JPH04340488A - 高感度磁場検出装置 - Google Patents
高感度磁場検出装置Info
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- JPH04340488A JPH04340488A JP11354891A JP11354891A JPH04340488A JP H04340488 A JPH04340488 A JP H04340488A JP 11354891 A JP11354891 A JP 11354891A JP 11354891 A JP11354891 A JP 11354891A JP H04340488 A JPH04340488 A JP H04340488A
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- Japan
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Links
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
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- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- KSQXVLVXUFHGJQ-UHFFFAOYSA-M Sodium ortho-phenylphenate Chemical compound [Na+].[O-]C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 KSQXVLVXUFHGJQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流駆動型超伝導量子
干渉素子（ＤＳ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄ
ｉｖｉｃｅ：以下ＤＣＳＱＵＩＤという）を使用して磁
束を測定する、高感度磁場検出装置に関するものである
。
干渉素子（ＤＳ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄ
ｉｖｉｃｅ：以下ＤＣＳＱＵＩＤという）を使用して磁
束を測定する、高感度磁場検出装置に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の高感度磁場検出装置の構
成を示すブロック図である。発振回路５から出力される
基準信号は、振幅調整回路４１で調整され、第１の電圧
電流変換回路６で電流に変換されモジュレーション信号
としてＤＣ ＳＱＵＩＤ１に加えられる。ＤＣ Ｓ
ＱＵＩＤ１に可変電流源４０から適当なバイアス電流が
供給されているとき、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１に鎖交する
磁束はモジュレーション信号により変調され、変調信号
として検出され、増幅回路２で増幅され、発振回路５か
らの参照信号を用いて位相検波回路３で検波される。こ
の位相検波回路３の出力に応じた検出信号が、積分回路
４から出力され、第２の電圧電流変換回路７で電流に変
換され、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１に鎖交する磁束の変化を
補償するような帰還信号として、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１
に加えられる。そして、この帰還信号あるいは検出信号
を読み出すことによって磁場の測定が行える。微小磁場
の測定は、外乱磁場を除くために磁気シ一ルドされた特
殊な環境の下で行なわれる。従来、以上のような測定を
行なうための可変電流源４０と振幅調整回路４１の調整
は、外乱磁場のある環境で、或は、磁石などの磁性体を
使いＤＣ ＳＱＵＩＤ１にノイズを加えて、増幅回路
２からの、基準信号に同期した出力の振幅や、位相検波
回路３の出力を見ながら、例えば可変抵抗器の様な物を
使い、手動で行なっていた。
成を示すブロック図である。発振回路５から出力される
基準信号は、振幅調整回路４１で調整され、第１の電圧
電流変換回路６で電流に変換されモジュレーション信号
としてＤＣ ＳＱＵＩＤ１に加えられる。ＤＣ Ｓ
ＱＵＩＤ１に可変電流源４０から適当なバイアス電流が
供給されているとき、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１に鎖交する
磁束はモジュレーション信号により変調され、変調信号
として検出され、増幅回路２で増幅され、発振回路５か
らの参照信号を用いて位相検波回路３で検波される。こ
の位相検波回路３の出力に応じた検出信号が、積分回路
４から出力され、第２の電圧電流変換回路７で電流に変
換され、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１に鎖交する磁束の変化を
補償するような帰還信号として、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１
に加えられる。そして、この帰還信号あるいは検出信号
を読み出すことによって磁場の測定が行える。微小磁場
の測定は、外乱磁場を除くために磁気シ一ルドされた特
殊な環境の下で行なわれる。従来、以上のような測定を
行なうための可変電流源４０と振幅調整回路４１の調整
は、外乱磁場のある環境で、或は、磁石などの磁性体を
使いＤＣ ＳＱＵＩＤ１にノイズを加えて、増幅回路
２からの、基準信号に同期した出力の振幅や、位相検波
回路３の出力を見ながら、例えば可変抵抗器の様な物を
使い、手動で行なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の高感度磁場検出
装置では、上記のように、バイアス電流やモジュレーシ
ョン信号の調整を手動で行なうため、調整に必要な機器
類を測定環境に装置を持ち込むか、或は、高感度磁場検
出装置を測定環境の外に出して調整を行なっていた。こ
のため、最適に調整しても、環境を変えて測定するとき
には、最適状態からずれてしまう事があった。また、高
感度磁場検出装置の実用の場面では、一般に、複数の素
子を集め多チャンネル化して、磁場の空間分布を測定す
る。しかし、上記のように手動で調整していたのでは、
チャンネル数が増えるほどに、迅速な測定が困難になる
、という問題があった。
装置では、上記のように、バイアス電流やモジュレーシ
ョン信号の調整を手動で行なうため、調整に必要な機器
類を測定環境に装置を持ち込むか、或は、高感度磁場検
出装置を測定環境の外に出して調整を行なっていた。こ
のため、最適に調整しても、環境を変えて測定するとき
には、最適状態からずれてしまう事があった。また、高
感度磁場検出装置の実用の場面では、一般に、複数の素
子を集め多チャンネル化して、磁場の空間分布を測定す
る。しかし、上記のように手動で調整していたのでは、
チャンネル数が増えるほどに、迅速な測定が困難になる
、という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決するために、高感度磁場検出装置のＦ．Ｌ．Ｌ
．回路装置の一部を構成するバイアス電流回路とモジュ
レーション電流回路にそれぞれ、バイアス信号調整手段
とモジュレーション信号調整手段を設け、このバイアス
信号調整手段とモジュレーション信号調整手段と、ＤＣ
ＳＱＵＩＤからの信号を増幅する増幅回路の出力、
或は、さらに増幅回路の出力を検波する位相検波回路の
出力とに接続する自動調整手段を設けた。
題を解決するために、高感度磁場検出装置のＦ．Ｌ．Ｌ
．回路装置の一部を構成するバイアス電流回路とモジュ
レーション電流回路にそれぞれ、バイアス信号調整手段
とモジュレーション信号調整手段を設け、このバイアス
信号調整手段とモジュレーション信号調整手段と、ＤＣ
ＳＱＵＩＤからの信号を増幅する増幅回路の出力、
或は、さらに増幅回路の出力を検波する位相検波回路の
出力とに接続する自動調整手段を設けた。
【０００５】
【作用】上記のように構成された高感度磁場測定装置に
おいては、増幅回路の出力か位相検波回路の出力を自動
調整手段において評価しながら、バイアス信号調整回路
とモジュレーション信号調整回路を調整し、バイアス信
号やモジュレーション信号の値を変えることができる。
おいては、増幅回路の出力か位相検波回路の出力を自動
調整手段において評価しながら、バイアス信号調整回路
とモジュレーション信号調整回路を調整し、バイアス信
号やモジュレーション信号の値を変えることができる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す、
高感度磁場検出装置の構成のブロック図である。図１に
おいて、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１は帰還変調コイル１０と
ＤＣ ＳＱＵＩＤリング１１で構成され、帰還変調コ
イル１０とＤＣ ＳＱＵＩＤリング１１は磁気的に結
合している。バイアス電流回路８は、第１のＤＣ電源１
２とバイアス信号調整手段３０と第３の電圧電流変換回
路１４で構成され、さらに、バイアス信号調整手段３０
は、第１のＤ／Ａ変換回路１３と第１のスイッチ１５と
第１の可変抵抗１６で構成されている。ＤＣ電源１２と
第１の可変抵抗１６と第１のスイッチ１５は、第１のス
イッチ１５が自動側の時第１のＤＣ電源１２の出力信号
がそのまま第１のスイッチ１５から出力され、第１のス
イッチ１５が手動側の時第１のＤＣ電源１２の出力は第
１の可変抵抗１６で調整されて第１のスイッチ１５から
出力されるように接続している。第１のスイッチ１５の
出力は、第１のＤ／Ａ変換回路１３にＤ／Ａ変換の際の
基準信号として入力するように接続している。第１のＤ
／Ａ変換回路１３のアナログ出力は、第３の電圧電流変
換回路１４で電流に変換されて、バイアス電流としてＤ
Ｃ ＳＱＵＩＤリング１１に供給される。
して説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す、
高感度磁場検出装置の構成のブロック図である。図１に
おいて、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１は帰還変調コイル１０と
ＤＣ ＳＱＵＩＤリング１１で構成され、帰還変調コ
イル１０とＤＣ ＳＱＵＩＤリング１１は磁気的に結
合している。バイアス電流回路８は、第１のＤＣ電源１
２とバイアス信号調整手段３０と第３の電圧電流変換回
路１４で構成され、さらに、バイアス信号調整手段３０
は、第１のＤ／Ａ変換回路１３と第１のスイッチ１５と
第１の可変抵抗１６で構成されている。ＤＣ電源１２と
第１の可変抵抗１６と第１のスイッチ１５は、第１のス
イッチ１５が自動側の時第１のＤＣ電源１２の出力信号
がそのまま第１のスイッチ１５から出力され、第１のス
イッチ１５が手動側の時第１のＤＣ電源１２の出力は第
１の可変抵抗１６で調整されて第１のスイッチ１５から
出力されるように接続している。第１のスイッチ１５の
出力は、第１のＤ／Ａ変換回路１３にＤ／Ａ変換の際の
基準信号として入力するように接続している。第１のＤ
／Ａ変換回路１３のアナログ出力は、第３の電圧電流変
換回路１４で電流に変換されて、バイアス電流としてＤ
Ｃ ＳＱＵＩＤリング１１に供給される。
【０００７】自動調整手段２４は、出力回路２５と入力
回路２６とデータ処理手段２７と制御手段２８とで構成
され、入力回路２６から入力した信号をデータ処理手段
２７で予め決められているプログラムにしたがって処理
し、出力回路２５から出力される。制御手段２８は、出
力回路２５と入力回路２６とデータ処理手段２７とに接
続し、それらの動作を制御する。出力回路２５の出力は
、第１のＤ／Ａ変換回路１３と、モジュレーション電流
回路９の一部を構成する第２のＤ／Ａ変換回路２３のデ
ジタル入力に接続している。増幅回路２は、ＤＣ Ｓ
ＱＵＩＤリング１１に生じる電圧を検出し、増幅して出
力し、その出力は、位相検波回路３と入力回路２６に接
続している。
回路２６とデータ処理手段２７と制御手段２８とで構成
され、入力回路２６から入力した信号をデータ処理手段
２７で予め決められているプログラムにしたがって処理
し、出力回路２５から出力される。制御手段２８は、出
力回路２５と入力回路２６とデータ処理手段２７とに接
続し、それらの動作を制御する。出力回路２５の出力は
、第１のＤ／Ａ変換回路１３と、モジュレーション電流
回路９の一部を構成する第２のＤ／Ａ変換回路２３のデ
ジタル入力に接続している。増幅回路２は、ＤＣ Ｓ
ＱＵＩＤリング１１に生じる電圧を検出し、増幅して出
力し、その出力は、位相検波回路３と入力回路２６に接
続している。
【０００８】モジュレーション電流回路９は、発振回路
５とモジュレーション信号調整手段３１と第１の電圧電
流変換回路６で構成され、さらに、モジュレーション信
号調整手段３１は第２のＤ／Ａ変換回路２３と第３のス
イッチ２２と非反転アンプ１７と反転アンプ１８と第２
のスイッチ２１と第２の可変抵抗２０と第２のＤＣ電源
１９で構成されている。第２のＤＣ電源１９と第２の可
変抵抗２０と第２のスイッチ２１は、第２のスイッチ２
１が自動側の時第２のＤＣ電源１９の出力信号がそのま
ま第２のスイッチ２１から出力され、第２のスイッチ２
１が手動側の時第２のＤＣ電源１９の出力は第２の可変
抵抗２０で調整されて第２のスイッチ２１から出力され
るように接続している。第２のスイッチ２１の出力は、
非反転アンプ１７の入力と反転アンプ１８の入力に接続
している。発振回路５の出力の周波数基準信号は、第３
のスイッチ２２切り替えをコントロールする入力に接続
し、非反転アンプ１７の出力と反転アンプ１８の出力を
、周波数基準信号の周波数で切り換えて、Ｄ／Ａ変換の
際の基準信号として第２のＤ／Ａ変換回路２３に入力す
る。第２のＤ／Ａ変換回路２３のアナログ出力は、第１
の電圧電流変換回路６で電流に変換されて、モジュレー
ション信号として帰還変調コイル１０に入力する。増幅
回路２の出力は、発振回路５からの基準信号を使い位相
検波回路３で検波され、第４のスイッチ２９を通って積
分回路４に入力する。積分回路４の出力は、第２の電圧
電流変換回路７で電流に変換されて、帰還信号として帰
還変調コイル１０に入力する。
５とモジュレーション信号調整手段３１と第１の電圧電
流変換回路６で構成され、さらに、モジュレーション信
号調整手段３１は第２のＤ／Ａ変換回路２３と第３のス
イッチ２２と非反転アンプ１７と反転アンプ１８と第２
のスイッチ２１と第２の可変抵抗２０と第２のＤＣ電源
１９で構成されている。第２のＤＣ電源１９と第２の可
変抵抗２０と第２のスイッチ２１は、第２のスイッチ２
１が自動側の時第２のＤＣ電源１９の出力信号がそのま
ま第２のスイッチ２１から出力され、第２のスイッチ２
１が手動側の時第２のＤＣ電源１９の出力は第２の可変
抵抗２０で調整されて第２のスイッチ２１から出力され
るように接続している。第２のスイッチ２１の出力は、
非反転アンプ１７の入力と反転アンプ１８の入力に接続
している。発振回路５の出力の周波数基準信号は、第３
のスイッチ２２切り替えをコントロールする入力に接続
し、非反転アンプ１７の出力と反転アンプ１８の出力を
、周波数基準信号の周波数で切り換えて、Ｄ／Ａ変換の
際の基準信号として第２のＤ／Ａ変換回路２３に入力す
る。第２のＤ／Ａ変換回路２３のアナログ出力は、第１
の電圧電流変換回路６で電流に変換されて、モジュレー
ション信号として帰還変調コイル１０に入力する。増幅
回路２の出力は、発振回路５からの基準信号を使い位相
検波回路３で検波され、第４のスイッチ２９を通って積
分回路４に入力する。積分回路４の出力は、第２の電圧
電流変換回路７で電流に変換されて、帰還信号として帰
還変調コイル１０に入力する。
【０００９】以上のような構成において、自動調整時の
動作について説明する。増幅回路２の出力は、制御手段
２８からの入力要求信号にしたがって入力回路２６を通
りデータ処理手段２７に入力される。データ処理手段２
７では、制御手段２８からの命令に従って、増幅信号を
解析し、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１の磁場の検出感度が最適
になるように、バイアス信号やモジュレーション信号の
大きさを決めるデジタルコードを、出力回路２５を通し
て、第１のＤ／Ａ変換回路１３と第２のＤ／Ａ変換回路
２３のデジタル入力に供給する。そして、上述したよう
に最適のバイアス信号およびモジュレーション信号を、
ＤＣ ＳＱＵＩＤ１に供給することが可能となる。
動作について説明する。増幅回路２の出力は、制御手段
２８からの入力要求信号にしたがって入力回路２６を通
りデータ処理手段２７に入力される。データ処理手段２
７では、制御手段２８からの命令に従って、増幅信号を
解析し、ＤＣ ＳＱＵＩＤ１の磁場の検出感度が最適
になるように、バイアス信号やモジュレーション信号の
大きさを決めるデジタルコードを、出力回路２５を通し
て、第１のＤ／Ａ変換回路１３と第２のＤ／Ａ変換回路
２３のデジタル入力に供給する。そして、上述したよう
に最適のバイアス信号およびモジュレーション信号を、
ＤＣ ＳＱＵＩＤ１に供給することが可能となる。
【００１０】
【発明の効果】上記のような構成によれば、測定路と同
様の環境で、オシロスコ一プ等の他の測定機器を使用せ
ずに、自動でバイアス信号やモジュレーション信号の調
整を行なうことができる。また、多チャンネル化に際し
ても、調整は容易であり、迅速な測定が行える。
様の環境で、オシロスコ一プ等の他の測定機器を使用せ
ずに、自動でバイアス信号やモジュレーション信号の調
整を行なうことができる。また、多チャンネル化に際し
ても、調整は容易であり、迅速な測定が行える。
【図１】本発明による高感度磁場検出装置の第１の実施
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の高感度磁場検出装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ ＤＣ ＳＱＵＩＤ
２ 増幅回路
３ 位相検波回路
４ 積分回路
５ 発振回路
６ 第１の電圧電流変換回路
７ 第２の電圧電流変換回路
８ バイアス電流回路
９ モジュレーション電流回路
１２ 第１のＤＣ電源
１４ 第３の電圧電流変換回路
２５ 出力回路
２６ 入力回路
２７ データ処理手段
２８ 制御手段
３０ バイアス信号調整手段
Claims (1)
- 【請求項１】 直流駆動型超伝導量子干渉素子（ＤＣ
ＳＱＵＩＤ）と、このＤＣ ＳＱＵＩＤを駆動す
るためのＦ．Ｌ．Ｌ．（Ｆｌｕｘ ＬｏｃｋｅｄＬｏ
ｏｐ）回路装置とからなる高感度磁場検出装置において
、前記Ｆ．Ｌ．Ｌ．回路はＤＣ電源とバイアス信号調整
手段と電圧電流変換回路からなるバイアス電流回路と、
発振回路とモジュレーション信号調整手段と電圧電流変
換回路からなるモジュレーション電流回路と、前記バイ
アス信号調整手段と前記モジュレーション信号調整手段
とに接続する出力回路と、前記ＤＳ ＳＱＵＩＤの出
力を増幅する増幅回路と、前記増幅回路に接続する位相
検波回路と、前記増幅回路の出力信号と前記位相検波回
路の検波信号の、少なくともどちらか一方を入力とする
入力回路と、前記出力回路と前記入力回路に接続するデ
ータ処理手段と、前記データ処理手段と前記出力回路と
前記入力回路に接続する制御手段を有することを特徴と
する高感度磁場検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11354891A JPH04340488A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 高感度磁場検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11354891A JPH04340488A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 高感度磁場検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340488A true JPH04340488A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14615099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11354891A Pending JPH04340488A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 高感度磁場検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04340488A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054262A3 (en) * | 1999-05-13 | 2001-04-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Magnetic field bias adjusting device for a SQUID modulation drive circuit |
| EP1043597A3 (en) * | 1999-04-09 | 2001-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device and method for adjusting the working point of a squid |
| CN104698405A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 读出电路及所适用的双级的超导量子干涉传感器 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP11354891A patent/JPH04340488A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1043597A3 (en) * | 1999-04-09 | 2001-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device and method for adjusting the working point of a squid |
| EP1243937A3 (en) * | 1999-04-09 | 2002-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting magnetic sensor heater |
| EP1243936A3 (en) * | 1999-04-09 | 2002-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Squid Magnetometer |
| US6498483B1 (en) | 1999-04-09 | 2002-12-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device and method for easily adjusting working point of SQUID |
| EP1054262A3 (en) * | 1999-05-13 | 2001-04-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Magnetic field bias adjusting device for a SQUID modulation drive circuit |
| US6388440B1 (en) | 1999-05-13 | 2002-05-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Magnetic field bias adjusting device for SQUID modulation drive circuit achieving easy adjustment |
| CN104698405A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 读出电路及所适用的双级的超导量子干涉传感器 |
| CN104698405B (zh) * | 2013-12-05 | 2017-11-21 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 读出电路及所适用的双级的超导量子干涉传感器 |
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