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BS EN 61788-15:2011 Superconductivity - Electronic characteristic measurements. Intrinsic surface impedance of superconductor films at microwave frequencies >
BS EN 61788-15:2011 Superconductivity - Electronic characteristic measurements. Intrinsic surface impedance of superconductor films at microwave frequencies, 2012
- iec61788-15{ed1.0}b.pdf [Go to Page]
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- INTRODUCTION
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms, definitions and general concepts
- 4 Requirements
- 5 Apparatus [Go to Page]
- 5.1 Measurement equipment
- 5.2 Measurement apparatus
- 5.3 Dielectric rods
- 5.4 Superconductor films and copper cavity
- 6 Measurement procedure [Go to Page]
- 6.1 Set-up
- 6.2 Measurement of the reference level
- 6.3 Measurement of the RS of oxygen-free high purity copper
- 6.4 Determination of the effective RS of superconductor films and tanδ of standard dielectric rods
- 6.5 Determination of the penetration depth
- 6.6 Determination of the intrinsic surface impedance
- 7 Uncertainty of the test method [Go to Page]
- 7.1 Measurement of unloaded quality factor
- 7.2 Measurement of loss tangent
- 7.3 Temperature
- 7.4 Specimen and holder support structure
- 8 Test Report [Go to Page]
- 8.1 Identification of test specimen
- 8.2 Report of the intrinsic ZS values
- 8.3 Report of the test conditions
- Annex A (informative) Additional information relating to Clauses 1 to 8
- Annex B (informative) Uncertainty considerations
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Schematic diagram for the measurement equipment for the intrinsic ZSof HTS films at cryogenic temperatures
- Figure 2 – Schematic diagram of a dielectric resonator with a switch for thermal connection
- Figure 3 – Typical dielectric resonator with a movable top plate
- Figure 4 – Switch block for thermal connection
- Figure 5 – Dielectric resonator assembled with a switch block for thermal connection
- Figure 6 – A typical resonance peak. Insertion attenuation IA,resonant frequency f0 and half power bandwidth ∆f3dB are defined
- Figure 7 – Reflection scattering parameters S11 and S22
- Figure 8 – Definitions for terms in Table 5
- Figure A.1 – Schematic diagram for the measurement system
- Figure A.2 – A motion stage using step motors
- Figure A.3 – Cross-sectional view of a dielectric resonator
- Figure A.4 – A diagram for simplified cross-sectional view of a dielectric resonator
- Figure A.5 – Mode chart for a sapphire resonator
- Figure A.6 – Frequency response of the sapphire resonator
- Figure A.7 – QU versus temperature for the TE021 and the TE012 modes of the sapphire resonator with 360 nm-thick YBCO films
- Figure A.8 – The resonant frequency f0 versus temperature for the TE021 and TE012 modes of the sapphire resonator with 360 nm-thick YBCO films
- Figure A.9 – The temperature dependence of the RSe of YBCO films with the thicknesses of 70 nm to 360 nm measured at ~40 GHz
- Figure A.10 – The temperature dependence of ∆λe for the YBCO films with the thicknesses of 70 nm and 360 nm measured at ~40 GHz
- Figure A.11 – The penetration depths λ of the 360 nm-thick YBCO film measured at 10 kHz by using the mutual inductance method and at ~40 GHz by using sapphire resonator
- Figure A.12 – The temperature dependence of the intrinsic surface resistance RS of YBCO films with the thicknesses of 70 nm to 360 nm measured at ~40 GHz
- Figure A.13 – Comparison of the temperature-dependent value of each term in Equation (A.35) for the TE021 mode of the standard sapphire resonator
- Figure A.14 – Comparison of the temperature-dependent value of each term in Equation (A.35) for the TE012 mode of the standard sapphire resonator
- Figure A.15 – Temperature dependence of uncertainty in the measured intrinsic RS of YBCO films
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Typical dimensions of a sapphire rod
- Table 2 – Typical dimensions of OFHC cavities and HTS films
- Table 3 – Geometrical factors and filling factors calculatedfor the standard sapphire resonator
- Table 4 – Specifications of vector network analyzer
- Table 5 – Type B uncertainty for the specifications on the sapphire rod
- Table A.1 – Geometrical factors and filling factors calculatedfor the standard sapphire resonator
- Table B.1 – Output signals from two nominally identical extensometers
- Table B.2 – Mean values of two output signals
- Table B.3 – Experimental standard deviations of two output signals
- Table B.4 – Standard uncertainties of two output signals
- Table B.5 – Coefficient of variations of two output signals
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- INTRODUCTION
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes, définitions et concepts généraux
- 4 Exigences
- 5 Appareillage [Go to Page]
- 5.1 Équipement de mesure
- 5.2 Appareillage de mesure
- 5.3 Tiges diélectriques
- 5.4 Films supraconducteurs et cavité de cuivre
- 6 Procédure de mesure [Go to Page]
- 6.1 Installation
- 6.2 Mesure du niveau de référence
- 6.3 Mesure de la résistance RS du cuivre de haute pureté sans oxygène
- 6.4 Détermination de la résistance efficace RS des films supraconducteurs et de tanδ des tiges diélectriques normalisées
- 6.5 Détermination de la profondeur de pénétration
- 6.6 Détermination de l'impédance de surface intrinsèque
- 7 Incertitude de la méthode d'essai [Go to Page]
- 7.1 Mesure du facteur de qualité à l'état déchargé
- 7.2 Mesure de la tangente de perte
- 7.3 Température
- 7.4 Structure du support de l'éprouvette et du porte-éprouvette
- 8 Rapport d'essai [Go to Page]
- 8.1 Identification de l'éprouvette d'essai
- 8.2 Rapport relatif aux valeurs de l'impédance intrinsèque ZS
- 8.3 Rapport relatif aux conditions d'essai
- Annexe A (informative) Informations complémentaires relatives aux Articles 1 à 8
- Annexe B (informative) Considérations relatives à l'incertitude
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Schéma de principe pour l'équipement de mesure de l'impédanceintrinsèque ZS des films HTS aux températures cryogéniques
- Figure 2 – Schéma de principe d'un résonateur diélectriqueavec un commutateur pour la connexion thermique
- Figure 3 – Résonateur diélectrique type avec une plaque supérieure mobile
- Figure 4 – Bloc-commutateurs pour la connexion thermique
- Figure 5 – Résonateur diélectrique assemblé avec un bloc-commutateurspour la connexion thermique
- Figure 6 – Crête de résonance type. L'affaiblissement d'insertion IA, la fréquence de résonance f0 et la largeur de bande à la moitié de la puissance ∆f3dB sont définis.
- Figure 7 – Paramètres de dispersion en réflexion S11 et S22
- Figure 8 – Définitions des termes utilisés dans le Tableau 5
- Figure A.1 – Schéma de principe pour le système de mesure
- Figure A.2 – Étage de mouvement utilisant des moteurs pas-à-pas
- Figure A.3 – Vue en coupe d'un résonateur diélectrique
- Figure A.4 – Schéma pour une vue en coupe simplifiée d'un résonateur diélectrique
- Figure A.5 – Graphe de modes pour un résonateur saphir
- Figure A.6 – Réponse en fréquence du résonateur saphir
- Figure A.7 – QU en fonction de la température pour les modes TE021 et TE012 du résonateur saphir avec des films de YBCO de 360 nm d'épaisseur
- Figure A.8 – Fréquence de résonance f0 en fonction de la température pour les modes TE021 et TE012 du résonateur saphir avec des films de YBCO de 360 nm d'épaisseur
- Figure A.9 – Dépendance vis-à-vis de la température de la résistance RSe des films de YBCO avec les épaisseurs de 70 nm à 360 nm mesurée à environ 40 GHz
- Figure A.10 – Dépendance vis-à-vis de la température de ∆λe pour les films de YBCO avec des épaisseurs de 70 nm et de 360 nm mesurées à environ 40 GHz
- Figure A.11 – Profondeurs de pénétration λ du film de YBCO de 360 nm d'épaisseur mesuré à 10 kHz en utilisant la méthode d'inductance mutuelle et à environ 40 GHz enutilisant un résonateur saphir
- Figure A.12 – Dépendance vis-à-vis de la température de la résistance de surface intrinsèque RS de films de YBCO avec les épaisseurs de 70 nm à 360 nm mesurées à environ 40 GHz
- Figure A.13 – Comparaison de la valeur dépendant de la température de chaque terme dans l'Équation (A.35) pour le mode TE021 du résonateur saphir normalisé
- Figure A.14 – Comparaison de la valeur dépendant de la température de chaque terme dans l'Équation (A.35) pour le mode TE012 du résonateur saphir normalisé
- Figure A.15 – Dépendance vis-à-vis de la température de l'incertitude sur la valeur mesurée de la résistance intrinsèque RS des films de YBCO
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Dimensions types d'une tige de saphir
- Tableau 2 – Dimensions types des cavités de cuivre OFHC et des films HTS
- Tableau 3 – Facteurs géométriques et facteurs de remplissage calculéspour le résonateur saphir normalisé
- Tableau 4 – Spécifications de l'analyseur de réseau vectoriel
- Tableau 5 – Incertitude de type B pour les spécifications relatives à la tige de saphir
- Tableau A.1 – Facteurs géométriques et facteurs de remplissage calculéspour le résonateur saphir normalisé
- Tableau B.1 – Signaux de sortie de deux extensomètres nominalement identiques
- Tableau B.2 – Valeurs moyennes de deux signaux de sortie
- Tableau B.3 – Écarts types expérimentaux de deux signaux de sortie
- Tableau B.4 – Incertitudes-types de deux signaux de sortie
- Tableau B.5 – Coefficients de variation de deux signaux de sortie [Go to Page]
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