Descripción
El patrón de efecto Hall Cuántico es reconocido internacionalmente como la representación del ohmio y es el patrón de resistencia más estable conocido. Muchos laboratorios e industrias nacionales están encontrando la necesidad de proporcionar estándares de referencia altamente precisos y rastreables en apoyo de sus entornos de “alta tecnología”. El sistema 6800B se ha desarrollado para satisfacer las necesidades de los laboratorios nacionales y los laboratorios industriales primarios de todo el mundo.
El MI 6800B (Patrón de resistencia de efecto Hall) es un patrón primario totalmente automatizado desarrollado como un medio económico para proporcionar un estándar de resistencia altamente reproducible. Este sistema es un sistema completamente «llave en mano» y requiere poca o ninguna intervención manual. Un depósito de almacenamiento y un bastidor de instrumentación están montados sobre ruedas para su portabilidad. Se puede instalar un refrigerador de 4 He con bomba de temperatura variable con 8 Tesla integrado, o un imán opcional de 9 Tesla.
Con el sistema de re-licuefacción de helio integrado, tiene su propio almacén de helio. La escasez de helio líquido, las entregas erráticas y los aumentos constantes de precios se han convertido en algo común. Esta escasez con aumentos continuos de precios hace que muchos laboratorios tengan dificultades para completar de manera eficiente sus objetivos de medición. Measurements International resuelve este problema con su licuador de helio de re-licuefacción; que es como tener tu propia tienda de helio líquido.
MI ha integrado un sistema de imán superconductor en un pequeño licuador de helio de laboratorio que permite una pérdida casi nula de este sistema. Hay tarifas mínimas asociadas con la operación del licuador que se ven superadas con creces por el alto costo del helio líquido. Tradicionalmente, dependiendo del uso de helio líquido, un sistema se amortiza a sí mismo dentro de los dos años de funcionamiento continuo.
El tiempo de funcionamiento del sistema se puede definir de la siguiente manera:
- Enfriamiento del sistema – 2 días.
- Muestras de cheques – ½ día.
- Mediciones de QHR frente a 1 kΩ – ½ día.
- Reducción de escala a 0,1 Ω o hasta 100 kΩ – 1 día.
En una semana, se pueden completar todas las operaciones del sistema.
El sistema es un desarrollo de muchos años de experiencia en diseño de sistemas de Haal cuántico, mediciones de resistencia y criogenia.
El sistema 6800B es el primer sistema de efecto Hall cuántico portátil del mundo y consta de tres partes, todas las cuales se suministran y describen en la página siguiente.
Patrón: 6800B proporciona el valor absoluto de resistencia relacionado con la constante de von Klitzing de 25 812.807 459 3045 Ω. Operando en el paso i = 2 ei = 4 meseta, el 6800B compara el valor QHR de 12 906.403 73 Ω y 6453.201 865 Ω con una resistencia de 10 kΩ o 1 kΩ. La referencia o muestra, desarrollada en el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC) se mantiene a 1,2 K en un Dewar móvil de 40 L lleno de helio con campos de 8 T o 9 T suministrados por el imán integral. Gracias a su sistema de recuperación de helio integrado, el 6800B está diseñado para funcionar de forma continua. Se han tomado precauciones especiales para evitar contaminar o dañar la muestra.
Criogenia: El 6800B consta de un Dewar de 40 litros con un refrigerador bombeado de 4 He, un imán superconductor 8 Telsa o 9 Telsa con un conjunto de soporte, sensor de temperatura, calentador y un rack de instrumentos de 19 ″ con fuente de alimentación de imán superconductor, controlador de temperatura, sensor de nivel de helio y una bomba de vacío mecánica sin aceite.
El dewar está montado sobre ruedas resistentes para transportarlo de una habitación a otra. El sistema también se puede enviar frío de una instalación a otra como estándar de transferencia de referencia principal.
Se han implementado mejoras de diseño recientes en el sistema para permitir la adición de un método más fácil para el intercambio de muestras. Al incluir esto en el diseño, los usuarios del 6800B ahora pueden intercambiar muestras fácilmente a su conveniencia sin exponer la muestra a la atmósfera hasta que alcance la temperatura ambiente.
El modelo 6800B ha sido diseñado para abordar la necesidad de los clientes de un sistema más económico que ayude a aliviar la dependencia de tener que comprar helio líquido cada vez que desee operar el sistema.
Los sistemas anteriores requerían la compra de 100 litros de helio líquido. El costo del helio líquido sigue aumentando y seguirá aumentando en el futuro. Con el sistema 6800B, los clientes ahora pueden enfriar el sistema utilizando cilindros de gas helio (se requieren de 9 a 10) a un costo estimado de aproximadamente $ 100 por cilindro.
MI es el ÚNICO proveedor comercial del sistema QHR.
Además del patrón de resistencia de efecto Hall, MI también puede ofrecer el sistema de recuperación directa de helio opcional donde el gas de ebullición se captura y almacena en un tanque de almacenamiento de gas portátil de edad espacial separado, lo que lo convierte en la solución ideal para el apagado a largo plazo. Con la operación de circuito cerrado del sistema, no se requiere plomería externa ni bolsa de gas. El 6800B proporciona un sistema que tiene una tasa de licuefacción promedio de 18 litros por día.
Sistema de medición: Un puente comparador de corriente continua mejorado (modelo AccuBridge ® 6020Q ) que funciona en aire a temperatura ambiente que permite comparar dos resistencias con precisiones de 2 partes en 10 -8 . El AccuBridge ®El puente 6020Q se utiliza para comparar el dispositivo QHR directamente con una resistencia estándar de 10 kΩ o 1 kΩ.
El puente también se puede utilizar para medir la dependencia de campo de Rxx y Rxy, para realizar mediciones de precisión de Rxx y para medir la resistencia de contacto del dispositivo QHR: en resumen, para realizar todas las mediciones necesarias para garantizar la precisión del QHR. resistor.
El escáner de matriz de puente y de baja temperatura se puede utilizar para aumentar o reducir la resistencia de 1 kΩ para establecer valores para las resistencias primarias de 1, 10, 100, 1 k, 10 kΩ y 100 kΩ con un nivel de precisión muy alto. El puente 6020Q se puede utilizar de forma independiente o con el software 6800B de Measurements International para realizar mediciones automatizadas.
El sistema 6800B tiene un diseño modular y las tres partes, la muestra 6800B, la criogénica 6800B y el puente 6020Q se pueden comprar por separado. Hay varias opciones disponibles para el usuario, incluidas muestras QHR adicionales, una línea de transferencia de helio líquido de acero inoxidable para permitir un funcionamiento continuo.
