JPH06273498A - Dc−squid磁束計 - Google Patents
Dc−squid磁束計Info
- Publication number
- JPH06273498A JPH06273498A JP5061939A JP6193993A JPH06273498A JP H06273498 A JPH06273498 A JP H06273498A JP 5061939 A JP5061939 A JP 5061939A JP 6193993 A JP6193993 A JP 6193993A JP H06273498 A JPH06273498 A JP H06273498A
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- JP
- Japan
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- coil
- magnetic flux
- squid
- sensor unit
- squid sensor
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- Pending
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特別な磁界発生用のコイルを配置することな
く、容易にキャリブレーションを行うことができ、ま
た、別途磁束計を用意することなく外来磁気ノイズの除
去をも行うことのできるDC−SQUID磁束計を提供
する。 【構成】 SQUIDセンサ部1とその磁束ロック回路
100とは別に、所定位置に第2のSQUIDセンサ部
2を設け、この第2のSQUIDセンサ部2の磁束ロッ
ク回路200では、フィードバックコイル24を、ピッ
クアップコイル23と入力コイル22とで形成される超
伝導ループに結合した構造とする。
く、容易にキャリブレーションを行うことができ、ま
た、別途磁束計を用意することなく外来磁気ノイズの除
去をも行うことのできるDC−SQUID磁束計を提供
する。 【構成】 SQUIDセンサ部1とその磁束ロック回路
100とは別に、所定位置に第2のSQUIDセンサ部
2を設け、この第2のSQUIDセンサ部2の磁束ロッ
ク回路200では、フィードバックコイル24を、ピッ
クアップコイル23と入力コイル22とで形成される超
伝導ループに結合した構造とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脳磁界計測や心磁界計
測などの生体磁界計測、あるいは地磁気計測等の微小磁
界計測に用いられる、DC−SQUIDによる磁束計に
関する。
測などの生体磁界計測、あるいは地磁気計測等の微小磁
界計測に用いられる、DC−SQUIDによる磁束計に
関する。
【0002】
【従来の技術】DC−SQUIDを用いた磁束計におい
ては、一般に、被測定磁束を直接SQUIDリングで拾
わず、SQUIDリングと磁気的に結合された入力コイ
ルと、その入力コイルと超伝導接続されるピックアップ
コイルとからなる超伝導ループである磁束トランス等と
称される入力回路を用い、ピックアップコイルで検出し
た被測定磁束を入力コイルを介してDC−SQUIDリ
ングに伝達する。
ては、一般に、被測定磁束を直接SQUIDリングで拾
わず、SQUIDリングと磁気的に結合された入力コイ
ルと、その入力コイルと超伝導接続されるピックアップ
コイルとからなる超伝導ループである磁束トランス等と
称される入力回路を用い、ピックアップコイルで検出し
た被測定磁束を入力コイルを介してDC−SQUIDリ
ングに伝達する。
【0003】また、DC−SQUIDリングは磁束ロッ
ク回路と称されるエレクトロニクスによって駆動される
が、この磁束ロック回路では、通常、AF発振器からの
交流電流を、SQUIDリングに近接して設けられたフ
ィードバックコイルに流してSQUIDリングに交流磁
束を印加し、その状態でのSQUIDリングの出力を増
幅してAF発振器からの基準信号と比べて位相検波し、
さらにこれを積分型増幅器およびフィードバックコイル
を介してSQUIDリングにフィードバックするという
構成を採る。
ク回路と称されるエレクトロニクスによって駆動される
が、この磁束ロック回路では、通常、AF発振器からの
交流電流を、SQUIDリングに近接して設けられたフ
ィードバックコイルに流してSQUIDリングに交流磁
束を印加し、その状態でのSQUIDリングの出力を増
幅してAF発振器からの基準信号と比べて位相検波し、
さらにこれを積分型増幅器およびフィードバックコイル
を介してSQUIDリングにフィードバックするという
構成を採る。
【0004】ところで、このようなDC−SQUID磁
束計では、実際の測定に先立ってキャリブレーションを
行う必要があるが、このキャリブレーションに際して
は、従来、特別な磁界発生用のコイルを設置し、そのコ
イルから発生する磁場に対する出力電圧を測定するとい
った方法が採用されている。
束計では、実際の測定に先立ってキャリブレーションを
行う必要があるが、このキャリブレーションに際して
は、従来、特別な磁界発生用のコイルを設置し、そのコ
イルから発生する磁場に対する出力電圧を測定するとい
った方法が採用されている。
【0005】また、環境磁場等の外来ノイズを除去する
必要のある場合には、被測定磁場を測定するためのDC
−SQUID磁束計とは別に同様なDC−SQUID磁
束計を用意し、その磁束計によって外来ノイズのみを測
定するような方法が採用されている。
必要のある場合には、被測定磁場を測定するためのDC
−SQUID磁束計とは別に同様なDC−SQUID磁
束計を用意し、その磁束計によって外来ノイズのみを測
定するような方法が採用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなキャリブレーションを行う場合には、特別な磁界発
生用コイルをピックアップコイルに対して定まった位置
に正確に設置する必要があり、しかも、このような操作
は実際の測定とは別に行うことから煩雑であり、手間が
かかるという問題がある。
うなキャリブレーションを行う場合には、特別な磁界発
生用コイルをピックアップコイルに対して定まった位置
に正確に設置する必要があり、しかも、このような操作
は実際の測定とは別に行うことから煩雑であり、手間が
かかるという問題がある。
【0007】本発明の目的は、特別な磁界発生用のコイ
ルを用いることなく、容易にキャリブレーションを行う
ことができ、また、別途磁束計を用意することなく外来
ノイズの除去をも行うことのできるDC−SQUID磁
束計を提供することにある。
ルを用いることなく、容易にキャリブレーションを行う
ことができ、また、別途磁束計を用意することなく外来
ノイズの除去をも行うことのできるDC−SQUID磁
束計を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例図面である図1〜図3を参照しつつ
説明すると、本発明のDC−SQUID磁束計は、被測
定磁界を測定するためのSQUIDセンサ部1およびそ
の磁束ロック回路100とは別に、被検出体に対してD
C−SQUIDセンサ部1よりも離れた所定位置に第2
のSQUIDセンサ部2を設けるとともに、この第2の
SQUIDセンサ部2の磁束ロック回路200において
は、フィードバックコイル24を、第2のSQUIDセ
ンサ部2のピックアップコイル23と入力コイル22と
で形成される超伝導ループに結合した構造としている。
めの構成を、実施例図面である図1〜図3を参照しつつ
説明すると、本発明のDC−SQUID磁束計は、被測
定磁界を測定するためのSQUIDセンサ部1およびそ
の磁束ロック回路100とは別に、被検出体に対してD
C−SQUIDセンサ部1よりも離れた所定位置に第2
のSQUIDセンサ部2を設けるとともに、この第2の
SQUIDセンサ部2の磁束ロック回路200において
は、フィードバックコイル24を、第2のSQUIDセ
ンサ部2のピックアップコイル23と入力コイル22と
で形成される超伝導ループに結合した構造としている。
【0009】
【作用】SQUIDセンサ部1およびその磁束ロック回
路100によって被測定磁界を測定し、第2のSQUI
Dセンサ部2およびその磁束ロック回路200は、SQ
UIDセンサ部1および磁束ロック回路100のキャリ
ブレーション用および外来ノイズ測定用に供される。
路100によって被測定磁界を測定し、第2のSQUI
Dセンサ部2およびその磁束ロック回路200は、SQ
UIDセンサ部1および磁束ロック回路100のキャリ
ブレーション用および外来ノイズ測定用に供される。
【0010】すなわち、磁束ロック回路200から第2
のSQUIDセンサ部2のピックアップコイル23およ
び入力コイル22からなる超伝導ループに一定の信号を
供給すると、ピックアップコイル23から一定の磁場が
発生する。このピックアップコイル23から発生した磁
場は、これに対して所定の位置に配置されているSQU
IDセンサ部1のピックアップコイル13で検出される
から、SQUIDセンサ部1と磁束ロック回路100か
らなる磁束計のキャリブレーション行うことができる。
のSQUIDセンサ部2のピックアップコイル23およ
び入力コイル22からなる超伝導ループに一定の信号を
供給すると、ピックアップコイル23から一定の磁場が
発生する。このピックアップコイル23から発生した磁
場は、これに対して所定の位置に配置されているSQU
IDセンサ部1のピックアップコイル13で検出される
から、SQUIDセンサ部1と磁束ロック回路100か
らなる磁束計のキャリブレーション行うことができる。
【0011】また、実際の測定に当たっては、第2のS
QUIDセンサ部2と磁束ロック回路200を通常の磁
束計として動作させることで、外来ノイズの除去用の磁
束計として用いることができる。
QUIDセンサ部2と磁束ロック回路200を通常の磁
束計として動作させることで、外来ノイズの除去用の磁
束計として用いることができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明実施例のセンサ部の構造を示す
正面図で、図2はその第1のSQUIDセンサ部1およ
び磁束ロック回路100の回路構成図であり、図3は第
2のSQUIDセンサ部2および磁束ロック回路200
の回路構成図である。
正面図で、図2はその第1のSQUIDセンサ部1およ
び磁束ロック回路100の回路構成図であり、図3は第
2のSQUIDセンサ部2および磁束ロック回路200
の回路構成図である。
【0013】第1のSQUIDセンサ部1は、DC−S
QUIDリング11、そのDC−SQUIDリング11
に磁気的に結合された入力コイル12、その入力コイル
12とともに超伝導ループを形成するピックアップコイ
ル13によって構成される。このうち、DC−SQUI
Dリング11と入力コイル12は、同じくDC−SQU
IDリング11と磁気的に結合されたフィードバックコ
イル14とともに一つの基板上に形成され、これらで第
1のSQUID素子10を構成している。
QUIDリング11、そのDC−SQUIDリング11
に磁気的に結合された入力コイル12、その入力コイル
12とともに超伝導ループを形成するピックアップコイ
ル13によって構成される。このうち、DC−SQUI
Dリング11と入力コイル12は、同じくDC−SQU
IDリング11と磁気的に結合されたフィードバックコ
イル14とともに一つの基板上に形成され、これらで第
1のSQUID素子10を構成している。
【0014】第1のSQUIDセンサ部1は、交流増幅
器、位相検波器、積分型のフィードバック増幅器および
AF発振器等の公知の磁束ロック回路である第1の磁束
ロック回路100と接続され、これらで磁束計を構成し
ている。
器、位相検波器、積分型のフィードバック増幅器および
AF発振器等の公知の磁束ロック回路である第1の磁束
ロック回路100と接続され、これらで磁束計を構成し
ている。
【0015】第2のSQUIDセンサ部2は、同様にD
C−SQUIDリング21、そのDC−SQUIDリン
グ21に磁気的に結合された入力コイル22、その入力
コイル22とともに超伝導ループを形成するピックアッ
プコイル23によって構成される。また、このうち、D
C−SQUIDリング21と入力コイル22は、フィー
ドバックコイル24とともに一つの基板上に形成されて
第2のSQUID素子20を構成しているが、フィード
バックコイル24については、DC−SQUIDリング
21とは結合されておらず、入力コイル22とピックア
ップコイル23とで作る超伝導ループに対して磁気的に
結合されている。
C−SQUIDリング21、そのDC−SQUIDリン
グ21に磁気的に結合された入力コイル22、その入力
コイル22とともに超伝導ループを形成するピックアッ
プコイル23によって構成される。また、このうち、D
C−SQUIDリング21と入力コイル22は、フィー
ドバックコイル24とともに一つの基板上に形成されて
第2のSQUID素子20を構成しているが、フィード
バックコイル24については、DC−SQUIDリング
21とは結合されておらず、入力コイル22とピックア
ップコイル23とで作る超伝導ループに対して磁気的に
結合されている。
【0016】この第2のSQUIDセンサ部2は、上記
の第1の磁束ロック回路100と同様の構造を持つ第2
の磁束ロック回路200と接続され、同様にしてこれら
で磁束計として動作させることができるが、この第2の
磁束ロック回路200は、例えばスイッチ(図示せず)
等を操作することによって、あらかじめ設定された一定
の電流をフィードバックコイル24に流すことができる
ようになっている。
の第1の磁束ロック回路100と同様の構造を持つ第2
の磁束ロック回路200と接続され、同様にしてこれら
で磁束計として動作させることができるが、この第2の
磁束ロック回路200は、例えばスイッチ(図示せず)
等を操作することによって、あらかじめ設定された一定
の電流をフィードバックコイル24に流すことができる
ようになっている。
【0017】さて、図1に示すように、第1のSQUI
D素子10と第2のSQUID素子20は共通の支持体
3に固着されているとともに、この支持体3の両端にそ
れぞれボビン13aおよび23aが同軸状に固着されて
おり、ボビン13aには第1のSQUIDセンサ部1の
ピックアップコイル13が、また、ボビン23aには第
2のSQUIDセンサ部2のピックアップコイル23が
巻かれている。そして、これらは液体ヘリウムを収容し
たデュワー瓶等のクライオスタット内に挿入されて超伝
導動作温度にまで冷却した状態で使用される。なお、第
1のSQUID素子10および第2のSQUID素子2
0と、デュワー瓶外に置かれたそれぞれの磁束ロック回
路100および200とを接続するケーブルは、ボビン
23aの内部に設けられる。
D素子10と第2のSQUID素子20は共通の支持体
3に固着されているとともに、この支持体3の両端にそ
れぞれボビン13aおよび23aが同軸状に固着されて
おり、ボビン13aには第1のSQUIDセンサ部1の
ピックアップコイル13が、また、ボビン23aには第
2のSQUIDセンサ部2のピックアップコイル23が
巻かれている。そして、これらは液体ヘリウムを収容し
たデュワー瓶等のクライオスタット内に挿入されて超伝
導動作温度にまで冷却した状態で使用される。なお、第
1のSQUID素子10および第2のSQUID素子2
0と、デュワー瓶外に置かれたそれぞれの磁束ロック回
路100および200とを接続するケーブルは、ボビン
23aの内部に設けられる。
【0018】以上の本発明実施例において、第1のSQ
UIDセンサ部1と第1の磁束ロック回路100からな
る磁束計のキャリブレーションを行う際には、第2の磁
束ロック回路200からフィードバックコイル24に一
定の電流を流す。これにより、第2のSQUIDセンサ
部2における入力コイル22とピックアップコイル23
とからなる超伝導ループに電流が流れ、同時にピックア
ップコイル23から磁場が発生する。この磁場はピック
アップコイル13によって拾われ、第1のSQUIDセ
ンサ部1と磁束ロック回路100からなる磁束計の出力
が得られる。ピックアップ23に対するピックアップコ
イル13の位置は既知であり、また、ピックアップコイ
ル23によって作られる磁場の大きさはフィードバック
コイル24に流す電流の大きさに応じて予め知ることが
できるため、上記の出力によって第1のSQUIDセン
サ部1と磁束ロック回路100からなる磁束計のキャリ
ブレーションを行うことができる。
UIDセンサ部1と第1の磁束ロック回路100からな
る磁束計のキャリブレーションを行う際には、第2の磁
束ロック回路200からフィードバックコイル24に一
定の電流を流す。これにより、第2のSQUIDセンサ
部2における入力コイル22とピックアップコイル23
とからなる超伝導ループに電流が流れ、同時にピックア
ップコイル23から磁場が発生する。この磁場はピック
アップコイル13によって拾われ、第1のSQUIDセ
ンサ部1と磁束ロック回路100からなる磁束計の出力
が得られる。ピックアップ23に対するピックアップコ
イル13の位置は既知であり、また、ピックアップコイ
ル23によって作られる磁場の大きさはフィードバック
コイル24に流す電流の大きさに応じて予め知ることが
できるため、上記の出力によって第1のSQUIDセン
サ部1と磁束ロック回路100からなる磁束計のキャリ
ブレーションを行うことができる。
【0019】また、実際の測定に際しては、ボビン13
a側が被検出体Wに向くように配置するとともに、第2
のSQUIDセンサ部2と磁束ロック回路200のセッ
トを通常の磁束計として動作させる。これにより、第1
のSQUIDセンサ部1と磁束ロック回路100のセッ
トは被検出体Wが作る磁場と、環境磁場等の外来磁気ノ
イズを測定するが、第2のSQUIDセンサ部2と磁束
ロック回路200のセットは外来磁気ノイズのみを測定
することになり、後者の出力を前者の出力から減算する
ことにより、外来磁気ノイズの除去が可能となる。
a側が被検出体Wに向くように配置するとともに、第2
のSQUIDセンサ部2と磁束ロック回路200のセッ
トを通常の磁束計として動作させる。これにより、第1
のSQUIDセンサ部1と磁束ロック回路100のセッ
トは被検出体Wが作る磁場と、環境磁場等の外来磁気ノ
イズを測定するが、第2のSQUIDセンサ部2と磁束
ロック回路200のセットは外来磁気ノイズのみを測定
することになり、後者の出力を前者の出力から減算する
ことにより、外来磁気ノイズの除去が可能となる。
【0020】ここで、図1のように第1および第2のS
QUID素子10および20と、それぞれのピックアッ
プコイル13および23を実質的に同軸上に配置した構
造とすることにより、これらを平行に多数配置すること
で多チャンネル化に際しても省スペース化を達成するこ
とができ、ケーブルのアセンブリも容易となる。
QUID素子10および20と、それぞれのピックアッ
プコイル13および23を実質的に同軸上に配置した構
造とすることにより、これらを平行に多数配置すること
で多チャンネル化に際しても省スペース化を達成するこ
とができ、ケーブルのアセンブリも容易となる。
【0021】なお、第1のSQUIDセンサ部1と磁束
ロック回路100のセット(第1のセット)について
も、第2のSQUIDセンサ部2と磁束ロック回路20
0のセット(第2のセット)と同様に、フィードバック
信号を入力コイル12とピックアップコイル13からな
る超伝導ループに供給する構造とすれば、上記とは逆に
第1のセットのピックアップコイル13で発生する磁場
を第2のセットのピックアップコイル23で検出して第
2のセットによる測定出力を得て、第2のセット側のキ
ャリブレーションをも行うことが可能となる。
ロック回路100のセット(第1のセット)について
も、第2のSQUIDセンサ部2と磁束ロック回路20
0のセット(第2のセット)と同様に、フィードバック
信号を入力コイル12とピックアップコイル13からな
る超伝導ループに供給する構造とすれば、上記とは逆に
第1のセットのピックアップコイル13で発生する磁場
を第2のセットのピックアップコイル23で検出して第
2のセットによる測定出力を得て、第2のセット側のキ
ャリブレーションをも行うことが可能となる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
SQUIDセンサ部とその磁束ロック回路とからなる磁
束計(第1のセット)において、そのSQUIDセンサ
部とは別に、このSQUIDセンサ部に対して所定の位
置に第2のSQUIDセンサ部を設けるとともに、その
第2のSQUIDセンサ部の磁束ロック回路において
は、フィードバックコイルを入力コイルとピックアップ
コイルからなる超伝導ループに結合した構造としている
から、第2のSQUIDセンサ部およびその磁束ロック
回路からなる第2のセット側のフィードバックコイルを
介して同セット側のピックアップコイル〜入力コイルに
所定の電流を流してそのピックアップコイルから磁場を
発生させることで、従来のように特別のコイルを位置決
め配置することなく、容易に第1のセットのキャリブレ
ーションを行うことができる。
SQUIDセンサ部とその磁束ロック回路とからなる磁
束計(第1のセット)において、そのSQUIDセンサ
部とは別に、このSQUIDセンサ部に対して所定の位
置に第2のSQUIDセンサ部を設けるとともに、その
第2のSQUIDセンサ部の磁束ロック回路において
は、フィードバックコイルを入力コイルとピックアップ
コイルからなる超伝導ループに結合した構造としている
から、第2のSQUIDセンサ部およびその磁束ロック
回路からなる第2のセット側のフィードバックコイルを
介して同セット側のピックアップコイル〜入力コイルに
所定の電流を流してそのピックアップコイルから磁場を
発生させることで、従来のように特別のコイルを位置決
め配置することなく、容易に第1のセットのキャリブレ
ーションを行うことができる。
【0023】また、第2のセットも磁束計として動作さ
せた場合には、外来磁気ノイズの測定も可能となり、外
来磁気ノイズの除去も容易に行うことができる。
せた場合には、外来磁気ノイズの測定も可能となり、外
来磁気ノイズの除去も容易に行うことができる。
【図1】本発明実施例のセンサ部の構造を示す正面図
【図2】その第1のSQUIDセンサ部1および磁束ロ
ック回路100の回路構成図
ック回路100の回路構成図
【図3】同じくその第2のSQUIDセンサ部2および
磁束ロック回路200の回路構成図
磁束ロック回路200の回路構成図
【符号の説明】 1 第1のSQUIDセンサ部 10 第1SQUID素子 11 DC−SQUIDリング 12 入力コイル 13 ピックアップコイル 13a ボビン 14 フィードバックコイル 100 第1の磁束ロック回路 2 第2のSQUIDセンサ部 20 第2のSQUID素子 21 DC−SQUIDリング 22 入力コイル 23 ピックアップコイル 23a ボビン 24 フィードバックコイル 3 支持体
Claims (1)
- 【請求項1】 ピックアップコイルで検出した磁束を入
力コイルを介してDC−SQUIDリングに伝達するよ
う構成されたSQUIDセンサ部と、そのSQUIDセ
ンサ部に対してフィードバックコイルを介して信号を帰
還させて駆動する磁束ロック回路を備えてなるDC−S
QUID磁束計において、上記SQUIDセンサ部とは
別に、当該センサ部よりも被検出体から離れた所定位置
に、ピックアップコイル、入力コイルおよびDC−SQ
UIDリングからなる第2のSQUIDセンサ部が設け
られ、かつ、この第2のSQUIDセンサ部を駆動する
ための磁束ロック回路では、フィードバックコイルがピ
ックアップコイルと入力コイルとで形成される超伝導ル
ープに結合されていることを特徴とするDC−SQUI
D磁束計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5061939A JPH06273498A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Dc−squid磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5061939A JPH06273498A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Dc−squid磁束計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06273498A true JPH06273498A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13185662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5061939A Pending JPH06273498A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Dc−squid磁束計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06273498A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105203978A (zh) * | 2014-06-03 | 2015-12-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种squid磁传感器的失锁复位补偿装置及方法 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP5061939A patent/JPH06273498A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105203978A (zh) * | 2014-06-03 | 2015-12-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种squid磁传感器的失锁复位补偿装置及方法 |
CN105203978B (zh) * | 2014-06-03 | 2018-04-03 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种squid磁传感器的失锁复位补偿装置及方法 |
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