超导实验数据处理.doc

【实验数据处理】
1. 数据表格：

室温
1.51
111.6
538
5.69
0
1.363
100
599
6.03
-5
1.336
98
610
6.1
-10
1.312
96.1
619
6.16
-15
1.285
94.1
629
6.22
-20
1.262
92.2
639
6.29
-25
1.236
90.2
649
6.36
-30
1.211
88.2
659
6.44
-35
1.185
86.2
669
6.52
-40
1.16
84.3
678
6.6
-45
1.135
82.3
688
6.69
-50
1.109
80.3
699
6.79
-55
1.083
78.3
709
6.9
-60
1.056
76.3
720
7
-65
1.031
74.3
731
7.1
-70
1.005
72.3
741
7.22
-75
0.978
70.3
752
7.32
-80
0.953
68.3
762
7.44
-85
0.933
66.7
771
7.54
-90
0.901
64.3
782
7.68
-95
0.875
62.3
792
7.82
-100
0.849
60.3
803
7.97
-105
0.822
58.2
814
8.14
-110
0.796
56.2
825
8.27
-115
0.77
54.2
835
8.42
-120
0.743
52.1
846
8.61
-125
0.717
50.1
857
8.8
-130
0.689
48
869
8.99
-135
0.661
45.9
880
9.15
-140
0.636
43.9
889
9.3
-142
0.625
43
893
9.39
-144
0.614
42.2
897
9.48
-146
0.604
41.4
902
9.58
-148
0.593
40.6
906
9.68
-150
0.581
39.7
911
9.79
-152
0.57
38.9
916
9.89
-154
0.557
38
922
10
-156
0.547
37.2
927
10.09
-158
0.536
36.4
932
10.18
-160
0.524
35.5
938
10.29
-162
0.513
34.7
943
10.38
-163
0.507
34.3
946
10.43
-163.5
0.504
34.1
947
10.45
-164
0.501
33.9
948
10.47
-164.4
0.499
33.7
950
10.5
-164.9
0.495
33.5
951
10.52
-165.4
0.492
33.3
952
10.54
-165.9
0.489
33.1
954
10.56
-166.4
0.48
32.9
955
10.4
-166.7
0.451
32.7
956
10.06
-167.1
0.382
32.5
957
9.31
-167.5
0.31
32.3
959
8.49
-168
0.247
32.1
960
7.96
-168.5
0.194
31.9
961
7.75
-169.1
0.149
31.7
963
7.63
-169.5
0.11
31.5
964
7.57
-170
0.078
31.3
965
7.52
-170.5
0.054
31.1
967
7.49
-171
0.035
30.9
968
7.42
-171.5
0.027
30.7
969
7.36
-172
0.019
30.5
969
7.29
-172.5
0.015
30.3
970
7.23
-173
0.012
30.1
970
7.15
-173.5
0.01
29.9
971
7.06
-173.8
0.008
29.7
972
6.97
-174.2
0.007
29.5
972
6.88
-174.8
0.006
29.3
973
6.8
-175.5
0.005
29.1
974
6.74
-176.5
0.003
28.5
976
6.67
-177.8
0.002
28
978
6.68
-179
0.002
27.5
980
6.69
-179.9
0.002
27
983
6.72
-180.8
0.002
26.5
986
6.75
-182.5
0.001
26
988
6.78
-183.5
0.001
25.5
991
6.81
-184.9
0.001
25
994
6.84
-186
0.001
24.5
997
6.88
-187.2
0.001
24
999
6.91
2. 曲线
查表将转换成，作曲线
曲线

测量电流：
测量单元电原理图（采用四引线法）

曲线（临界温度部分）

起始转变温度为（此时）
完全转变温度为（此时）
临界温度 ，
转变宽度
曲线（线性部分）

曲线线性变化部分直线拟合：
，

则所测的高温超导材料的电阻温度系数

3. 二极管温度计的标定
测量电流：
测量单元电原理图
直线拟合
曲线如下：
直线拟合：，

当即时

即当即时，

4. 电磁感应法测

曲线

曲线（突变部分）

从曲线总体来看，随着温度的下降，先升高，然后突然下降。
由图可见，突变温度范围在，临界温度为
这一结果，与电阻法测得的接近。

【思考题】
1. 为什么采用四引线法可避免引线电阻和接触电阻的影响？
答：采用四引线法电流、电压可以独立控制、测量，引线电阻由于恒流可以不考虑，接触电阻因四点连接而消除。
2. 采用电磁感应法测时，当样品转变成超导态后次级线圈信号为什么仍不为零？
答：电磁感应法测时，当样品转变为超导态后，次级线圈信号并不为零，这是由于初级线圈磁通会有少量漏出影响次级线圈，随着温度的进一步下降，这种影响会减弱。另外超导材料的外壳也有一定的阻抗。

3. 试比较四引线法与电磁感应法的优缺点。
答：四引线法的优点是避免引线电阻和接触电阻的影响，缺点是只能测出混合超导材料中较高的一种材料的临界温度；电磁感应法的优点是可以测出混合材料各组分的临界温度，缺点是误差较大。
4. 用四引线法测量时，常采用单刘欢想法消除乱真电势，试分析产生乱真电势原因及消除原理。
答：四引线法测时，电路中可能含有半导材料，影响电流。用电流换向法消除乱真电势，换向后，测得的结果与原先相加却平均值可以消除这一误差。

5. 试分析利用温度电偶法确定液面位置时的连接方法。
答：温度电偶法确定液面位置的示意图如右：

【实验总结】
本次实验并不复杂，但要求仔细和认真。尤其是数据
记录过程中对温度的调解。应该说由于预习得比较充分，
对整个实验的原理和步骤比较了解，数据记录前的准备和
计划工作做得比较好，使得这次实验完成得很顺利，用时
也较短。数据处理可以说是与实验操作过程同等重要的部
分，在这个实验中表现得尤为突出。对于200多组数据的
分析、作图、计算，得出临界温度，是本次实验的目的。
在处理数据的过程中也同样要求积极思考。通过这一试验，
基本掌握了临界温度两种方法的测定方法，更加深了对
超导体两个基本特性的理解。