JPH02257076A - ディジタルスクイド制御方式 - Google Patents
ディジタルスクイド制御方式Info
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- JPH02257076A JPH02257076A JP1079299A JP7929989A JPH02257076A JP H02257076 A JPH02257076 A JP H02257076A JP 1079299 A JP1079299 A JP 1079299A JP 7929989 A JP7929989 A JP 7929989A JP H02257076 A JPH02257076 A JP H02257076A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
- G01R33/0354—SQUIDS
- G01R33/0356—SQUIDS with flux feedback
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S505/846—Magnetometer using superconductive quantum interference device, i.e. squid
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
被測定物体から放射される磁界強度をディジタルスクイ
ドを用いて測定するディジタルスクイ1制御方式に関し
、 ジョセフソン接合によって生成される注入端子Bにお番
ノる単位時間当りの正パルス数、負パルス数、あるいは
両者の和のパルス数が一定になるように当該ジョセフソ
ン接合に供給する交流バイアス電流■□をフィードバッ
ク制御し、高感度、高精度、かつ低コストで被測定物体
の磁界を測定することを目的とし、 被測定物体から放射される磁界を超伝導のピックアンプ
コイルL4によって検出し、これと共にループを形成す
るインプットコイルL、に対して、超伝導コイルL2に
よって磁界結合するループにジョセフソンtl−を配置
してこのジョセフソン接合に外部から交流バイアス電流
1nを重畳する態様で供給し、この時に検出される単位
時間当りの正パルス数および負パルス数の和を一定値に
するように上記交流バイアス電流IBの振幅をフィード
バックすると共に、単位時間当りの正パルス数および負
パルス数の差が零になるように、上記超伝導コイルL2
に対して磁界結合でフィードバックし、この時のフィー
ドバック量を被測定物体の磁界として測定するように構
成する。また、」1記交流バイアス電流を重畳する態様
で供給し、この時に検出される単位時間当りの正パルス
数、負パルス数、あるいは両者の和を計数して保持し、
この保持したパルス数のもとで交流バイアス電流I、を
制御すると共に、単位時間当りの正パルス数および負パ
ルス数の差が零になるように、上記超伝導コイルL2に
対して磁界結合でフィーI・ハックし、この時のフィー
ドハ・ツク量を被測定物体の磁界として測定するように
構成する。
ドを用いて測定するディジタルスクイ1制御方式に関し
、 ジョセフソン接合によって生成される注入端子Bにお番
ノる単位時間当りの正パルス数、負パルス数、あるいは
両者の和のパルス数が一定になるように当該ジョセフソ
ン接合に供給する交流バイアス電流■□をフィードバッ
ク制御し、高感度、高精度、かつ低コストで被測定物体
の磁界を測定することを目的とし、 被測定物体から放射される磁界を超伝導のピックアンプ
コイルL4によって検出し、これと共にループを形成す
るインプットコイルL、に対して、超伝導コイルL2に
よって磁界結合するループにジョセフソンtl−を配置
してこのジョセフソン接合に外部から交流バイアス電流
1nを重畳する態様で供給し、この時に検出される単位
時間当りの正パルス数および負パルス数の和を一定値に
するように上記交流バイアス電流IBの振幅をフィード
バックすると共に、単位時間当りの正パルス数および負
パルス数の差が零になるように、上記超伝導コイルL2
に対して磁界結合でフィードバックし、この時のフィー
ドバック量を被測定物体の磁界として測定するように構
成する。また、」1記交流バイアス電流を重畳する態様
で供給し、この時に検出される単位時間当りの正パルス
数、負パルス数、あるいは両者の和を計数して保持し、
この保持したパルス数のもとで交流バイアス電流I、を
制御すると共に、単位時間当りの正パルス数および負パ
ルス数の差が零になるように、上記超伝導コイルL2に
対して磁界結合でフィーI・ハックし、この時のフィー
ドハ・ツク量を被測定物体の磁界として測定するように
構成する。
本発明は、被測定物体から放射される磁界強度をディジ
タルスクイドを用いて測定するディジタルスクイド制御
方式に関するものである。
タルスクイドを用いて測定するディジタルスクイド制御
方式に関するものである。
従来、例えば第5図に示すように、被測定物体から放射
される磁束Φ。を超伝導のピックアップコイル■、4で
検出してこれによって超伝導のインプットコイルL、に
電流を流す。このインプットコイルL、に磁気結合した
超伝導コイルL2およびジョセフソン接合J+ 、J2
を持つジョセフソン素子からなるループを配置し、更に
このジョセフソン素子に外部から振幅変調波形発生器1
1によって交流バイアス電流IBを重畳する。この重畳
した注入端子Bにおける正パルス数および負パルス数を
アンプダウンカウンタエ2を用いて計数(正パスルの時
に+1、負パルスの時に−1して計数)し、その計数結
果をD/A変換器13、ローパスフィルタ14、電流変
換器15、およびコイルL3を介して超伝導コイルL2
に磁気結合によってフィードバックする。このフィード
バック量■、によって、被測定物体から放射される磁束
Φ。を測定するようにしている。
される磁束Φ。を超伝導のピックアップコイル■、4で
検出してこれによって超伝導のインプットコイルL、に
電流を流す。このインプットコイルL、に磁気結合した
超伝導コイルL2およびジョセフソン接合J+ 、J2
を持つジョセフソン素子からなるループを配置し、更に
このジョセフソン素子に外部から振幅変調波形発生器1
1によって交流バイアス電流IBを重畳する。この重畳
した注入端子Bにおける正パルス数および負パルス数を
アンプダウンカウンタエ2を用いて計数(正パスルの時
に+1、負パルスの時に−1して計数)し、その計数結
果をD/A変換器13、ローパスフィルタ14、電流変
換器15、およびコイルL3を介して超伝導コイルL2
に磁気結合によってフィードバックする。このフィード
バック量■、によって、被測定物体から放射される磁束
Φ。を測定するようにしている。
具体的に説明すると、ジョセフソン接合J1、J2を持
つジョセフソン素子の闇値特性は、第6図に示すように
、被測定電流■。が零状態のもとて、交流バイアス電流
1gの振幅が閾値I。ないし−1oの範囲内にあるLl
sL3の近辺ではジョセフソン接合J、 、J2が零電
圧状態、それよりも大きいt2近辺では電圧状態となる
。これにより、被測定電流■。が零の時には、第6図(
ロ)に示すように、正パルスおよび負パルス数か等しく
なる。被測定電流■。が正(負)の時には、第6図(ハ
)(第6図(ニ))に示すように、正パルス数(負パル
ス数)が多くなる。そして、実際の測定の際に、交流バ
イアス電流IBの振幅を図示1oの近傍に位置づり、正
パルス数と負パルス数との差に対応する電流を第5図フ
ィードバンクコイルL3に供給して超伝導コイルL1に
磁気結合によってフィードバックし、結果として第6図
(ロ)に示すように単位時間当りの正パルス数および負
パルス数を等しくした時のフィードバックit ■tを
、被測定物体から放射される磁束〔f〕cとして測定す
るようにしていた。
つジョセフソン素子の闇値特性は、第6図に示すように
、被測定電流■。が零状態のもとて、交流バイアス電流
1gの振幅が閾値I。ないし−1oの範囲内にあるLl
sL3の近辺ではジョセフソン接合J、 、J2が零電
圧状態、それよりも大きいt2近辺では電圧状態となる
。これにより、被測定電流■。が零の時には、第6図(
ロ)に示すように、正パルスおよび負パルス数か等しく
なる。被測定電流■。が正(負)の時には、第6図(ハ
)(第6図(ニ))に示すように、正パルス数(負パル
ス数)が多くなる。そして、実際の測定の際に、交流バ
イアス電流IBの振幅を図示1oの近傍に位置づり、正
パルス数と負パルス数との差に対応する電流を第5図フ
ィードバンクコイルL3に供給して超伝導コイルL1に
磁気結合によってフィードバックし、結果として第6図
(ロ)に示すように単位時間当りの正パルス数および負
パルス数を等しくした時のフィードバックit ■tを
、被測定物体から放射される磁束〔f〕cとして測定す
るようにしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来は、第6図に示すように、ジョセフソン接合J、
、J2に供給する交流バイアス電流Illの振幅を図示
のように低周波の小振幅の三角波で変調しており、これ
の振幅を小さくしたり、更に交流バイアス電流IBの周
波数を増大して注入端子Bで検出される単位時間当りの
正パルス数および負パルス数を増大し、測定精度を向上
させることが考えられる。しかし、三角波の振幅を小さ
くしたのでは、経時変化によって交流バイアス電流I8
の振幅が変化した場合、例えば振幅が小さくなった場合
、微小な被測定電流が入力しても、全く正パルス、負パ
ルスが発生しなくなってしまう問題がある。逆にIBの
振幅が大きくなった場合、正パルス、負パルス共にパル
ス数に変化を生じなくなってしまう問題がある。また、
交流バイアス電流IBの周波数を増大したのでは、計数
回路などに使用する部品が高価となってしまうなどの問
題があった。
、J2に供給する交流バイアス電流Illの振幅を図示
のように低周波の小振幅の三角波で変調しており、これ
の振幅を小さくしたり、更に交流バイアス電流IBの周
波数を増大して注入端子Bで検出される単位時間当りの
正パルス数および負パルス数を増大し、測定精度を向上
させることが考えられる。しかし、三角波の振幅を小さ
くしたのでは、経時変化によって交流バイアス電流I8
の振幅が変化した場合、例えば振幅が小さくなった場合
、微小な被測定電流が入力しても、全く正パルス、負パ
ルスが発生しなくなってしまう問題がある。逆にIBの
振幅が大きくなった場合、正パルス、負パルス共にパル
ス数に変化を生じなくなってしまう問題がある。また、
交流バイアス電流IBの周波数を増大したのでは、計数
回路などに使用する部品が高価となってしまうなどの問
題があった。
本発明は、ジョセフソン接合によって生成される注入端
子Bにおける単位時間当りの正パルス数、負パルス数、
あるいは両者の和のパルス数が一定になるように当該ジ
ョセフソン接合に供給する交流バイアス電流IBをフィ
ードバンク制御し、高感度、高精度、かつ低コストで被
測定物体の磁界を測定することを目的としている。
子Bにおける単位時間当りの正パルス数、負パルス数、
あるいは両者の和のパルス数が一定になるように当該ジ
ョセフソン接合に供給する交流バイアス電流IBをフィ
ードバンク制御し、高感度、高精度、かつ低コストで被
測定物体の磁界を測定することを目的としている。
第1図を参照して課題を解決する手段を説明する。
第1図において、ジョセフソン素子ば、超低雁体−絶縁
体−超伝導体から構成され、流れる電流によって零電圧
状態と電圧状態とを遷移(スイッチング)するものであ
る。図中のJ、 、J2は、ジョセフソン素子の接合面
を表す。
体−超伝導体から構成され、流れる電流によって零電圧
状態と電圧状態とを遷移(スイッチング)するものであ
る。図中のJ、 、J2は、ジョセフソン素子の接合面
を表す。
超伝導イルL2は、被測定物体から放射されて検出され
た被測定電流1cを磁界結合によって取り込み、ジョセ
フソン素子に供給するものである。
た被測定電流1cを磁界結合によって取り込み、ジョセ
フソン素子に供給するものである。
パルスレート測定器2は、ジョセフソン素子によってス
イッチングされた後の注入端子Bにおりる単位時間当り
の正パルス数および負パルス数の和を測定するものであ
る。
イッチングされた後の注入端子Bにおりる単位時間当り
の正パルス数および負パルス数の和を測定するものであ
る。
交流電流発生器3ば、交流バイアス電流IRを発生して
ジョセフソン素子に供給するものである。
ジョセフソン素子に供給するものである。
フィードバックコイルL3は、磁界結合によって電流を
超伝導コイルL2にフィードバックするものである。
超伝導コイルL2にフィードバックするものである。
第4図において、カウンタ8−1は、注入端子Bにおり
るある一定時間内の正パルス数、負パルス数、あるいは
両者の和を計数するものである。
るある一定時間内の正パルス数、負パルス数、あるいは
両者の和を計数するものである。
レジスタ8−2は、カウンタ8−1によって計数された
パルス数を保持するものである。
パルス数を保持するものである。
本発明は、第1図に示すように、被測定対象から放射さ
れた磁界に対応する被測定電流1cを超伝導コイルL1
を介して、および外部の交流電流発生器3から交流バイ
アス電流Illを重畳する態様でジョセフソン接合に供
給したことに対応して、当該ジョセフソン接合が闇値以
下の時に零電圧状態、闇値以上の時に電圧状態となり、
これによって生成された注入端子Bにおける単位時間当
りの正パルス数および負パルス数の和をパルスレー1・
測定器2によって測定し、この和をもとに交流バイアス
電流TBの振幅をフィートハック制御するようにしてい
る。また、第4図に示すように、注入端子Bにおける正
パルス数、負パルス数、あるいは両者の和のパルス数の
いずれかをカウンタ81で計数してレジスタ8−2で保
持し、このレジスタ8−2で保持した状態で交流バイア
ス電流IHの振幅をフィードバック制御するよ・うにし
ている。そして、これらフィードバック制御した状態の
もとで、注入端子Bにおげろ単位時間当りの正パルス数
および負パルス数の差が零になるようにフィードバック
コイルL3を介して超伝導コイルL2に磁気結合によっ
てフィードバック制御し、この時のフィードバック量I
、を被測定対象の磁界として測定するようにしている。
れた磁界に対応する被測定電流1cを超伝導コイルL1
を介して、および外部の交流電流発生器3から交流バイ
アス電流Illを重畳する態様でジョセフソン接合に供
給したことに対応して、当該ジョセフソン接合が闇値以
下の時に零電圧状態、闇値以上の時に電圧状態となり、
これによって生成された注入端子Bにおける単位時間当
りの正パルス数および負パルス数の和をパルスレー1・
測定器2によって測定し、この和をもとに交流バイアス
電流TBの振幅をフィートハック制御するようにしてい
る。また、第4図に示すように、注入端子Bにおける正
パルス数、負パルス数、あるいは両者の和のパルス数の
いずれかをカウンタ81で計数してレジスタ8−2で保
持し、このレジスタ8−2で保持した状態で交流バイア
ス電流IHの振幅をフィードバック制御するよ・うにし
ている。そして、これらフィードバック制御した状態の
もとで、注入端子Bにおげろ単位時間当りの正パルス数
および負パルス数の差が零になるようにフィードバック
コイルL3を介して超伝導コイルL2に磁気結合によっ
てフィードバック制御し、この時のフィードバック量I
、を被測定対象の磁界として測定するようにしている。
従って、ジョセフソン接合によってスイッチングされた
後の注入端子Bにおける単イ立時間当りの正パルス数、
負パルス数、あるいは両者の和のパルス数によって交流
バイアス電流IBの振幅をフイードハック制i11シた
状態のもとで、零点法によって被測定物体の磁界を測定
することにより、常に最大感度が得られる交流バイアス
電流T、の値に保持することが可能となり、高感度、高
精度、かつ安価に微小磁場を測定する装置を提供するこ
とができる。
後の注入端子Bにおける単イ立時間当りの正パルス数、
負パルス数、あるいは両者の和のパルス数によって交流
バイアス電流IBの振幅をフイードハック制i11シた
状態のもとで、零点法によって被測定物体の磁界を測定
することにより、常に最大感度が得られる交流バイアス
電流T、の値に保持することが可能となり、高感度、高
精度、かつ安価に微小磁場を測定する装置を提供するこ
とができる。
次に、第1図から第4図を用いて本発明の1実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。
成および動作を順次詳細に説明する。
第1図において、スクイド1は、超伝導コイルであるピ
ックアップコイルL4によって被測定物体から放射され
た微小磁界を検出した被測定電流■、を、零点法によっ
て測定するものである。このピックアップコイルL4お
よびインプットコイルL 、によって構成されるループ
に流れる被測定電流I、によって発生ずる磁界が、スク
イド1を構成する超伝導コイルL2を含むループと鎖交
して電流を発生させる。この発生された電流値が所定の
闇値よりも大きくなるとスクイドを構成するジョセフソ
ン素子が零電圧状態から電圧状態にスイッチングする。
ックアップコイルL4によって被測定物体から放射され
た微小磁界を検出した被測定電流■、を、零点法によっ
て測定するものである。このピックアップコイルL4お
よびインプットコイルL 、によって構成されるループ
に流れる被測定電流I、によって発生ずる磁界が、スク
イド1を構成する超伝導コイルL2を含むループと鎖交
して電流を発生させる。この発生された電流値が所定の
闇値よりも大きくなるとスクイドを構成するジョセフソ
ン素子が零電圧状態から電圧状態にスイッチングする。
この際、外部の注入端子Bから交流電流発生器3によっ
て発生された交流バイアス電流Inを重畳する態様で入
力すると、正パルスおよび負パルスが注入端子Bに表れ
る。こごで、J+ 、Jzは、超伝導体−絶縁物(トン
ネル電流が流れる程度に薄い絶縁物)−超伝導体によっ
て構成されるジョセフソン接合面を表す。Φ。は、被測
定物体からの磁束を表す。
て発生された交流バイアス電流Inを重畳する態様で入
力すると、正パルスおよび負パルスが注入端子Bに表れ
る。こごで、J+ 、Jzは、超伝導体−絶縁物(トン
ネル電流が流れる程度に薄い絶縁物)−超伝導体によっ
て構成されるジョセフソン接合面を表す。Φ。は、被測
定物体からの磁束を表す。
パルスレート測定器′2は、注入端子Bにおりる単位時
間当りの正パルス数および負パルス数の和N、Nを測定
するものである。VPNは、この和N18を電圧に変換
したものである。
間当りの正パルス数および負パルス数の和N、Nを測定
するものである。VPNは、この和N18を電圧に変換
したものである。
交流電流発生器3は、パルスレー1・測定器2から入力
されたパルス数の和NPHに対応する電圧■Iをもとに
、注入端子Bに対して、最大感度が得られる交流バイア
ス電流■おの振幅をフィート′ハックする態様で制御す
るものである。
されたパルス数の和NPHに対応する電圧■Iをもとに
、注入端子Bに対して、最大感度が得られる交流バイア
ス電流■おの振幅をフィート′ハックする態様で制御す
るものである。
増幅器3−1は、パルスレート測定器2から入力端子す
に入力された電圧VPNと、入力端子aに入力された固
定的な電圧−Vlとの和を反転増幅した電圧■3を生成
するものである。
に入力された電圧VPNと、入力端子aに入力された固
定的な電圧−Vlとの和を反転増幅した電圧■3を生成
するものである。
乗算器3−3は、交流信号発生器3−2によって生成さ
れた交流バイアス電圧に対して、増幅器3−′1から入
力された電圧■8を乗算し、その結果を電流に変換する
高抵抗R4を介して注入端子Bに交流バイアス電流I[
lとして供給するものである。これにより、注入端子B
には、単位時間当りの正パルス数と負パルス数との和が
常に一定になるようにフィートハック市II?卸される
こととなる。
れた交流バイアス電圧に対して、増幅器3−′1から入
力された電圧■8を乗算し、その結果を電流に変換する
高抵抗R4を介して注入端子Bに交流バイアス電流I[
lとして供給するものである。これにより、注入端子B
には、単位時間当りの正パルス数と負パルス数との和が
常に一定になるようにフィートハック市II?卸される
こととなる。
パルス計測器4は、注入端子Bの正パルス数と、負パル
ス数との差を求めるアップダウンカウンタ4−1、この
差をアナログ電圧に変換するD/A変換器4−2、変換
されたアナログ電圧を電流に変換してフィードバックコ
イルL3に供給する電流変換器4−3から構成されてい
る。フィートノ八ツクコイルL3に供給された電流によ
って発生した磁束がスクイド1を構成する超伝導コイル
L2と鎖交して当該スクイド1に対してフィードバック
制御されることとなる。そして、このフィードバック量
が被測定物体の磁束Φ。とじて測定される。
ス数との差を求めるアップダウンカウンタ4−1、この
差をアナログ電圧に変換するD/A変換器4−2、変換
されたアナログ電圧を電流に変換してフィードバックコ
イルL3に供給する電流変換器4−3から構成されてい
る。フィートノ八ツクコイルL3に供給された電流によ
って発生した磁束がスクイド1を構成する超伝導コイル
L2と鎖交して当該スクイド1に対してフィードバック
制御されることとなる。そして、このフィードバック量
が被測定物体の磁束Φ。とじて測定される。
次に、第2図を用いて第1図構成の動作を説明する。
第2図(イ)は、スクイド↓の動作特性例を示す。横軸
は被測定電流■6を表し、縦軸は交流バイアス電流I、
を表す。
は被測定電流■6を表し、縦軸は交流バイアス電流I、
を表す。
第2図(イ)において、被測定電流ICが零の状態で、
交流バイアス電流I11の振幅を徐々に大きくしていく
と、スクイド1から発生ずる雑音のため(例えば第2図
(ロ)に示す雑音のため)に、第2図(ハ)に示すよう
に、出力パルスの単位時間当りの正パルス数NP、負パ
ルス数N7ともほぼ同じ値で徐々に上昇する。更に交流
バイアス電流raを大きくすると、両者ともに飽和し、
当該交流バイアス電流IRの周波数f、に等しくなる。
交流バイアス電流I11の振幅を徐々に大きくしていく
と、スクイド1から発生ずる雑音のため(例えば第2図
(ロ)に示す雑音のため)に、第2図(ハ)に示すよう
に、出力パルスの単位時間当りの正パルス数NP、負パ
ルス数N7ともほぼ同じ値で徐々に上昇する。更に交流
バイアス電流raを大きくすると、両者ともに飽和し、
当該交流バイアス電流IRの周波数f、に等しくなる。
この際、正パルス数NF、負パルス数N、がともに交流
バイアス電流IBの周波数f1の1/2付近の振幅I。
バイアス電流IBの周波数f1の1/2付近の振幅I。
の時に、当該正パルス数NP、負パルス数N7の変化率
が最大となり、検出感度が最高となる。従って、本実施
例は、正パルス数N。
が最大となり、検出感度が最高となる。従って、本実施
例は、正パルス数N。
と負パルス数N。との和が交流バイアス電流IBの周波
数f、にほぼ等しくなるように当該交流バイアス電流I
Bの振幅をフィードバンク制御するようにしている。
数f、にほぼ等しくなるように当該交流バイアス電流I
Bの振幅をフィードバンク制御するようにしている。
第2図(ニ)は、第1図パルスレート測定器2によって
測定された交流バイアス電流IEの単位時間当りの正パ
ルス数と負パルス数との和N、Nを電圧VPNに変換す
る様子を示す。
測定された交流バイアス電流IEの単位時間当りの正パ
ルス数と負パルス数との和N、Nを電圧VPNに変換す
る様子を示す。
第2図(ホ)は、第2図(ニ)を第1図増幅器3−1に
入力した時に、出力端子から送出される反転増幅された
電圧V3の様子を示す。ここで、交流バイアス電流IB
の周波数f、に対応する電圧■1を送出し、感度を最良
にするようにフィードバックする。
入力した時に、出力端子から送出される反転増幅された
電圧V3の様子を示す。ここで、交流バイアス電流IB
の周波数f、に対応する電圧■1を送出し、感度を最良
にするようにフィードバックする。
以上のように、スクイド1の注入端子Bに対して、当該
注入端子Bにおける単位時間当りの正パルス数および負
パルス数の和N、Nをほぼ交流バイアス電流■6の周波
数fIに等しくなるように当該交流バイアス電流TBの
振幅をフィードバック制御することにより、常に最高感
度状態のもとて被測定電流I。を高精度に測定すること
が可能となる。
注入端子Bにおける単位時間当りの正パルス数および負
パルス数の和N、Nをほぼ交流バイアス電流■6の周波
数fIに等しくなるように当該交流バイアス電流TBの
振幅をフィードバック制御することにより、常に最高感
度状態のもとて被測定電流I。を高精度に測定すること
が可能となる。
第3図は、本発明の他の実施例構成図を示す。
これは、注入端子Bにおりる単位時間当りの正パルス数
および負パルス数の和NP)Iにより発生する電圧■p
ゎと、交流バイアス電流Inの周波数11に対応する設
定電圧Vflとを差分積分器6に入力し、これら両者の
差電圧V、を交流電流発生器7に供給し、NpHがf、
となるような交流バイアス電流■おの振幅をフィードバ
ンク制御するようにしている。
および負パルス数の和NP)Iにより発生する電圧■p
ゎと、交流バイアス電流Inの周波数11に対応する設
定電圧Vflとを差分積分器6に入力し、これら両者の
差電圧V、を交流電流発生器7に供給し、NpHがf、
となるような交流バイアス電流■おの振幅をフィードバ
ンク制御するようにしている。
第4図は、本発明の他の実施例構成図を示す。
これは、被測定電流I、を零にした状態のもとで、注入
端子Bにおけるある一定時間内の正パルス数、負パルス
数、あるいは両者の和のパルス数のいずれかをカウンタ
8−1て計数し、第4図(ロ)シフ1〜パルスてこのカ
ウンタ8−1で計数したパルス数をレジスタ8−2に設
定し、D/A変換器83および交流電流発生器7によっ
て交流バイアスミ流IRを注入端子Bに供給することを
繰り返し、注入端子Bに出力されるパルス数が所望の値
に安定した時に、図示S W +を開放状態にし、レジ
スタ8−2に保持したパルス数をもとに、注入端子Bに
供給する交流バイアス電流IBの振幅を制御するように
したものである。このように、測定開始当初に自動的に
校正を行い、その後に被測定電流■。を測定することに
より、最高感度状態のもとて高精度に被測定電流1cを
測定することが可能となる。
端子Bにおけるある一定時間内の正パルス数、負パルス
数、あるいは両者の和のパルス数のいずれかをカウンタ
8−1て計数し、第4図(ロ)シフ1〜パルスてこのカ
ウンタ8−1で計数したパルス数をレジスタ8−2に設
定し、D/A変換器83および交流電流発生器7によっ
て交流バイアスミ流IRを注入端子Bに供給することを
繰り返し、注入端子Bに出力されるパルス数が所望の値
に安定した時に、図示S W +を開放状態にし、レジ
スタ8−2に保持したパルス数をもとに、注入端子Bに
供給する交流バイアス電流IBの振幅を制御するように
したものである。このように、測定開始当初に自動的に
校正を行い、その後に被測定電流■。を測定することに
より、最高感度状態のもとて高精度に被測定電流1cを
測定することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、ジョセフソン接
合によってスイッチングされた後の注入端子Bにおける
単位時間当りの正パルス数、負パルス数、あるいは両者
の和のパルス数によって交流バイアス電流工8の振幅を
フィードバック制御した状態のもとで、被測定物体の磁
界を零点法によって測定する構成を採用しているため、
交流バイアス電流を常に最大感度が得られる交流バイア
ス電流値の極く近傍に保持し、高感度、高精度、かつ安
価な回路構成によって被測定物体の磁界を測定すること
ができる。
合によってスイッチングされた後の注入端子Bにおける
単位時間当りの正パルス数、負パルス数、あるいは両者
の和のパルス数によって交流バイアス電流工8の振幅を
フィードバック制御した状態のもとで、被測定物体の磁
界を零点法によって測定する構成を採用しているため、
交流バイアス電流を常に最大感度が得られる交流バイア
ス電流値の極く近傍に保持し、高感度、高精度、かつ安
価な回路構成によって被測定物体の磁界を測定すること
ができる。
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は本発明の動
作説明図、第3図、第4図は本発明の他の実施例構成図
、第5図は従来技術の説明図、第6図は従来技術の動作
説明図を示す。 図中、1はスクイド、2.8はパルスレート測定器、3
.7交流電流発生器、3−2は交流信号発生器、4はパ
ルス計測器、8−1はカウンタ、8−2はレジスタ、L
Iはインプソ1−コイル、L2は超伝導コイル、L3は
フィードバックコイル、L4はピックアップコイル、J
l、Jzはジョセフソン接合を表す。
作説明図、第3図、第4図は本発明の他の実施例構成図
、第5図は従来技術の説明図、第6図は従来技術の動作
説明図を示す。 図中、1はスクイド、2.8はパルスレート測定器、3
.7交流電流発生器、3−2は交流信号発生器、4はパ
ルス計測器、8−1はカウンタ、8−2はレジスタ、L
Iはインプソ1−コイル、L2は超伝導コイル、L3は
フィードバックコイル、L4はピックアップコイル、J
l、Jzはジョセフソン接合を表す。
Claims (2)
- (1)被測定物体から放射される磁界をディジタルスク
イドを用いて測定するディジタルスクイド制御方式にお
いて、 被測定物体から放射される磁界を超伝導のピックアップ
コイルL_4によって検出し、これと共にループを形成
するインプットコイルL_1に対して、超伝導コイルL
_2によって磁界結合するループにジョセフソン接合を
配置してこのジョセフソン接合に外部から交流バイアス
電流I_Bを重畳する態様で供給し、この時に検出され
る単位時間当りの正パルス数および負パルス数の和を一
定値にするように上記交流バイアス電流I_Bの振幅を
フィードバックすると共に、単位時間当りの正パルス数
および負パルス数の差が零になるように、上記超伝導コ
イルL_2に対して磁界結合でフィードバックし、この
時のフィードバック量を被測定物体の磁界として測定す
るように構成したことを特徴とするディジタルスクイド
制御方式。 - (2)上記交流バイアス電流を重畳する態様で供給し、
この時に検出される単位時間当りの正パルス数、負パル
ス数、あるいは両者の和を計数して保持し、この保持し
たパルス数のもとで交流バイアス電流I_Bを制御する
と共に、単位時間当りの正パルス数および負パルス数の
差が零になるように、上記超伝導コイルL_2に対して
磁界結合でフィードバックし、この時のフィードバック
量を被測定物体の磁界として測定するように構成したこ
とを特徴とするディジタルスクイド制御方式。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1079299A JPH02257076A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | ディジタルスクイド制御方式 |
US07/499,963 US5045788A (en) | 1989-03-30 | 1990-03-27 | Digital SQUID control system for measuring a weak magnetic flux |
DE4010973A DE4010973A1 (de) | 1989-03-30 | 1990-03-28 | Digitales squid-steuersystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1079299A JPH02257076A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | ディジタルスクイド制御方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02257076A true JPH02257076A (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=13685968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1079299A Pending JPH02257076A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | ディジタルスクイド制御方式 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5045788A (ja) |
JP (1) | JPH02257076A (ja) |
DE (1) | DE4010973A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5287058A (en) * | 1990-02-15 | 1994-02-15 | Fujitsu Limited | Digital magnetic flux measuring apparatus using superconducting quantum interference device with flux trapping prevention features |
EP0461742A3 (en) * | 1990-02-15 | 1992-11-19 | Fujitsu Limited | Digital magnetic flux measuring apparatus using superconducting quantum interference device |
US5355085A (en) * | 1990-03-20 | 1994-10-11 | Fujitsu, Ltd. | Multichannel SQUID flux meter having multiplexed SQUID flux sensors |
JP3058681B2 (ja) * | 1990-11-30 | 2000-07-04 | 株式会社日立製作所 | 多チャンネルsquid磁束計 |
JPH04269680A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-25 | Seiko Instr Inc | 高感度磁場検出装置 |
US5248941A (en) * | 1991-04-17 | 1993-09-28 | Hewlett-Packard Company | Superconducting magnetic field sensing apparatus having digital output, on-chip quantum flux packet feedback and high bias margins |
JP3081902B2 (ja) * | 1991-11-07 | 2000-08-28 | 工業技術院長 | 磁場検出回路 |
US5331162A (en) * | 1991-11-22 | 1994-07-19 | Trw Inc. | Sensitive, low-noise superconducting infrared photodetector |
JP3133830B2 (ja) * | 1992-07-24 | 2001-02-13 | 富士通株式会社 | Squid磁束計 |
JPH06273499A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-09-30 | Fujitsu Ltd | ディジタルsquid |
US5469057A (en) * | 1994-03-08 | 1995-11-21 | University Of New Mexico | Method and apparatus for extending the dynamic range of DC-squid measurements using a flux tracking loop |
FI100677B (fi) | 1996-09-13 | 1998-01-30 | Multilift Oy | Menetelmä hydraulisesti käytetyn koneen liikenopeuden ohjaamiseksi, hy draulisesti käytetyn koneen käyttöjärjestelmä ja ohjauslaitteisto |
US6239596B1 (en) | 1997-06-09 | 2001-05-29 | Joseph J. Stupak, Jr. | Total magnetic flux measuring device |
JP4193382B2 (ja) * | 2001-07-19 | 2008-12-10 | 株式会社日立製作所 | 磁場計測装置 |
DE10139883C1 (de) * | 2001-08-20 | 2003-06-05 | Stl Systemtechnik Ludwig Gmbh | Vorrichtung zum Einstellen eines Arbeitspunktes eines Magnetfeldsensors und ein Verfahren dafür |
DE10312172B4 (de) * | 2003-03-14 | 2007-06-28 | Institut für Physikalische Hochtechnologie e.V. | Verfahren zum Betreiben eines SQUID und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US7106057B2 (en) * | 2004-03-17 | 2006-09-12 | University Of Maryland | High frequency scanning SQUID microscope and method of measuring high frequency magnetic fields |
JP2007127499A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Nec Electronics Corp | 非破壊検査装置および非破壊検査方法 |
US20070285195A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-13 | Nehl Thomas W | Direct flux control system for magnetic structures |
KR101052209B1 (ko) | 2008-11-20 | 2011-08-01 | 한국표준과학연구원 | 음의 가변 저항을 갖는 전원을 이용한 프로그레머블 조셉슨어레이 바이어스 및 그 바이어스를 이용한 프로그레머블 조셉슨 어레이 전압측정방법 |
US8593141B1 (en) | 2009-11-24 | 2013-11-26 | Hypres, Inc. | Magnetic resonance system and method employing a digital squid |
US8970217B1 (en) | 2010-04-14 | 2015-03-03 | Hypres, Inc. | System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging |
US11346872B1 (en) | 2018-12-19 | 2022-05-31 | Synopsys, Inc. | Direct measurement of Josephson junction capacitance |
US20240122079A1 (en) * | 2022-10-11 | 2024-04-11 | The Boeing Company | Diagnostic circuit |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3538186A1 (de) * | 1985-10-26 | 1987-04-30 | Dornier System Gmbh | Verfahren zur direkten digitalisierung von squid-signalen |
US4672359A (en) * | 1985-11-12 | 1987-06-09 | Trw Inc. | Superconducting analog-to-digital converter and digital magnetometer and related method for its use |
DE3616865A1 (de) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Univ Karlsruhe Inst Fuer Elekt | Digitales magnetometer |
FR2614695B1 (fr) * | 1987-04-28 | 1989-06-23 | Commissariat Energie Atomique | Procede de numerisation et de linearisation d'un capteur a caracteristique periodique quasi sinusoidale et dispositif correspondant |
US4947118A (en) * | 1988-11-21 | 1990-08-07 | Fujitsu Limited | Digital squid system adaptive for integrated circuit construction and having high accuracy |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP1079299A patent/JPH02257076A/ja active Pending
-
1990
- 1990-03-27 US US07/499,963 patent/US5045788A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-28 DE DE4010973A patent/DE4010973A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4010973C2 (ja) | 1992-09-24 |
US5045788A (en) | 1991-09-03 |
DE4010973A1 (de) | 1990-10-04 |
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