JPS58174866A - スクイッド磁束計 - Google Patents
スクイッド磁束計Info
- Publication number
- JPS58174866A JPS58174866A JP57057599A JP5759982A JPS58174866A JP S58174866 A JPS58174866 A JP S58174866A JP 57057599 A JP57057599 A JP 57057599A JP 5759982 A JP5759982 A JP 5759982A JP S58174866 A JPS58174866 A JP S58174866A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- inductance
- magnetic flux
- lock
- magnetometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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】
〔本発明の属する技術分野〕
本発明はスクイラド（５ＱＵＩＤ ）磁束計に関するも
のである。更に詳しくは、本発明は、直流磁界を高感度
で測定することのできるスクイラド磁束計に関するもの
である。
のである。更に詳しくは、本発明は、直流磁界を高感度
で測定することのできるスクイラド磁束計に関するもの
である。
スクイラド磁束計は、ジ田ゼ７ソン接合を有すと
る超伝導リンゴ≧紛共振回路を含んで構成されており、
超伝導リングに加わる外部磁界に対し磁束量子ΦＯ（２
，０７Ｘ ｗ−”％）を周期とした電圧信号を出力する
もので、高感度で磁束測定を行うことができる。
超伝導リングに加わる外部磁界に対し磁束量子ΦＯ（２
，０７Ｘ ｗ−”％）を周期とした電圧信号を出力する
もので、高感度で磁束測定を行うことができる。
ところで、このようなスクイラド磁束計は、磁束の変化
を検出す石ものであって、直流磁界を測定することはで
きない〇 〔本発明の目的〕 本発明は、直流磁界の高感度測定ができる８／Ｎ比の改
善されたスクイラド磁束計を実現しようとするものであ
る。
を検出す石ものであって、直流磁界を測定することはで
きない〇 〔本発明の目的〕 本発明は、直流磁界の高感度測定ができる８／Ｎ比の改
善されたスクイラド磁束計を実現しようとするものであ
る。
本発明は、被測定磁束を検出するピックアップコイル（
検出コイル）の自己インダクタンスを所定周波数で連続
的に変化するか又は、超伝導リングに結合するインプッ
トコイルと並列に可変インダクタンスコイルを接続し、
このコイルのインダクタンスを所定周波数で連続的に可
変にするとともに、スクイラド磁束計の出力信号を所定
周波数によってロックイン検波することによって直流磁
界を精度よく測定するようにしたものである。
検出コイル）の自己インダクタンスを所定周波数で連続
的に変化するか又は、超伝導リングに結合するインプッ
トコイルと並列に可変インダクタンスコイルを接続し、
このコイルのインダクタンスを所定周波数で連続的に可
変にするとともに、スクイラド磁束計の出力信号を所定
周波数によってロックイン検波することによって直流磁
界を精度よく測定するようにしたものである。
第１図は本発明の詳細な説明するための説明図である。
超伝導体でできた自己インダクタンスＬのリング１に、
外部磁束ΦＸが加わると、リング１内の内部磁束Φは、
（１）式で示す通りとなる。
外部磁束ΦＸが加わると、リング１内の内部磁束Φは、
（１）式で示す通りとなる。
Φ−Φｘ−Ｌ・１（１）
ただし、Ｉはリング１に流れる電流
ここで、内部磁束Φは、磁束量子Φ０の整数倍であり、
一定に保たれる。従って、ΦＸが一定（ΦＸ〜０）、す
なわち直流磁束ならば、リング１の自己インダクタンス
Ｌを変えることにより、リング１を流れる電流量を変化
させることができる。
一定に保たれる。従って、ΦＸが一定（ΦＸ〜０）、す
なわち直流磁束ならば、リング１の自己インダクタンス
Ｌを変えることにより、リング１を流れる電流量を変化
させることができる。
第２図は本発明の・一実施例を示す構成接続図である。
図において、１はジ璽ゼフソン接合ＪＣを持つ超伝導リ
ング、２はこの超伝導リング１に結合するインダクタン
スＬ１のインプットコイル、２１．２２は超伝導材料で
できたインプットコイル２の端子、３はインダクタンス
Ｌｐのピックアップコイルで、インプットコイル２とと
もに超伝導閉ループを構成するよう゛に端子２１．２２
１に介して直列に接続されている。４はインプットコイ
ル２と並列接続されるように端子２１．２２に接続され
た可変インダクタこの ンスの超伝導コイル、５はコイル５に近接して設置され
た可動超伝導体、 ５０はこの超伝導体５を例えば石英
で構成される連結棒５１ヲ介して矢印に示すように上下
に変位させる駆動手段、５２は駆動手段５０を介して超
伝導体５を所定周波数ｆで変位させ石発振器である。こ
れらによって、超伝導体５を矢印に示すように上下に所
定周波数ｆで変位させ、コイル４のインダクタンスＬｖ
ｔ一連続的に所定周波数ｆで変化させる。６は超伝導り
／グ１に結合するＬＣ共振回路、７０はこのＬＣ共振回
路からの出力電圧を増幅する増幅器、７１は増幅器７０
からの出力信号を信号処理して測定磁束に関連した信号
を（３） ７を構成している。ここで、超伝導リング１．インプッ
トコイル２．端子２１，２２． ピックアツプコイル
３１コイル４１超伝導体５及びＬＣ共振回路６は、いず
れも例えばクライオスタット８内に収容され、ヘリウム
温度に維持される。また、これらの中でピックアップコ
イル３以外の部分は、外部磁界の影響を受けかいように
超伝導シールドルーム８０内に収容されている。９は信
号処理回路７１の出力信号（スクイラド磁束計の出力信
号）を入力とするロックインアンプで、発振器５２から
の周波数信号ｆを参照信号としており、この周波数ｆで
ロックイン検波を行う。
ング、２はこの超伝導リング１に結合するインダクタン
スＬ１のインプットコイル、２１．２２は超伝導材料で
できたインプットコイル２の端子、３はインダクタンス
Ｌｐのピックアップコイルで、インプットコイル２とと
もに超伝導閉ループを構成するよう゛に端子２１．２２
１に介して直列に接続されている。４はインプットコイ
ル２と並列接続されるように端子２１．２２に接続され
た可変インダクタこの ンスの超伝導コイル、５はコイル５に近接して設置され
た可動超伝導体、 ５０はこの超伝導体５を例えば石英
で構成される連結棒５１ヲ介して矢印に示すように上下
に変位させる駆動手段、５２は駆動手段５０を介して超
伝導体５を所定周波数ｆで変位させ石発振器である。こ
れらによって、超伝導体５を矢印に示すように上下に所
定周波数ｆで変位させ、コイル４のインダクタンスＬｖ
ｔ一連続的に所定周波数ｆで変化させる。６は超伝導り
／グ１に結合するＬＣ共振回路、７０はこのＬＣ共振回
路からの出力電圧を増幅する増幅器、７１は増幅器７０
からの出力信号を信号処理して測定磁束に関連した信号
を（３） ７を構成している。ここで、超伝導リング１．インプッ
トコイル２．端子２１，２２． ピックアツプコイル
３１コイル４１超伝導体５及びＬＣ共振回路６は、いず
れも例えばクライオスタット８内に収容され、ヘリウム
温度に維持される。また、これらの中でピックアップコ
イル３以外の部分は、外部磁界の影響を受けかいように
超伝導シールドルーム８０内に収容されている。９は信
号処理回路７１の出力信号（スクイラド磁束計の出力信
号）を入力とするロックインアンプで、発振器５２から
の周波数信号ｆを参照信号としており、この周波数ｆで
ロックイン検波を行う。
このように構成された装置の動作は次の通りである。
いま、ピックアップコイル５に外部からきた磁束ΦＸが
入ろうとすると、このピックアップコイル３には超伝導
閉ループ（コイル３とコイル２の直列ループ）内の磁束
を一定に保つため、し中へい電流１が流れ、これらは、
（２）式の関係になぁ。
入ろうとすると、このピックアップコイル３には超伝導
閉ループ（コイル３とコイル２の直列ループ）内の磁束
を一定に保つため、し中へい電流１が流れ、これらは、
（２）式の関係になぁ。
（４）
Ｎ・Φｘ −（Ｌｐ＋Ｌｉ’） ・ｉｍ一定
（２）ただし、Ｎ：ピックアップコイル５０巻数Ｌ
ｉ’：端子２１．２２から右側の全インダクタンス（よ
シ線部分のインダクタ ンスは無視する）で、（５）式で表わ される。
（２）ただし、Ｎ：ピックアップコイル５０巻数Ｌ
ｉ’：端子２１．２２から右側の全インダクタンス（よ
シ線部分のインダクタ ンスは無視する）で、（５）式で表わ される。
Ｌｌ・Ｌｖ
””−Ｌｉ＋Ｌｖ （
３）また、このし中へい電流ＩＫよ如、インプットコイ
ル２に流れる電流１□は（４）式で表わされる。
３）また、このし中へい電流ＩＫよ如、インプットコイ
ル２に流れる電流１□は（４）式で表わされる。
Ｌｖ
’ｉ” Ｌｉ＋Ｌｖ ” （
４）従って、（２）式の右辺を零とおいて、（２）式、
（５）式。
４）従って、（２）式の右辺を零とおいて、（２）式、
（５）式。
（４）式から、１１は（５）式の通りとなる。
（５）式ｉ−ら明らかなように、コイル４のインダクタ
ンスＬｖがＯならば１１けＯであり、コイル４のインダ
クタンスＬｖ又はピックアップコイル５のインダクタン
スＬｐを所定周波Ｐ！ｔで連続的に変化させることによ
って、外部からの磁束ΦＸが直流磁界であってもこれを
測定することができる。
ンスＬｖがＯならば１１けＯであり、コイル４のインダ
クタンスＬｖ又はピックアップコイル５のインダクタン
スＬｐを所定周波Ｐ！ｔで連続的に変化させることによ
って、外部からの磁束ΦＸが直流磁界であってもこれを
測定することができる。
第３図は、第２図装ｆＫにおいて、信号処理回路７１の
出力信号波形を示したもので、（イ）は直流磁界Ｈ工が
大きい場合であり、（ロ）は直流磁界Ｈ２が小さい場合
である。信号処理回路７１の出力信号（スクイド磁束計
７の出力信号）は、第３図（イ）に示すように、犬ｌｋ
か直流磁界Ｈ工がある場合、コイル４のインダクタンス
Ｌｖの変化（変化周波数ｆ）とともに大きな変化となる
。即ちコイル４のインダクタンスＬｖの変化は一定でも
、外部直流磁界の大きさに比例してその振幅が変化して
いる。
出力信号波形を示したもので、（イ）は直流磁界Ｈ工が
大きい場合であり、（ロ）は直流磁界Ｈ２が小さい場合
である。信号処理回路７１の出力信号（スクイド磁束計
７の出力信号）は、第３図（イ）に示すように、犬ｌｋ
か直流磁界Ｈ工がある場合、コイル４のインダクタンス
Ｌｖの変化（変化周波数ｆ）とともに大きな変化となる
。即ちコイル４のインダクタンスＬｖの変化は一定でも
、外部直流磁界の大きさに比例してその振幅が変化して
いる。
ロックインアンプ９は、このようなスクイラド磁束ｌｔ
１の出力信号を入力し、これを周波数ｆでロックイン検
波するもので、これによって、Ｓ／Ｎ比が改善された直
流磁界の大きさに関連する信号を出力することができる
。
１の出力信号を入力し、これを周波数ｆでロックイン検
波するもので、これによって、Ｓ／Ｎ比が改善された直
流磁界の大きさに関連する信号を出力することができる
。
なお、上記の実施例では、インプットコイル２と並列に
コイル４を接続し、このコイル４のインダクタンスＬｖ
を連続的に可変にするようにしたものであるが、これに
代えてピックアップコイル５自身の自己インダクタンス
Ｌｐを所定周波数で連続的に可変にするようにしてもよ
い。
コイル４を接続し、このコイル４のインダクタンスＬｖ
を連続的に可変にするようにしたものであるが、これに
代えてピックアップコイル５自身の自己インダクタンス
Ｌｐを所定周波数で連続的に可変にするようにしてもよ
い。
また、上記の実施例では、ピックアップコイル５にワン
ターンコイルを用いたものであるが、１次微分、あるい
は２次微分形のコイルを用込てもよい。また、ここでは
ｒｆスクイッドに適用した場合を想定していゐが、ＤＣ
Ｃスクイラド適用するようにしてもよい。
ターンコイルを用いたものであるが、１次微分、あるい
は２次微分形のコイルを用込てもよい。また、ここでは
ｒｆスクイッドに適用した場合を想定していゐが、ＤＣ
Ｃスクイラド適用するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、ピックアップコ
イル（検出コイル）のインダクタンス又はインプットコ
イルに並列に接続したコイルのインダクタンスを所定周
波数で変えるとともに、スクイラド磁束計の出力を所定
周波数でロックイン検波して得るようにしたもので、簡
便にしかも高感度で直流磁束の絶対値ΦＸを測定するこ
とができる・したがって、ｌｉｉ流電流の測定をも行う
こ七ができる。
イル（検出コイル）のインダクタンス又はインプットコ
イルに並列に接続したコイルのインダクタンスを所定周
波数で変えるとともに、スクイラド磁束計の出力を所定
周波数でロックイン検波して得るようにしたもので、簡
便にしかも高感度で直流磁束の絶対値ΦＸを測定するこ
とができる・したがって、ｌｉｉ流電流の測定をも行う
こ七ができる。
（７）
【図面の簡単な説明】
＠１図は本発明の詳細な説明するための説明図、９Ｊ２
図は本発明の一実施例を示す構成接続図、第３図は本発
明に係る装置の動作を説明するための出力波形図である
。 ・・・ピックアップコイル、４・・・可変インダクタン
ス、５・・・可動超伝導体、５０・・・駆動手段、５２
・・・発振器。 ６・・・ＬＣ共振回路、７・・・スクイラド磁束計、？
・・・ロックインアンプ。 （８） （イ） （ロ） ３９８−
図は本発明の一実施例を示す構成接続図、第３図は本発
明に係る装置の動作を説明するための出力波形図である
。 ・・・ピックアップコイル、４・・・可変インダクタン
ス、５・・・可動超伝導体、５０・・・駆動手段、５２
・・・発振器。 ６・・・ＬＣ共振回路、７・・・スクイラド磁束計、？
・・・ロックインアンプ。 （８） （イ） （ロ） ３９８−
Claims (1)
- （１）被側定磁束を検出するピックアップコイルと、こ
のピックアップコイルに接続されこのコイルとともに超
伝導閉ループを形成するインプットコイルと、このイン
プットコイル（結合する超伝導リングを含んで構成され
るスクイラド磁束計において、前記ピックアップコイル
の自己インダクタンス又は、前記インプットコイルと並
列に接続したコイルのインダクタンスを所定周波数で連
続的に変化させるインダクタンス可変手段を設けるとと
も忙、前記スクイラド磁束計の出力を前記所定周波数で
ロックイン検波するロックインアンプを設けたことを特
徴とするスクイラド磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57057599A JPS58174866A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | スクイッド磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57057599A JPS58174866A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | スクイッド磁束計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58174866A true JPS58174866A (ja) | 1983-10-13 |
| JPH044555B2 JPH044555B2 (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=13060311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57057599A Granted JPS58174866A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | スクイッド磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58174866A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0212452A2 (de) * | 1985-08-20 | 1987-03-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Messvorrichtung mit einem SQUID-Magnetometer |
| US4851776A (en) * | 1986-12-18 | 1989-07-25 | Research Development Corporation | Weak field measuring magnetometer with flux modulated current conducting Josephson junction |
| US5021739A (en) * | 1988-11-02 | 1991-06-04 | Hitachi, Ltd. | Superconductor type radio frequency with adjustable inductance magnetic flux measuring circuit |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP57057599A patent/JPS58174866A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0212452A2 (de) * | 1985-08-20 | 1987-03-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Messvorrichtung mit einem SQUID-Magnetometer |
| US4851776A (en) * | 1986-12-18 | 1989-07-25 | Research Development Corporation | Weak field measuring magnetometer with flux modulated current conducting Josephson junction |
| US5021739A (en) * | 1988-11-02 | 1991-06-04 | Hitachi, Ltd. | Superconductor type radio frequency with adjustable inductance magnetic flux measuring circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH044555B2 (ja) | 1992-01-28 |
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