JPH0341332A - 超電導圧力センサ - Google Patents
超電導圧力センサInfo
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- JPH0341332A JPH0341332A JP17598389A JP17598389A JPH0341332A JP H0341332 A JPH0341332 A JP H0341332A JP 17598389 A JP17598389 A JP 17598389A JP 17598389 A JP17598389 A JP 17598389A JP H0341332 A JPH0341332 A JP H0341332A
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Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、低温下で圧力を検出することができる超電導
圧力センサに関する。
圧力センサに関する。
（ロ）従来の技術
従来から、圧力を加えると電圧を発生する圧電材料が知
られており、この圧電材料を用いた圧力センサが実用化
されている。このような材料にはＢ ａ Ｔ ｉ Ｏ３
等のセラミックスやＰＶＤＦ等の高分子圧電フィルムが
ある。
られており、この圧電材料を用いた圧力センサが実用化
されている。このような材料にはＢ ａ Ｔ ｉ Ｏ３
等のセラミックスやＰＶＤＦ等の高分子圧電フィルムが
ある。
しかしながら、従来の圧力センサでは、低温下で使用す
ることができず、低温下で使用される機器が多くなるに
つれ、低温下で使用される圧力センサの開発が望まれる
。
ることができず、低温下で使用される機器が多くなるに
つれ、低温下で使用される圧力センサの開発が望まれる
。
（ハ）発明が解決しようとする課題
低温下で使用されるものとして超電導体があるが、従来
のＮｂ等の金属系超電導体では、結晶間に弱い結合をも
たらすことは困難であり、結晶に歪みを加えても抵抗を
大きく変化させることはできない。
のＮｂ等の金属系超電導体では、結晶間に弱い結合をも
たらすことは困難であり、結晶に歪みを加えても抵抗を
大きく変化させることはできない。
これに対し、本発明者は酸化物超電導体の研究において
、酸化物超電導体は多結晶体であり、結晶粒子間の結合
を弱めた超電導膜の作製が可能であり、この超電導膜に
圧力を加えると、結晶粒子の歪みにより、超電導膜は転
移温度以下で超電導状態から常電導状態に変化すること
を見出した。
、酸化物超電導体は多結晶体であり、結晶粒子間の結合
を弱めた超電導膜の作製が可能であり、この超電導膜に
圧力を加えると、結晶粒子の歪みにより、超電導膜は転
移温度以下で超電導状態から常電導状態に変化すること
を見出した。
本発明は、かかる知見に基いて、低温下で圧力を検出す
ることができた超電導圧力センサを提供せんとするもの
である。
ることができた超電導圧力センサを提供せんとするもの
である。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明による超電導圧力センサは、曲げることができる
基板状に形成される多結晶酸化物超電導膜と、この膜上
に設けた端子電極とを備え、多結晶酸化物超電導膜は結
晶端子間が弱く結合したものであり、端子電極は前記超
電導膜に定電流を供給するものであり、かつ、前記超電
導膜に印加される圧力に基く結晶粒子の歪みにより前記
超電導膜の両端に生ずる電圧を検出するものであること
を特徴とするものである。
基板状に形成される多結晶酸化物超電導膜と、この膜上
に設けた端子電極とを備え、多結晶酸化物超電導膜は結
晶端子間が弱く結合したものであり、端子電極は前記超
電導膜に定電流を供給するものであり、かつ、前記超電
導膜に印加される圧力に基く結晶粒子の歪みにより前記
超電導膜の両端に生ずる電圧を検出するものであること
を特徴とするものである。
（ホ） 作 用
前記超電導膜は転移温度以下において超電導状態にあり
、端子電極から定電流がこの超電導膜に供給されるとき
、超電導膜の抵抗が零であるため、超電導膜の両端間の
電圧も零である。
、端子電極から定電流がこの超電導膜に供給されるとき
、超電導膜の抵抗が零であるため、超電導膜の両端間の
電圧も零である。
この状態で超電導膜に圧力を加えると、結晶粒子の歪み
により超電導膜の両端間に圧力に応じた電圧が現れ、圧
力を検出することができる。
により超電導膜の両端間に圧力に応じた電圧が現れ、圧
力を検出することができる。
（へ）実施例
本発明の一実施例を説明する。尚、この実施例では、Ｙ
−Ｂａ−Ｃｕ系酸化物超電導体を用いた。
−Ｂａ−Ｃｕ系酸化物超電導体を用いた。
まず、酸化イツトリウム（ｙ、ｏ、） 、炭酸バリウム
（ＢａＣＯ，）、酸化銅（Ｃｕｂ）をＹ、Ｂａ、Ｃｕの
元素比が１：２二３になるように採取し、乳鉢で十分混
合粉砕した後、セラミック容器に入れ、９００℃の酸素
雰囲気下で１０時間仮仮焼成てＹＢａ２Ｃｕ＋Ｏｘの焼
結粉を得た。
（ＢａＣＯ，）、酸化銅（Ｃｕｂ）をＹ、Ｂａ、Ｃｕの
元素比が１：２二３になるように採取し、乳鉢で十分混
合粉砕した後、セラミック容器に入れ、９００℃の酸素
雰囲気下で１０時間仮仮焼成てＹＢａ２Ｃｕ＋Ｏｘの焼
結粉を得た。
二の焼結粉を粉砕して、これを低温分解性のアクリル樹
脂と有機溶剤で混練して超電導ペーストを作製した。こ
のペーストをアルミナ基板にスフノーン印刷して９８０
℃の酸素雰囲気下で１時間焼成した。このようにして、
基板上に厚み５０〜１００μｎ〕の多結晶酸化物超電導
膜を形成した。
脂と有機溶剤で混練して超電導ペーストを作製した。こ
のペーストをアルミナ基板にスフノーン印刷して９８０
℃の酸素雰囲気下で１時間焼成した。このようにして、
基板上に厚み５０〜１００μｎ〕の多結晶酸化物超電導
膜を形成した。
この超電導膜は、基板との熱膨張率の違いから、超電導
結晶粒子が弱く結合した膜となる。
結晶粒子が弱く結合した膜となる。
この超電導膜を四端子法により抵抗−温度特性を測定し
て、第１図の特性Ａを得た。特性Ａから転移開始温度が
９４Ｋ、抵抗が零となる転移終止温度が７８にであるこ
とがわかる。比較のため、実施例と同じ組成のものを使
用して前述の仮焼成を行い、この仮焼成粉を粉砕した後
戒形圧カフ５０ ｋｇｆ／ｃｍ”でプレス加工してペレ
ット状に固め、このペレ７）を実施例と同じ条件で焼成
してバルク状超電導体を作成して、抵抗−温度特性を調
べたところ、第１図の特性Ｂであった。この特性Ｂから
転移開始温度が９４にであり、実施例と同じであるが、
転移終止温度は８８にであり、実施例と異なるものであ
った。すなわち、実施例の超電導膜では転移開始温度と
転移終止温度の温度差の幅が広いのに対し、比較用のバ
ルク状超電導体ではその幅が狭いものである。
て、第１図の特性Ａを得た。特性Ａから転移開始温度が
９４Ｋ、抵抗が零となる転移終止温度が７８にであるこ
とがわかる。比較のため、実施例と同じ組成のものを使
用して前述の仮焼成を行い、この仮焼成粉を粉砕した後
戒形圧カフ５０ ｋｇｆ／ｃｍ”でプレス加工してペレ
ット状に固め、このペレ７）を実施例と同じ条件で焼成
してバルク状超電導体を作成して、抵抗−温度特性を調
べたところ、第１図の特性Ｂであった。この特性Ｂから
転移開始温度が９４にであり、実施例と同じであるが、
転移終止温度は８８にであり、実施例と異なるものであ
った。すなわち、実施例の超電導膜では転移開始温度と
転移終止温度の温度差の幅が広いのに対し、比較用のバ
ルク状超電導体ではその幅が狭いものである。
尚、上記四端子法による測定は、接続として超電導膜又
は超電導体の上にインジウム電極を圧接し、温度は金＋
０．０７％鉄−クロメルサーモカップルにより測定し、
流した電流密度を０．５〜５ Ａ／ｃｍ’とした。
は超電導体の上にインジウム電極を圧接し、温度は金＋
０．０７％鉄−クロメルサーモカップルにより測定し、
流した電流密度を０．５〜５ Ａ／ｃｍ’とした。
次に、アルミナ基板上の多結晶酸化物超電導膜を超音波
照射により幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの大きさに切断した
。
照射により幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの大きさに切断した
。
第２図はこの実施例により作製された圧力センサの平面
図である。この図面に示されるように、上記寸法の多結
晶酸化物超電導膜１の両端に、幅１ｍｆｆ１の第１電極
２．２を銅の蒸着により形成した。また、各第１電極２
．２より内側に夫々ＩＩｕ＋の間隔をおいて第２電極３
．３を形成した。各第１電極２には夫々超電導膜１に定
電流を流すためのリード４が接続されており、各第２電
極３にはその定電流を流すときの超電導膜１の両端電圧
を検出するリード５が接続されている。この実施例では
各一対の第１及び第２電極２．３が端子電極となるもの
であるが、一方のみの電極により端子電極としてもよい
ことは明らかであろう。
図である。この図面に示されるように、上記寸法の多結
晶酸化物超電導膜１の両端に、幅１ｍｆｆ１の第１電極
２．２を銅の蒸着により形成した。また、各第１電極２
．２より内側に夫々ＩＩｕ＋の間隔をおいて第２電極３
．３を形成した。各第１電極２には夫々超電導膜１に定
電流を流すためのリード４が接続されており、各第２電
極３にはその定電流を流すときの超電導膜１の両端電圧
を検出するリード５が接続されている。この実施例では
各一対の第１及び第２電極２．３が端子電極となるもの
であるが、一方のみの電極により端子電極としてもよい
ことは明らかであろう。
以上のように形成した超電導圧力センサを液体窒素下に
沈め、第１電極２．２間に定電流１０μＡを供給し、超
電導膜１の中心部に圧力を加えて、第２電極３．３間の
電圧を測定した。その測定結果を第３図に示す。この図
がら明らがなように、圧力が略１００ｇｆ／ｃｍ”以下
の場合には、圧力の大きさに比例して第２電極間電圧が
大きくなることがわかる。
沈め、第１電極２．２間に定電流１０μＡを供給し、超
電導膜１の中心部に圧力を加えて、第２電極３．３間の
電圧を測定した。その測定結果を第３図に示す。この図
がら明らがなように、圧力が略１００ｇｆ／ｃｍ”以下
の場合には、圧力の大きさに比例して第２電極間電圧が
大きくなることがわかる。
以上の実施例においては、曲げることができる基板とし
て、アルミナ基板を用いたが、ジルコニア、ｋｉｇＯ，
ＹＳＺ（イツトリアで安定化させたジルコニア＞、５ｒ
ＴｉＱ、等を使用することが・できる。
て、アルミナ基板を用いたが、ジルコニア、ｋｉｇＯ，
ＹＳＺ（イツトリアで安定化させたジルコニア＞、５ｒ
ＴｉＱ、等を使用することが・できる。
また、多結晶酸化物超電導膜の組成としては、実施例の
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系酸化物に限らず、Ｌｎ−Ｂａ−Ｃｕ系
酸化物（Ｌｎは１種又は２種以上の希土類元素）、Ｂ
ｉ −５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ系酸化物、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ系酸化物等を作用することができる。
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系酸化物に限らず、Ｌｎ−Ｂａ−Ｃｕ系
酸化物（Ｌｎは１種又は２種以上の希土類元素）、Ｂ
ｉ −５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ系酸化物、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ系酸化物等を作用することができる。
さらに、基板の厚みを変えることにより、測定感度を変
えることができ、また基板の長さを長くし、第２電極３
．３間を長くすれば、圧力の大きさに対し、より大きな
電圧で検出することができる。
えることができ、また基板の長さを長くし、第２電極３
．３間を長くすれば、圧力の大きさに対し、より大きな
電圧で検出することができる。
（へ）効 果
以上の如く本発明によれば、低温下で使用される超電導
圧力センサを提供することができる。
圧力センサを提供することができる。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は超電導膜の抵
抗−温度特性図、第２図は超電導圧力センサの平面図、
第３図は圧力−電圧特性図である。 １・・・超電導膜、２．３・・・端子電極。
抗−温度特性図、第２図は超電導圧力センサの平面図、
第３図は圧力−電圧特性図である。 １・・・超電導膜、２．３・・・端子電極。
Claims (1)
- （１）曲げることができる基板上に形成される多結晶酸
化物超電導膜と、この膜上に設けた端子電極とを備え、 多結晶酸化物超電導膜は結晶端子間が弱く結合したもの
であり、 端子電極は前記超電導膜に定電流を供給するものであり
、かつ、前記超電導膜に印加される圧力に基く結晶粒子
の歪みにより前記超電導膜の両端に生ずる電圧を検出す
るものである超電導圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17598389A JPH0341332A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 超電導圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17598389A JPH0341332A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 超電導圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341332A true JPH0341332A (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=16005649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17598389A Pending JPH0341332A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 超電導圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0341332A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007069330A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Fanuc Ltd | 放電加工装置の加工条件設定方法 |
| WO2010013294A1 (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | 国立大学法人広島大学 | 圧力によって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いた圧力検出装置、ジョセフソン素子および超伝導量子干渉計 |
| WO2013039153A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 電動ファン付き呼吸用保護具 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP17598389A patent/JPH0341332A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007069330A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Fanuc Ltd | 放電加工装置の加工条件設定方法 |
| WO2010013294A1 (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | 国立大学法人広島大学 | 圧力によって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いた圧力検出装置、ジョセフソン素子および超伝導量子干渉計 |
| US8338821B2 (en) | 2008-07-31 | 2012-12-25 | Hiroshima University | Pressure detection apparatus, Josephson device, and superconducting quantum interference device that include superconductor thin film that undergoes transition from superconductor to insulator by pressure |
| WO2013039153A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 電動ファン付き呼吸用保護具 |
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