JPH03264874A - 高感度磁束計 - Google Patents
高感度磁束計Info
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- JPH03264874A JPH03264874A JP2065060A JP6506090A JPH03264874A JP H03264874 A JPH03264874 A JP H03264874A JP 2065060 A JP2065060 A JP 2065060A JP 6506090 A JP6506090 A JP 6506090A JP H03264874 A JPH03264874 A JP H03264874A
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- squids
- magnetic flux
- squid
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- loop
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 23
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 claims abstract description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
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- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
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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
- G01R33/0358—SQUIDS coupling the flux to the SQUID
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/842—Measuring and testing
- Y10S505/843—Electrical
- Y10S505/845—Magnetometer
- 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】
(産業上の利用分野)
本発明は、超電導量子干渉素子(S QU I D)を
用いる磁束計に関し、特に、微小磁束を低雑音で高感度
に測定することのできる磁束計に関する。
用いる磁束計に関し、特に、微小磁束を低雑音で高感度
に測定することのできる磁束計に関する。
(従来の技術)
ジョセフソン素子を超電導ループ内に含んで構成される
SQUID用いた磁束計が既に提案されている(例えば
、IEEE、 Trans、 Devices、 ED
27゜No、10(1980) pp1896〜190
8 )。この磁束計は極めて微小の磁束の検出が可能で
あり、生体磁気計測、地球物理学、資源探査等に利用可
能である。
SQUID用いた磁束計が既に提案されている(例えば
、IEEE、 Trans、 Devices、 ED
27゜No、10(1980) pp1896〜190
8 )。この磁束計は極めて微小の磁束の検出が可能で
あり、生体磁気計測、地球物理学、資源探査等に利用可
能である。
(発明が解決しようとする課題)
このSQUID磁束計においては、更に高感度、低雑音
で磁束を測定することが望まれている。
で磁束を測定することが望まれている。
即ち、本発明の目的は、SQUID磁束計の感度を更に
向上し、なお且つ雑音の低下を図ることにある。
向上し、なお且つ雑音の低下を図ることにある。
(課題を解決するための手段)
前記課題は、ジョセフソン接合を含む超電導ループから
構成される2つのSQUID及び、これら2つのSQU
IDに対して、入力信号磁束を互いに逆方向で加える、
1つの連続するループとして構成された人力コイルか:
)構成される高感度磁束計:二よって達成される。
構成される2つのSQUID及び、これら2つのSQU
IDに対して、入力信号磁束を互いに逆方向で加える、
1つの連続するループとして構成された人力コイルか:
)構成される高感度磁束計:二よって達成される。
前記SQUIDとしては、2つ以上のジョセフソン接合
を超電導ループに有するDC−SQUID、1つのジョ
セフソン接合を超電導ループに有するRF−SQUID
を使用することかできる。
を超電導ループに有するDC−SQUID、1つのジョ
セフソン接合を超電導ループに有するRF−SQUID
を使用することかできる。
(作用)
2つのSQUIDに同様iこ加わる雑音磁束は、直列接
続するループにより及び両SQUIDの出力電圧を加算
する際に除去されるとともに、2つのSQUID出力信
号の和を求めているので、高い出力信号を得ることがで
きる。
続するループにより及び両SQUIDの出力電圧を加算
する際に除去されるとともに、2つのSQUID出力信
号の和を求めているので、高い出力信号を得ることがで
きる。
(実施例)
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。第1図は本発明の磁束計の模式的な回路図であり、2
つの薄膜により形成された2つのDC−SQUIDを用
いた場合の例である。
。第1図は本発明の磁束計の模式的な回路図であり、2
つの薄膜により形成された2つのDC−SQUIDを用
いた場合の例である。
2つのDC−3QじIDI、1′はそれぞれ超電導薄膜
2.2″を2つのジョセフソン接合3.3′を介して別
の超電導薄膜4に接続しで構成される。DC−SQUI
Dの超電導薄膜2.2 の下部jこは人力コイル5.5
′が配置されてヒ)るが、コイルの巻線方向:ま互いに
逆である。これら入力コイル5.5゛は直列に1つのル
ープとして連拮されており、中点より端子6を取り出し
ている。
2.2″を2つのジョセフソン接合3.3′を介して別
の超電導薄膜4に接続しで構成される。DC−SQUI
Dの超電導薄膜2.2 の下部jこは人力コイル5.5
′が配置されてヒ)るが、コイルの巻線方向:ま互いに
逆である。これら入力コイル5.5゛は直列に1つのル
ープとして連拮されており、中点より端子6を取り出し
ている。
この入力コイルの端子6かろピックアップコイルにより
補足された信号を人力すると、2つの人力コイル5.5
“ にこの信号が並列に分割され導入される。但し、入
力コイルの巻かたが逆であるので、各々のDC−3Qt
JI Dに鎖交する磁束の方向は逆になる。なお、入力
コイル5.5′とSQUIDI、1″ との間は入力信
号の検知能力を高める上で密結合(k=1)とされるの
が好ましい。
補足された信号を人力すると、2つの人力コイル5.5
“ にこの信号が並列に分割され導入される。但し、入
力コイルの巻かたが逆であるので、各々のDC−3Qt
JI Dに鎖交する磁束の方向は逆になる。なお、入力
コイル5.5′とSQUIDI、1″ との間は入力信
号の検知能力を高める上で密結合(k=1)とされるの
が好ましい。
磁束計の出力信号は2つのDC−SQUIDの直列電圧
を端子7.7°から取り出される。バイアス電流は端子
9.9゛9”を介して2つの直流電流源8.8′により
それぞれのDC−SQUID1.1° に加えられる。
を端子7.7°から取り出される。バイアス電流は端子
9.9゛9”を介して2つの直流電流源8.8′により
それぞれのDC−SQUID1.1° に加えられる。
このバイアス電流の向きは、端子77′に逆極性の電圧
が発生されるよう印加される。デ;お、10.10’
は帰還変調印加用のコイルである。
が発生されるよう印加される。デ;お、10.10’
は帰還変調印加用のコイルである。
二の様j=構成された磁束計においては、人力コイル5
.5°間の磁束伝達機能:ま、各DC−SQUIDI、
l゛ に外部から加えられる雑音磁束を除去する効果を
有している。SQUIDと人力コイル5.5′との間の
結合が密結合であるとこの点でも好ましい。更に残留す
る雑音磁束は、2つのDC−SQUIDの出力電圧合成
時に以下に記載される如くして除去される。
.5°間の磁束伝達機能:ま、各DC−SQUIDI、
l゛ に外部から加えられる雑音磁束を除去する効果を
有している。SQUIDと人力コイル5.5′との間の
結合が密結合であるとこの点でも好ましい。更に残留す
る雑音磁束は、2つのDC−SQUIDの出力電圧合成
時に以下に記載される如くして除去される。
第2図に、第1図の様に構成された本発明の磁束計にお
ける磁束−検出電圧特性を示す。人力磁束に対する端子
7.7′におけるSQUIDI及びSQUID2の出力
電圧は曲線A及びBで与えられる。入力磁束ΦINに対
する出力電圧はaSbで与えられ、従って、端子7.7
°間の電圧は、a、b間の値で与えられ、単一のSQU
IDの2倍の出力が得られる。
ける磁束−検出電圧特性を示す。人力磁束に対する端子
7.7′におけるSQUIDI及びSQUID2の出力
電圧は曲線A及びBで与えられる。入力磁束ΦINに対
する出力電圧はaSbで与えられ、従って、端子7.7
°間の電圧は、a、b間の値で与えられ、単一のSQU
IDの2倍の出力が得られる。
信号磁束は各SQUIDに対して反対方向に加わるのに
対して、雑音磁束は各SQUIDに同じ方向に存在する
。従って、出力電圧aにおける雑音による電圧a”と出
力電圧すにおける雑音による電圧b°が打ち消し合うこ
と:二なる。
対して、雑音磁束は各SQUIDに同じ方向に存在する
。従って、出力電圧aにおける雑音による電圧a”と出
力電圧すにおける雑音による電圧b°が打ち消し合うこ
と:二なる。
上述の実施例においては、DC−SQUIDの場合につ
き説明されたが、RF−SQUIDの場合も、同じ原理
基づき同様:こして構成され、同じ効果を得ることがで
きる。この場合の出力信号は、各RF−SQUIDに、
これと磁束総合される出力コイルとこのコイルと並列接
続された共振回路を介して発生される各出力電圧信号を
加算することにより得られる。なお、この出力コイル、
出力コイルと並列に接続され、出力電圧を発生する共振
回路並びにRF−SQUIDに、出力コイル及び共振回
路を介して与えれる交流バイアス磁束印加手段等の周辺
回路は当業者に周知であるのでここでは詳細に説明され
ないが、例えば、中村彬著「クライオエレクトロニクス
入門jオーム社発行を参照されたい。
き説明されたが、RF−SQUIDの場合も、同じ原理
基づき同様:こして構成され、同じ効果を得ることがで
きる。この場合の出力信号は、各RF−SQUIDに、
これと磁束総合される出力コイルとこのコイルと並列接
続された共振回路を介して発生される各出力電圧信号を
加算することにより得られる。なお、この出力コイル、
出力コイルと並列に接続され、出力電圧を発生する共振
回路並びにRF−SQUIDに、出力コイル及び共振回
路を介して与えれる交流バイアス磁束印加手段等の周辺
回路は当業者に周知であるのでここでは詳細に説明され
ないが、例えば、中村彬著「クライオエレクトロニクス
入門jオーム社発行を参照されたい。
(見目の効果)
本発明によると、雑音の小さc高感度磁束2すを実現で
きる。従って、生体磁気計測による診断や資源探査、磁
気による製品検査等に顕著な効果がある。
きる。従って、生体磁気計測による診断や資源探査、磁
気による製品検査等に顕著な効果がある。
第1図は、本発明の実施例の模式的プ二回路図、第2図
は、第1図に示される実施例に於ける磁束と電圧の関係
を示す図。 1.1゛・・・DC−3QUI D。 2.2゛4・・・超伝導薄膜、 3.3′・・・ジョセフソン接合、 5.5°・・・人力コイノペ6・・・入力端子7.7′
・・・出力端子、8.8′・・・電流源第1図 第2図 ■
は、第1図に示される実施例に於ける磁束と電圧の関係
を示す図。 1.1゛・・・DC−3QUI D。 2.2゛4・・・超伝導薄膜、 3.3′・・・ジョセフソン接合、 5.5°・・・人力コイノペ6・・・入力端子7.7′
・・・出力端子、8.8′・・・電流源第1図 第2図 ■
Claims (4)
- (1)ジョセフソン接合を含む超電導ループから構成さ
れる2つのSQUID、及び これら2つのSQUIDに対して、入力信号磁束を互い
に逆方向で加え、なお且つ1つの連続するループとして
構成される入力コイルにより構成され、前記各SQUI
Dからの出力信号の加算出力電圧により前記入力信号磁
束の測定がなされることを特徴とする高感度磁束計。 - (2)前記SQUIDが、2つ以上のジョセフソン接合
を含む超電導ループから構成され、前記超電導ループの
前記2つのジヨセフソン接合の中間部の各々に出力端子
が設けられているDC−SQUIDであることを特徴と
する請求項(1)記載の高感度磁束計。 - (3)前記SQUIDが、1つのジョセフソン接合を含
む超電導ループから構成され、各ループに出力コイルが
結合されたRF−SQUIDであることを特徴とする請
求項(1)記載の高感度磁束計。 - (4)前記SQUIDが、超電導薄膜による薄膜型SQ
UIDであることを特徴とする請求項(1)記載の高感
度磁束計。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2065060A JPH03264874A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 高感度磁束計 |
DE69127917T DE69127917T2 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-14 | Hochempfindliches Magnetometer |
EP91103947A EP0446923B1 (en) | 1990-03-15 | 1991-03-14 | High-sensitive magnetometer |
US07/669,633 US5252921A (en) | 1990-03-15 | 1991-03-14 | Noise canceling high-sensitive magnetometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2065060A JPH03264874A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 高感度磁束計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03264874A true JPH03264874A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=13276032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2065060A Pending JPH03264874A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 高感度磁束計 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5252921A (ja) |
EP (1) | EP0446923B1 (ja) |
JP (1) | JPH03264874A (ja) |
DE (1) | DE69127917T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5053834A (en) * | 1990-08-31 | 1991-10-01 | Quantum Magnetics, Inc. | High symmetry dc SQUID system |
DE4445700A1 (de) * | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Gradiometer |
US5767043A (en) * | 1995-02-21 | 1998-06-16 | Conductus, Inc. | Multiple squid direct signal injection device formed on a single layer substrate |
KR100198534B1 (ko) * | 1996-05-02 | 1999-06-15 | 구자홍 | 두개의 초전도양자간섭소자를 이용한 자장측정장치 |
JP3254162B2 (ja) * | 1997-02-21 | 2002-02-04 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 超伝導量子干渉素子 |
US20050092478A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-05 | Visteon Global Technologies, Inc. | Metal foam heat sink |
JP5608067B2 (ja) | 2010-12-16 | 2014-10-15 | 公益財団法人国際超電導産業技術研究センター | 高温超電導磁気センサ及びその製造方法 |
US9612262B1 (en) | 2012-12-21 | 2017-04-04 | Neeme Systems Solutions, Inc. | Current measurement sensor and system |
US10197602B1 (en) | 2012-12-21 | 2019-02-05 | Jody Nehmeh | Mini current measurement sensor and system |
CN111351844B (zh) * | 2020-03-16 | 2023-11-03 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种基于超导量子干涉仪的涡流检测装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4280095A (en) * | 1979-03-22 | 1981-07-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Extremely sensitive super conducting quantum interference device constructed as a double-helix array |
US4588947A (en) * | 1983-12-30 | 1986-05-13 | International Business Machines Corporation | Integrated miniature DC SQUID susceptometer for measuring properties of very small samples |
EP0210489B2 (de) * | 1985-07-22 | 1993-11-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Vielkanalige Vorrichtung zur Messung schwacher Magnetfelder |
JPH0672913B2 (ja) * | 1986-12-18 | 1994-09-14 | 新技術事業団 | 磁束計測装置 |
JPH0614111B2 (ja) * | 1989-03-17 | 1994-02-23 | 新技術事業団 | 磁束分布測定装置 |
JP2825525B2 (ja) * | 1989-05-15 | 1998-11-18 | 富士通株式会社 | 超伝導装置 |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2065060A patent/JPH03264874A/ja active Pending
-
1991
- 1991-03-14 US US07/669,633 patent/US5252921A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-14 DE DE69127917T patent/DE69127917T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-14 EP EP91103947A patent/EP0446923B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0446923B1 (en) | 1997-10-15 |
DE69127917T2 (de) | 1998-02-12 |
EP0446923A3 (en) | 1992-11-19 |
EP0446923A2 (en) | 1991-09-18 |
DE69127917D1 (de) | 1997-11-20 |
US5252921A (en) | 1993-10-12 |
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