(電流值基本與設(shè)定值一致)。此后，恒流源的設(shè)定值在時間t3不連續(xù)地增加到設(shè)定值I2a，并且將該電流在設(shè)定為設(shè)定值L的狀態(tài)下保持時間t。，用于測量電流值12(第二電流值)和電壓值V2(第二電壓值)。用該方法測量在超導(dǎo)導(dǎo)線的第一部分中的電流值h到Im(第一到第m個電流值)以及相應(yīng)于電流值I,到Im中的各個的電壓值V,,i到(第一到第m個電壓值)。如典型測量結(jié)果所示，表1到3示出了在測量頻率2L為115次的情況下在超導(dǎo)導(dǎo)線1的第一部分中測量的典型的電流值^到Ius和電壓值V,到Vn5的組。而且，圖5示出了在表1到3中的電流值和電壓值之間的關(guān)系。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>參考表1到3和圖5，在顯示電流值還沒超過100A的測量序號1到22中通過每次將恒流源的設(shè)定值增加大約5A來測量電壓值，而對顯示電流值超過100A的測量序號23到115每次將恒流源的設(shè)定值增加大約1A來測量電壓值。在電流值超過IOOA后降低恒流源的設(shè)定值的上升速率，以通過獲得臨界電流值附近的大量電流值的數(shù)據(jù)來獲得正確的臨界電流值。如圖5所示，電壓值和電流值的對數(shù)之間保持成比例。然后，以測得的電流值和電壓值為基礎(chǔ)，決定第一部分的臨界電流值。尤其是，從測得的電流值I!到I出和電壓值V,到Vns的組中決定第一次超過臨界電壓值(例如，lpV(=1X1(T6V)/cm)的電流值作為臨界電流值。參考表1到3，在測量序號84中每cm電壓值(每cm電壓值l.llX10—6V/cm)第一次超過lpV。因此，測量序號84的電流值163.0A被認(rèn)為是第一部分的臨界電流值。然后，電極驅(qū)動部分31向上移動，以將上部電流電極14a和14c和上部電壓電極13a和13c與超導(dǎo)導(dǎo)線1分開。然后，超導(dǎo)導(dǎo)線1巻繞在支承輥12上，使得第二部分(從距離超導(dǎo)導(dǎo)線1的第一端4m和8m的位置之間的部分)位于測量部分100的部分上。隨后，用類似于第一部分中的方法測量第二部分中的臨界電流值。用該方法測量超導(dǎo)導(dǎo)線l中的所有部分(第一到第25部分)中的臨界電流值。根據(jù)本實(shí)施例測量超導(dǎo)導(dǎo)線1的臨界電流值的方法包括以下步驟將超導(dǎo)導(dǎo)線1的整個長度分成從第一到第25部分的25個恒定長度；和通過將電流饋送給從第一部分到第25部分的各個部分并改變電流值，來測量第一到第115個電流值(I,、12、、15)和對應(yīng)于第一到第115個電流值的各個的第一到第115個電壓值(Vu到Vw"、V2>1到V2,115、…、V25，,到V25,115)。通過將從恒流源6饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流在設(shè)定為第一設(shè)定值Ih的狀態(tài)下保持恒定的時間，然后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線1中產(chǎn)生的電壓，從而測量第一部分到第25部分的每一個中的第一電流值(1。和第一電壓值(Vh、V2>1、…、V2w)。通過將從恒流源6饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流在設(shè)定為高于第(j-l)個設(shè)定值(I(H)a)的第j個設(shè)定值Ij、的狀態(tài)下保持恒定的時間，然后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線1中產(chǎn)生的電壓，從而測量在第一部分到第25部分的每一個中的第j個(j表示滿足2《j《U5的整數(shù))電流值(Ij)和第j個電壓值(V,，j、V2,j、、V25,j)。根據(jù)該實(shí)施例中測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，可以通過將從恒流源6饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線1的電流在設(shè)定為規(guī)定設(shè)定值的狀態(tài)下保持恒定的時間，來減小由超導(dǎo)導(dǎo)線1的電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。因此，在流過超導(dǎo)導(dǎo)線1中的電流穩(wěn)定后，可以測量電壓值，從而使得可以獲得正確的臨界電流值。根據(jù)本實(shí)施例中測量超導(dǎo)導(dǎo)線1的臨界電流值的方法，進(jìn)一步地，例如，對具有超過100m長度的長超導(dǎo)導(dǎo)線來說，可以沿著整個長度或在特定部分中測量臨界電流值。圖6(a)是示出在與時間成比例增加恒流源的設(shè)定值的情況下恒流源的設(shè)定值中的時變的圖，且圖6(b)是示出在與時間成比例增加恒流源的設(shè)定值的情況下在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓中的時變的圖。參考圖6(a)和6(b),當(dāng)恒流源的設(shè)定值與時間成比例增加時，恒流源的設(shè)定值沒有保持恒定的時間。因此，電壓值是在由超導(dǎo)導(dǎo)線的電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大時測量的。因此，獲得比實(shí)際值小的電壓值，而且不能獲得正確的臨界電流值。在該實(shí)施例中已經(jīng)示出將長超導(dǎo)導(dǎo)線分成第一到第25部分并測量在各個部分中的臨界電流值的情況。然而，根據(jù)本發(fā)明的測量方法還可應(yīng)用于在長度小于100m的短超導(dǎo)導(dǎo)線中的臨界電流的測量。在測量短超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的情況下，該超導(dǎo)導(dǎo)線沒有劃分而是一次沿著整個長度測量臨界電流值。換句話說，測量沿著超導(dǎo)導(dǎo)線的整個長度的第一到第m個電流值(I"I2、…，Im)和對應(yīng)于該第一到第m個電流值的各個的第一到第m個電壓值(V,、V2、，Vm)。然后，用類似于上述的方法決定臨界電流值。在該實(shí)施例中的測量超導(dǎo)導(dǎo)線1的臨界電流值的方法優(yōu)選在室溫且濕度不超過70%的空氣中進(jìn)行。由此，可以防止空氣中包含的濕氣沿著超導(dǎo)導(dǎo)線1進(jìn)入冷卻槽7。所以，可以制止由雜質(zhì)例如冰的介入所引起的液氮8的溫度(77.3K)的波動。而且，沒有例如冰的雜質(zhì)在電極13a到13d和14a到14d與超導(dǎo)導(dǎo)線1之間介入，借此可以防止超導(dǎo)導(dǎo)線1在測量臨界電流值時產(chǎn)生裂縫。另外，送料輥11和支承輥12的旋轉(zhuǎn)速度(超導(dǎo)導(dǎo)線1的饋送速度)優(yōu)選為至少8m/min，而且不超過20m/min。通過將超導(dǎo)導(dǎo)線1的饋送速度設(shè)定為至少8m/min，超導(dǎo)導(dǎo)線1的規(guī)定部分可以在短期內(nèi)移動到測量部分100。而且，通過將超導(dǎo)導(dǎo)線1的饋送速度設(shè)定為不超過20m/min，可以防止在支承輥12附近出現(xiàn)的超導(dǎo)導(dǎo)線1的突然溫度升高。在支承輥12附近出現(xiàn)的超導(dǎo)導(dǎo)線1,剛從液氮8中取出，由于從液氮溫度到室溫的突然溫度升高而容易膨脹(擴(kuò)展)?？梢酝ㄟ^將超導(dǎo)導(dǎo)線1的饋送速度設(shè)定為不超過20m/min來避免膨脹。(第二實(shí)施例)在根據(jù)第一實(shí)施例的測量臨界電流值的方法中，通過每次將恒流源的設(shè)定值增加5A直到電流值超過100A來測量電壓值，并且在電流值超過IOOA后，通過每次將恒流源的設(shè)定值增加1A來測量電壓值。從測得的電流值和電壓值的組中，首次超過規(guī)定臨界電壓值的電流值被確定為臨界電流值。在根據(jù)該實(shí)施例的測量臨界電流值的方法中，另一方面，通過以恒定速率(例如5A)增加恒流源的設(shè)定值來測量電壓值，而不管電流值。表4示出了在測量頻率m為40次的情況下在超導(dǎo)導(dǎo)線1的第一部分中測得的典型電流值I,到U和電壓值Vu到VM()的組，作為根據(jù)本發(fā)明的測量方法獲得的典型測量結(jié)果。圖7示出了表4中的電流值和電壓值之間的關(guān)系。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>參考表4和圖7，在該實(shí)施例中，通過每次將恒流源的設(shè)定值增加大約5A，而不管電流值來測量電壓值，從而與表1到3中所示的第一實(shí)施例的測量結(jié)果相比，測量頻率顯著減小了。而且，在電壓值和電流值的對數(shù)之間保持成比例，如圖7所示。然后，以電流值I,到Uo和電壓值Vw到Vi,40為基礎(chǔ)，計(jì)算示出流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流I和在超導(dǎo)導(dǎo)線的第一部分中產(chǎn)生的電壓V之間的關(guān)系的直線。該直線優(yōu)選采用最小二乘法來計(jì)算。當(dāng)以表4中的電流值I,到14()和電壓值V1;1到VMo為基礎(chǔ)用最小二乘法來計(jì)算直線時，獲得下列方程(1)的直線電壓V(V/cm)=3.630X1(T50X(電流I)關(guān)…(1)然后，從獲得的直線獲得超導(dǎo)導(dǎo)線的第一部分中的臨界電流值。如果臨界電流值是1X1(T6(V/cm)，例如，用1X10"替代上述表達(dá)式(1)的電壓V。從而，獲得更精確的值163.2A作為第一部分的臨界電流值。隨后，用類似于第一部分中的方法來測量第二部分中的臨界電流值。用這種方法來測量超導(dǎo)導(dǎo)線1中所有部分(第一到第25部分)中的各個部分的臨界電流值。根據(jù)該實(shí)施例測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法還包括以下步驟以第一到第40個電流值(Ii、12、、14())和第一到第40個電壓值(V,、V2、…、V4Q)為基礎(chǔ)，計(jì)算示出流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系的直線，并用該直線計(jì)算超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值。因而，在獲得第一到第40個電流值(h、12、、I4Q)和第一到第40個電壓值(V"V2、、V4Q)時，以獲得的表達(dá)式(1)為基礎(chǔ)可以由這些值計(jì)算出臨界電流值。因此，沒有實(shí)際測量作為臨界電流值的電流值和與之相應(yīng)的電壓值就可以測量臨界電流值，從而與第一實(shí)施例的情況相比，可以更容易地測量臨界電流值，并且測量可以被加速。而且，用最小二乘法計(jì)算直線，借此，即使測量的電流值和電壓值包含誤差，計(jì)算出的直線的準(zhǔn)確性也提高，使得可以最小化臨界電流值的測量誤差。在該實(shí)施例中已經(jīng)示出獲得第一到第25部分的各個部分的臨界電流值的情況。然而，根據(jù)本發(fā)明的測量方法還可以應(yīng)用于測量包括在第一到第25部分中的第x到第y部分(x和y表示整數(shù)，并且1《X《y《n)的部分中的臨界電流值。在測量包括在第一到第25部分中的第二到第24部分的臨界電流值的情況下，例如，由表4所示的測量結(jié)果，計(jì)算從第二部分到第24部分的各個部分中測量的第一個電壓值的總和(Vsum(1)=Vu+Vw+…十V24，。到第40個電壓值的總和(Vsum(4Q)=V2,4Q+V3,4()+".+V24,4())。然后，以第一到第40個電流值(I,、12、…、14())和第一個電壓值的總和(V畫d)=Vw十V2，,+…+V2")到第40個電壓值的總和(V讓(4Q)=V2,40+V3，40+…+V24,4Q)為基礎(chǔ)，計(jì)算在流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系的直線。用該直線計(jì)算超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值。當(dāng)利用該方法獲得在用于測量臨界電流值的部分(第二到第24部分)中的第一到第40個電流值(h、12、、I4Q)和第一到第40個電壓值(V,、V2、…、V卯)時，以從這些值中獲得的直線為基礎(chǔ)，可以計(jì)算這些部分的臨界電流值。因此，沒有實(shí)際測量作為臨界電流值的電流值和與之相應(yīng)的電壓值就可以測量臨界電流值，從而可以容易地測量臨界電流值。在該實(shí)施例中已經(jīng)示出將恒流源的設(shè)定值的增加比例設(shè)定為5A的情況，恒流源的設(shè)定值的增加比例是任意的，并且優(yōu)選是臨界電流值的大約1/20。而且，用于測量電流值和電壓值的頻率是任意的，而且如果獲得至少兩組電流值和電壓值，可以應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的測量方法。在第一和第二實(shí)施例的每一個中，描述了由分路電阻的兩端的電壓計(jì)算流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流值的情況，恒流源的電流的設(shè)定值可以被認(rèn)為是流過超導(dǎo)導(dǎo)線的電流值。這次公開的實(shí)施例被認(rèn)為是示意性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由上述描述示出，而是由專利的權(quán)利要求的范圍示出，并且旨在包括在等同于專利的權(quán)利要求的范圍的意義和范圍內(nèi)的所有改進(jìn)。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的測量方法適合于長度超過100m的長超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流的測量。權(quán)利要求1.一種測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，包括通過給超導(dǎo)導(dǎo)線(1)饋送電流且改變所述電流的值來測量第一到第m個(m表示至少為2的整數(shù))電流值(I1、I2、…、Im)和對應(yīng)于所述第一到第m個電流值的各電流值的第一到第m個電壓值(V1、V2、…、Vm)的步驟，其中通過在恒定的時間內(nèi)將從恒流源(6)饋送給所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流保持在設(shè)定為第一設(shè)定值的狀態(tài)，隨后測量流過所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在所述超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，來測量所述第一電流值和所述第一電壓值，以及通過在恒定的時間內(nèi)將從所述恒流源饋送給所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流保持在設(shè)定為高于第(k-1)個設(shè)定值的第k個設(shè)定值的狀態(tài)，隨后測量流過所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在所述超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，從而測量所述第k個(k表示滿足2≤k≤m的整數(shù))電流值和所述第k個電壓值。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，還包括以下步驟以所述第一到第m個電流值(h、12、…、Im)和所述第一到第m個電壓值(Vi、V2、、Vm)為基礎(chǔ)，計(jì)算示出在流過所述超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的電流和在所述超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系的直線；并用所述直線計(jì)算所述超導(dǎo)導(dǎo)線的所述臨界電流值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，在所述的計(jì)算所述直線的步驟中，用最小二乘法來計(jì)算所述直線。4.一種測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，包括步驟將超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的總長度劃分成從第一部分到第n部分的!L個長度；以及通過將電流饋送給從所述第一部分到所述第n部分的各個部分以及改變所述電流的值，來測量第一到第m個(m表示至少為2的整數(shù))電流值(h、12、…、Im)和對應(yīng)于所述第一到第m個電流值的各電流值的第一到第m個電壓值(Vw到V1>m、Vw到V2，m、…、V^到Vn,m;其中Vk，j表示在第k部分中對應(yīng)于第i個電流值的電壓值(k表示1到n的整數(shù)，i表示l到m的整數(shù)))，其中通過在恒定的時間內(nèi)將從恒流源(6)饋送給所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流保持在設(shè)定為第一設(shè)定值的狀態(tài)，隨后測量流過所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在所述超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，從而測量在所述第一部分到所述第n部分的每一個中的所述第一電流值(h)和所述第一電壓值(Vw、V2J、、Vn,)，以及通過在恒定的時間內(nèi)將從所述恒流源饋送給所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流保持在設(shè)定為高于第(j-l)個設(shè)定值的第j個設(shè)定值的狀態(tài)，隨后測量流過所述超導(dǎo)導(dǎo)線的電流和在所述超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓，從而測量在所述第一部分到所述第n部分的每一個中的所述第j個(j表示滿足2《j《m的整數(shù))電流值(Ij)和所述第j個電壓值(V!,j、V2,j、…、5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，還包括步驟計(jì)算從所述第x部分到所述第y部分(x和y表示整數(shù)，并且1《x《y《n)的各個部分中測得的所述第一個電壓值的總和(Vsum(1)=Vx,1+Vx+1,1+...+Vy>1)到所述第m個電壓值的總和(VSUm(m)—VX，m+VX+1，m+,+Vy，m)，以所述第一到第m個電流值(I,、I2、…L)和所述第一個電壓值的總和(V讓d廣Vx,+Vx+u+…+Vy，。到所述第m個電壓值的總和(Vsum(m)=Vx，m+Vx+1,m+-+Vy,m)為基礎(chǔ)，計(jì)算示出在流過所述超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的電流和在所述超導(dǎo)導(dǎo)線中產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系的直線；和用所述直線計(jì)算所述超導(dǎo)導(dǎo)線的所述臨界電流值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量超導(dǎo)導(dǎo)線的臨界電流值的方法，在所述的計(jì)算所述直線的步驟中，用最小二乘法計(jì)算所述直線。全文摘要測量超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的臨界電流值的方法包括測量第一到第m個(m表示至少為2的整數(shù))電流值(I₁、I₂、…、I_m)和對應(yīng)于第一到第m個電流值的各電流值的第一到第m個電壓值(V₁、V₂、…、V_m)的步驟。通過將從恒流源(6)饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的電流在設(shè)定為第一設(shè)定值I_1a的狀態(tài)下保持恒定的時間以及隨后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線(1)中產(chǎn)生的電壓，來測量第一電流值I₁和第一電壓值V₁。通過將從恒流源饋送給超導(dǎo)導(dǎo)線的電流在設(shè)定為高于第(k-1)個設(shè)定值的第k個設(shè)定值I_ka的狀態(tài)下保持恒定的時間，隨后測量流過超導(dǎo)導(dǎo)線(1)的電流和在超導(dǎo)導(dǎo)線(1)中產(chǎn)生的電壓，來測量第k個(k表示滿足2≤k≤m的整數(shù))電流值I_k和第k個電壓值V_k。因而，可以測量正確的臨界電流值。文檔編號G01N27/00GK101268358SQ20068003418公開日2008年9月17日申請日期2006年9月22日優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日發(fā)明者上野榮作,加藤武志,藤上純申請人:住友電氣工業(yè)株式會社