基于PPMS測試系統的低溫溫度計標定研究

吳 萌 方志春 王春棟 張 濤 信紀軍 王 維 李來風

(1 廣州大學 廣州 511400)

(2 松山湖材料實驗室 東莞 523429)

(3 中國科學院理化技術研究所低溫工程學重點實驗室 北京 100190)

(4 中國科學院大學未來技術學院 北京 100049)

1 引言

在大型低溫及超導的應用工程中,如低溫制冷機、超導電技術以及航空航天技術的設計與研發,溫度測量占據著非常重要的位置,在許多的低溫技術和低溫物理的研究中,均涉及到微小溫度變化的測量。通過對溫度數據的準確掌握有助于科研工作者們對低溫設備的性能有更加準確和全面的了解,也便于及時找出問題和進一步完善系統。在液氦溫區,常用的低溫溫度計有銠鐵溫度計、碳電阻溫度計以及CERNOX 薄膜溫度計等[1-2],與常溫溫區的溫度計不同,低溫溫度計工作溫跨大,線性度差。因此為了更加準確地獲取到溫度值,每支溫度計在使用時都需要用到其自身單獨的分度表,這就需要對低溫溫度計進行標定。在對溫度計進行標定時,由于低至3 K 的低溫環境常用液氦浴作為冷源來制冷[3],需要極大的成本來提供,耗費時間長達十幾個小時甚至幾十個小時,且在多點標定時對溫度的穩定性需求很高,這些都導致標定環境的維持需要很大的人力和物力成本。在國內,中國科學院理化技術研究所以及一些計量院可以提供低溫溫度計的標定,但是價格高昂,有些甚至高達溫度計本身成本的幾倍。因此,自行研制可靠性高、成本低的低溫溫度計標定系統是必要的。……