[發明專利]一種超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置及方法

在審

• 申請號: 201310492622.6
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN104569884A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王永良;張樹林;榮亮亮;孔祥燕;謝曉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 徐秋平

1.一種超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置，其特征在于，所述超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置包括：

信號發生器，產生選定頻率和設定幅度的正弦信號；

線圈，與所述信號發生器相連，在所述正弦信號的驅動下產生幅度恒定的交流磁場；

低溫恒溫器，內置超導量子干涉器件三軸磁強計，用于維持超導量子干涉器件三軸磁強計的工作溫度；

旋轉機構，用于安裝所述線圈和所述低溫恒溫器，使線圈相對于所述超導量子干涉器件三軸磁強計在水平面和垂直平面內以任意角度調節，在所述超導量子干涉器件三軸磁強計周圍產生均勻的幅度恒定的交流磁場；

鎖相放大器，與所述信號發生器相連，在所述正弦信號的參考下將標定過程中所述超導量子干涉器件三軸磁強計響應所述交流磁場的結果檢測出來。

2.根據權利要求1所述的超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置，其特征在于：所述旋轉機構包括：

支架，用于垂直固定所述低溫恒溫器，使位于所述低溫恒溫器內的超導量子干涉器件三軸磁強計靜止；

底座，支撐所述支架；

旋轉盤，套接于所述支架上，在水平面上圍繞所述支架旋轉，同時帶動所述線圈圍繞所述支架在水平面上以任意角度旋轉；

旋轉軸，設置于所述旋轉盤的邊緣，在垂直平面上以任意角度自轉，在水平面上隨旋轉盤以任意角度公轉；所述線圈安裝于所述旋轉軸上，在所述超導量子干涉器件三軸磁強計周圍產生在水平面和垂直平面上以任意角度調節的幅度恒定的交流磁場。

3.根據權利要求2所述的超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置，其特征在于：所述線圈包括第一側面線圈、第二側面線圈和連接桿；所述連接桿內置有連接線，所述連接線的一端與所述第一側面線圈電連通，另一端與所述第二側面線圈電連通；所述連接桿的中心固定于所述旋轉軸上；所述第一側面線圈和第二側面線圈為亥姆霍茲線圈。

4.根據權利要求3所述的超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置，其特征在于：所述支架包括上支架和下支架，所述上支架和下支架的連接部分易組合且易拆開；所述底座為一字型結構，一字型結構的底座從所述下支架的底部支撐所述支架；所述線圈中的連接桿的長度大于所述上支架的高度；當所述下支架穿過所述第一側面線圈或第二側面線圈與所述上支架相連時，所述線圈實現旋轉角度為180度的設置。

5.根據權利要求3所述的超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置，其特征在于：所述底座與支架分離組裝，底座與支架的連接部分易組合且易拆開；所述底座為倒T型結構，倒T型結構的底座設置于所述支架的底部，從支架底部支撐所述支架；所述線圈中的連接桿的長度大于所述支架的高度；當所述倒T型結構的底座穿過所述第一側面線圈或第二側面線圈的中間部分與所述支架連接時，所述線圈實現旋轉角度為180度的設置；當所述倒T型結構的底座替換為倒∏型結構的底座時，所述倒∏型底座設置于所述支架的底部或兩側，從支架的底部支撐所述支架或從支架的側面支撐所述支架。

6.根據權利要求1所述的超導量子干涉器件三軸磁強計的標定裝置，其特征在于：所述旋轉機構包括：

固定機架，包括設置在水平面上的圓形導軌、沿所述圓形導軌滑動的固定模塊和支撐固定所述圓形導軌的臂桿；所述固定模塊固定所述低溫恒溫器，且帶動所述低溫恒溫器在水平面上以任意角度旋轉；

旋轉軸承，設置于所述臂桿上，在垂直平面上以任意角度自轉；所述線圈安裝于所述旋轉軸承上，且在旋轉軸承的自轉帶動下在垂直平面上以所述超導量子干涉器件三軸磁強計為中心以任意角度旋轉；所述線圈為亥姆霍茲線圈。

7.一種超導量子干涉器件三軸磁強計的標定方法，其特征在于，所述標定方法包括：

利用一信號發生器產生選定頻率和設定幅度的正弦信號；

利用所述正弦信號驅動一線圈產生幅度恒定的交流磁場；

利用一低溫恒溫器內置超導量子干涉器件三軸磁強計來維持超導量子干涉器件三軸磁強計的工作溫度；

利用一旋轉機構安裝所述線圈和所述低溫恒溫器，使線圈相對于所述超導量子干涉器件三軸磁強計在水平面和垂直平面內以任意角度調節，在所述超導量子干涉器件三軸磁強計周圍產生均勻的幅度恒定的交流磁場；

以所述正弦信號為考，利用一與所述信號發生器相連的鎖相放大器將標定過程中所述超導量子干涉器件三軸磁強計響應所述交流磁場的結果檢測出來。