JP4969048B2 - 動作領域内の磁界補償方法 - Google Patents
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Description
−動作領域の外の異なる位置にあり、それぞれのセンサ信号を生成する少なくとも2つの磁界センサによって前記磁界が測定されるステップと、
−磁界センサのセンサ信号が、フィードバック信号を生成するように重ね合わされるステップと、
−フィードバック信号が、制御手段によって駆動信号に変換されるステップと、
−駆動信号が、少なくとも1つの補償コイルの磁界方向を制御するのに使用されるステップと、
を含み、上記フィードバック信号を生成するように重ね合わせするステップに対する付加的な入力信号を引き出すのに、前記駆動信号をさらに使用するようにした構成によって達成できる。
−動作領域の外の異なる位置にあり、局所磁界を測定してそれぞれのセンサ信号を生成する少なくとも2つのセンサと、
−上記センサのセンサ信号を、フィードバック信号になるように重ね合わすようになっている重畳手段と、
−フィードバック信号を駆動信号に変換するようになっている制御手段と、
−駆動信号によって磁界方向を制御される補償コイルと、
を備え、駆動信号は、重畳手段の付加的なフィードバック分岐に供給される。
1.外部からの妨害磁界、たとえば、地球磁界、同様に、磁界センサの周波数範囲内の任意の人工磁界、
2.それぞれの軸の方向の磁界を補償することを意図される、ヘルムホルツコイルHhによって生成する磁界、
3.他の軸の方向の磁界を補償しなければならないヘルムホルツコイルの磁界、
のそれぞれを測定する。この部分は、Bx、By、およびBzについて、制御ループ間の結合につながるため、好ましくない。
cx 粒子光学軸
Hh ヘルムホルツコイル
HC ヘルムホルツケージ
S1 S2 Sn 磁界センサ
s1 s2 sn センサ信号
fs fs0 フィードバック信号
Bx By Bz 磁界成分(ベクトル)
ms 平均値
BC 分岐(フィードバック)
Ic 電流
cs 信号
BM 磁界センサ分岐
FL フィードバックループ
AM 増幅器
CR 制御器
Claims (16)
- 一つの動作領域(PO)内の磁界を、磁界センサと前記動作領域(PO)を囲む複数の補償コイルの配列機構を用いて補償する磁場補償方法であって、
前記動作領域(PO)の外部における異なる位置に配設されてそれぞれのセンサ信号を発生する少なくとも2つの磁界センサによって該動作領域内の磁界を測定するステップと、
前記少なくとも2つの磁界センサのセンサ信号を重ね合わせて、フィードバック信号(ms、fs)を生成するステップと、
前記フィードバック信号(ms、fs)を制御手段によって駆動信号(d1)に変換するステップと、
前記駆動信号(d1)を前記複数の補償コイルにおける少なくとも1つの補償コイルを駆動するように使用するステップと、
を具備して成ると共に
前記フィードバック信号を生成する前記重ね合わせのステップに対する付加的な入力信号(cs)を引き出すのに、前記駆動信号(d1)をさらに使用することを特徴とする動作領域内の磁界補償方法。 - 前記駆動信号(d1)を増幅器によって第2駆動信号(d2)に変換し、該第2駆動信号から前記付加的な入力信号を較正手段(CB)によって引き出すようにしたことを特徴とする請求項1に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 外部信号s0が、 前記フィードバック信号(ms、fs)との重ね合わせのための付加的な設定点信号として使用されることを特徴とする請求項1に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 前記少なくとも2つの磁界センサは、前記動作領域の対称軸(cx)に対して互いに対称な位置で、前記動作領域の付近に設置されることを特徴とする請求項1に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 前記対称設置された少なくとも2つの磁界センサからの各センサ信号は、該センサ信号を平均することによって平均信号になるように重ね合わされることを特徴とする請求項4に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 前記補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する2つの磁界成分について行われ、所定位置に設置される前記磁界センサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、1つの磁界成分に対応し、他の磁界成分によって妨害されないことを特徴とする請求項1に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 前記補償は、相互に独立した異なる空間方向に対応する2つの磁界成分について行われ、所定位置に設置された前記磁界センサがフィードバック信号を引き出し、該各フィードバック信号は、1つの磁界成分に対応すると共に他の磁界成分から干渉されないことを特徴とする請求項1に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 前記磁界成分用の補償ループ間の相互結合は、計算され、前記フィードバック信号に付加される請求項6または請求項7に記載の動作領域内の磁界補償方法。
- 一つの動作領域(PO)内の磁界を磁界センサと該動作領域を囲む補償コイル(Hh)の配列機構を用いて補償する磁界補償システムであって、
前記動作領域の外部の異なる位置に設けられそこで局所磁界を測定し、それぞれのセンサ信号を発生する少なくとも2つの磁界センサ(s1、s2)と、
前記磁界センサの各センサ信号を重ね合わせてフィードバック信号にする重畳手段(BM)と、
前記フィードバック信号を駆動信号(d1)に変換するように配設される制御手段(CR)と、
前記駆動信号によって磁界方向を制御される補償コイル(Hh)と、
を備え、
前記駆動信号が前記重畳手段の付加的なフィードバック分岐路に接続、供給されることを特徴とする動作領域の内部磁界を補償する磁界補償システム。 - 更に増幅器を設け、前記駆動信号(d1)を第2の駆動信号(d2)に変換せしめ、該第2駆動信号(d2)を較正手段(CB)を介して、前記付加的フィードバック分岐路に供給するように構成したことを特徴とする請求項9に記載の動作領域の内部磁界を補償する磁界補償システム。
- また、一つの外部信号を前記フィードバック信号との重ね合わせのための付加的な設定点信号として前記制御手段(CR)に供給することを特徴とする請求項9に記載の磁界補償システム。
- 前記のそれぞれの磁界センサが、前記動作領域の対称軸(cx)に対してたがいに相互に対称な位置であって、前記動作領域の近傍に設置されることを特徴とする請求項9に記載の磁界補償システム。
- 前記重畳手段は、平均信号になるように前記対称的に設置された磁界センサのセンサ信号を平均することによって、前記信号を重ね合わせるようになっていることを特徴とする請求項12に記載の磁界補償システム。
- 前記補償は、相互に独立した異なる空間方向に対応する3つの磁界成分を補償する3つのサブシステムを備え、所定位置に設置される前記磁界センサが前記フィードバック信号を引き出し、それぞれのフィードバック信号は、1つの磁界成分に対応し、他の磁界成分から干渉されないように構成されたことを特徴とする請求項9に記載の磁界補償システム。
- 前記補償は、互いに独立に、異なる空間方向に対応する2つの磁界成分を補償する2つのサブシステムを備え、所定位置に設置される前記センサはフィードバック信号を引き出すようになっており、それぞれのフィードバック信号は、1つの磁界成分に対応し、他の磁界成分から干渉されないように構成されたことを特徴とする請求項9に記載の磁界補償システム。
- 前記磁界成分用の補償ループ間に相互結合手段を備えることを特徴とする請求項14または請求項15に記載の磁界補償システム。
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