[发明专利]SQUID磁传感器及最佳工作点锁定方法有效
| 申请号： | 201510225475.5 | 申请日： | 2015-05-05 |
| 公开（公告）号： | CN104808156B | 公开（公告）日： | 2018-02-13 |
| 发明（设计）人： | 王永良;徐小峰;孔祥燕;谢晓明 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 主分类号： | G01R33/035 | 分类号： | G01R33/035 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所(普通合伙)31219 | 代理人： | 余明伟 |
| 地址： | 200050 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | 本发明提供一种SQUID磁传感器及其最佳工作点锁定方法，包括被测磁通信号放大并转换为响应磁通信号的SQUID磁通放大电路；将响应磁通信号线性转换为检测电压信号的SQUID磁通检测电路；根据检测电压信号输出与所述被测磁通信号成比例的响应电压信号，并将响应电压信号转换为磁通信号耦合至SQUID磁通放大电路的第一SQUID磁通锁定环路；控制所述第二SQUID磁通锁定环路稳定在预设工作点上，之后控制信号控制所述第一SQUID磁通锁定环路无冲击锁定的最佳工作点锁定电路。本发明引入了自动锁定电路，能使整个双级SQUID电路锁定在最佳工作点上，且有电路自动完成锁定，无需人为选择工作点和锁定时机，操作简单，使得高性能的双级SQUID磁传感器得以实用化。 | ||
| 搜索关键词： | squid 传感器 最佳 工作 锁定 方法 | ||
【主权项】：
一种SQUID磁传感器，其特征在于，所述SQUID磁传感器至少包括：SQUID磁通放大电路，包括第一级超导量子干涉器及与所述第一级超导量子干涉器相连的放大转换模块，用于将被测磁通信号放大为响应磁通信号；SQUID磁通检测电路，包括与所述SQUID磁通放大电路耦合相连的第二级超导量子干涉器及与所述第二级超导量子干涉器相连的第二SQUID磁通锁定环路，用于将所述响应磁通信号进行线性的磁通‑电压转换，并输出检测电压信号；第一SQUID磁通锁定环路，与所述SQUID磁通检测电路相连，根据所述检测电压信号输出与所述被测磁通信号成比例的响应电压信号，并将所述响应电压信号通过反馈回路转换为磁通信号耦合至所述第一级超导量子干涉器；最佳工作点锁定电路，与所述SQUID磁通检测电路相连，对所述检测电压信号进行检测，并控制所述第二SQUID磁通锁定环路调整在预设工作点上，待所述第二SQUID磁通锁定环路稳定后控制所述第一SQUID磁通锁定环路锁定；包括第一SQUID磁通锁定环路锁定控制电路及第二SQUID磁通锁定环路工作点调控电路，将所述第二SQUID磁通锁定环路的控制信号引入到所述第一SQUID磁通锁定环路锁定控制电路中，联动控制所述第一SQUID磁通锁定环路及所述第二SQUID磁通锁定环路。
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- 荣亮亮;常凯;王永良;王会武;伍俊;蒋坤;谢晓明 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2012-11-01 - 2017-12-29 - G01R33/035
- 一种基于SBC构型的磁通量子计数的磁场直接读出电路，其特征在于SBC芯片（1）、放大器（2）、积分器（3）、反馈电阻（4）和反馈线圈（5）构成磁通锁定环路，磁通计数单元（6）进行逻辑判定、控制波形发生与整形后，通过放电开关对积分器（3）进行复位操作，实现磁通量子计数，磁通计数单元（6）的计数脉冲包括C+和C‑，作为电路输出与积分器输出共同用于波形重构。所述的方法包括（a）利用SBC构型磁通‑电流曲线非对称特性，增加磁通量子计数工作稳定性；（b）基于复位开关控制波形整形实现软开关，消除复位浪涌电流/电压。本发明基于SBC和软开关的读出电路构型简单，参数易调整、抗干扰能力强，适合运动平台下的多通道磁场测量与系统集成。
- 超导量子干涉器磁传感系统-201410073172.1
- 王永良;徐小峰;孔祥燕;谢晓明 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2014-02-28 - 2017-12-05 - G01R33/035
- 本发明提供一种超导量子干涉器磁传感系统，包括包含第一超导量子干涉器件的第一磁传感器，用于实时调整第一超导量子干涉器件的锁定工作点，并在每次锁定后的一个磁通量程范围内感应并输出与外部磁通的变化相对应的第一感应信号；与第一磁传感器处于同一外部磁通环境中的第二磁传感器，用于感应并输出所处磁通环境的中与外部磁通连续变化相对应的第二感应信号；信号补偿处理单元，用于根据第一感应信号和第二感应信号各自所反映的磁通之差，来确定各磁通量程范围内的磁通相对于预设的磁通量程范围的磁通，并根据所得到的各相对磁通来补偿第一感应信号在失锁期间的变化，将经补偿后的第一感应信号予以输出。以实现本发明在长时间里能够连续测得高精度的感应信号。
- 基于多通道的超导量子干涉传感系统-201310440262.5
- 王永良;张树林;孔祥燕;徐小峰;谢晓明 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2013-09-24 - 2017-10-13 - G01R33/035
- 本发明提供一种基于多通道的超导量子干涉传感系统，包括多个超导量子干涉器件；至少一个集成式读出电路结构，其中，所述集成式读出电路结构包括多个读出电路板，用于将所述超导量子干涉器件所提供的感应信号进行放大、反馈处理，并予以输出；将各所述超导量子干涉器件和读出电路板对应相连的第一接口；将各所述读出电路板所处理的感应信号予以输出的第二接口。本发明通过将读出电路板予以高度集成，能够有效减小多通道的超导量子干涉传感系统的体积，更便于携带。
- 用于采用超导量子干涉器件的传感器的调试系统及方法-201310374497.9
- 王永良;常凯;荣亮亮;孔祥燕;徐小峰;谢晓明 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2013-08-23 - 2017-09-26 - G01R33/035
- 本发明提供一种用于采用超导量子干涉器件的传感器的调试系统及方法，至少包括与所述读出电路和超导量子干涉器件连接的数字电压转换器，用于将外接的电源分别转换成超导量子干涉器件的偏置电压和读出电路的偏移电压；与所述读出电路的测试信号输入端、输出端及数字电压转换器相连的调控装置，用于基于所述测试信号输入端所输入的信号的周期，检测所述输出端所输出的具有所述周期的感应信号，并从中确定所述周期内的电压峰峰值和直流偏移电压，基于相邻检测的两个所述电压峰峰值的比较结果来逐步调整所述数字电压转换器所输出的偏置电压，并控制所述数字电压转换器将所输出的偏移电压调整为抵消所确定的偏移电压，实现超导量子干涉器及其读出电路工作参数的自动调试设置。
- 超导量子干涉器磁传感器-201410127223.4
- 王永良;徐小峰;孔祥燕;谢晓明 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2014-03-31 - 2017-09-22 - G01R33/035
- 本发明提供一种超导量子干涉器磁传感器，其包括超导量子干涉器件；与所述超导量子干涉器件相连的前置放大器；与所述前置放大器的输出端相连、且反馈至所述超导量子干涉器件的第一反馈电路；与所述前置放大器的输出端相连的积分器；与所述积分器的输出端相连、且反馈至所述超导量子干涉器件的第二反馈电路。本发明通过在前置放大器后设置第一反馈电路，能够几乎无延时的向SQUID输出反馈磁通，能够在所述积分器进行积分补偿处理期间及时抵消外部磁通的变化，维持工作点稳定，使得本发明的超导量子干涉器磁传感器具有更快的速度响应，有效减少因积分器的延时而造成的失锁。
- 积分电路及所适用的超导量子干涉传感器-201310340677.5
- 王永良;张国峰;徐小峰;孔祥燕;谢晓明 - 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
- 2013-08-06 - 2017-09-01 - G01R33/035
- 本发明提供一种积分电路及所适用的超导量子干涉传感器。根据本发明所述的传感器，在所述积分电路中配置受外部控制信号的选通器，并根据所述控制信号改变所述积分电路，使得所述积分电路能够进行正极性积分、负极性积分、复位和调试中的一种。由此使超导量子干涉器件能够获得最佳工作参数，并灵活选定工作点，简化了现有超导量子干涉传感器读出电路中的积分电路。
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