JP3206202B2

JP3206202B2 - SQUID magnetic flux measuring device

Info

Publication number: JP3206202B2
Application number: JP08366693A
Authority: JP
Inventors: 精一郎宮原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH06294852A

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はＳＱＵＩＤ磁束計測装
置に関し、さらに詳細にいえば、ＳＱＵＩＤ素子に対し
て少なくとも磁束ロックループ回路が接続されてなるＳ
ＱＵＩＤ磁束計測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a SQUID magnetic flux measuring device, and more particularly, to an SQUID element in which at least a magnetic flux lock loop circuit is connected to a SQUID element.
The present invention relates to a QUID magnetic flux measuring device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から磁束検出感度が著しく高いとい
う特質に着目して、生態磁場計測に代表される微弱磁場
の計測を行なう場合には、一般的にＳＱＵＩＤ磁束計測
装置が採用されている。また、ＳＱＵＩＤ素子には、１
つのジョセフソン接合が超伝導ループに設けられたｒｆ
−ＳＱＵＩＤと、１対のジョセフソン接合が超伝導ルー
プに設けられたｄｃ−ＳＱＵＩＤとがあるが、近年の薄
膜技術の進歩に伴なって特性が揃った１対のジョセフソ
ン接合の形成が可能になったこと、および原理的に磁束
検出感度が高いこと等を考慮して、殆どの分野において
ｄｃ−ＳＱＵＩＤが採用されるに至っている。2. Description of the Related Art Conventionally, when measuring a weak magnetic field typified by ecological magnetic field measurement by paying attention to the characteristic that magnetic flux detection sensitivity is extremely high, an SQUID magnetic flux measuring device is generally employed. The SQUID element has 1
Rf with two Josephson junctions in the superconducting loop
There are -SQUIDs and dc-SQUIDs in which a pair of Josephson junctions are provided in a superconducting loop. However, with the recent advances in thin film technology, it is possible to form a pair of Josephson junctions with uniform characteristics. Dc-SQUID has been adopted in almost all fields in consideration of the fact that the magnetic flux detection sensitivity is high in principle.

【０００３】図１０は従来のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の
構成を示す概略図であり、１対のジョセフソン接合９２
が設けられた超伝導ループ９１に対して定電流源９３に
よりバイアス電流を供給している。そして、超伝導ルー
プ９１からの出力信号を差動増幅器９４に供給し、差動
増幅器９４からの出力信号をさらに増幅器９５により増
幅して、変調信号源９６から出力される矩形波信号に基
づいて復調器９７により復調を行ない、復調信号を積分
器９８に供給している。また、積分器９８からの出力信
号を上記矩形波信号に基づいて変調器９９により変調
し、変調信号をフィードバックコイル１００に供給する
ことにより、超伝導ループ９１に補償用磁束を導いてい
る。尚、１０１はインプットコイルである。上記増幅器
９５、変調信号源９６、復調器９７、積分器９８および
変調器９９で磁束ロックループ回路（以下、ＦＬＬ回路
と略称する）を構成しており、一般にバッテリ（図示せ
ず）によりＦＬＬ回路に対する電源電圧の供給を行なっ
ている。FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional SQUID magnetic flux measuring device, and shows a pair of Josephson junctions 92.
Are supplied with a bias current from a constant current source 93 to the superconducting loop 91 provided with. Then, the output signal from the superconducting loop 91 is supplied to the differential amplifier 94, and the output signal from the differential amplifier 94 is further amplified by the amplifier 95, based on the rectangular wave signal output from the modulation signal source 96. Demodulation is performed by a demodulator 97, and a demodulated signal is supplied to an integrator 98. Further, the output signal from the integrator 98 is modulated by the modulator 99 based on the rectangular wave signal, and the modulated signal is supplied to the feedback coil 100, thereby guiding the compensating magnetic flux to the superconducting loop 91. Incidentally, 101 is an input coil. The amplifier 95, the modulation signal source 96, the demodulator 97, the integrator 98, and the modulator 99 constitute a magnetic flux lock loop circuit (hereinafter, abbreviated as FLL circuit), and the FLL circuit generally includes a battery (not shown). Is supplied to the power supply.

【０００４】したがって、図示しないピックアップコイ
ルと接続されたインプットコイル１０１により外部磁束
に比例する磁束が超伝導ループ９１に導かれた場合に
は、超伝導ループ９１からの出力信号が差動増幅器９４
により増幅され、ＦＬＬ回路に供給される。そして、Ｆ
ＬＬ回路からの積分出力信号を矩形波信号で変調してフ
ィードバックコイル１００に供給することにより、ＳＱ
ＵＩＤループ９１に導入される磁束の変動を補償すべく
補償用磁束を発生させることにより、ＳＱＵＩＤ素子の
動作点を一定に保持する。この結果、磁束に対応して超
伝導ループ９１からの出力が周期的に変動するにも拘ら
ず、動作点を一定に保持し、動作点からのずれ量を積分
器９８により検出して、磁束を一意に検出できるように
している。Therefore, when a magnetic flux proportional to the external magnetic flux is guided to the superconducting loop 91 by the input coil 101 connected to a pickup coil (not shown), an output signal from the superconducting loop 91 is output to the differential amplifier 94.
And supplied to the FLL circuit. And F
By modulating the integrated output signal from the LL circuit with a rectangular wave signal and supplying it to the feedback coil 100, the SQ
By generating a compensating magnetic flux to compensate for the fluctuation of the magnetic flux introduced into the UID loop 91, the operating point of the SQUID element is kept constant. As a result, despite the fact that the output from the superconducting loop 91 periodically fluctuates in response to the magnetic flux, the operating point is kept constant, and the amount of deviation from the operating point is detected by the integrator 98. Is uniquely detected.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、電源スイッチ
を操作してＦＬＬ回路等にバッテリによる電源電圧の印
加を行なうと、ＳＱＵＩＤのインピーダンスが低いこと
に起因してＳＱＵＩＤに非対称な（スパイク状の）高周
波電流が流れ、この高周波電流に起因してジョセフソン
接合への電子のトラップ等が生じ、ひいてはＳＱＵＩＤ
の特性が変化してしまうという不都合がある。However, when a power supply switch is operated to apply a power supply voltage to a FLL circuit or the like by a battery, the SQUID is asymmetric (spike-like) due to the low impedance of the SQUID. A high-frequency current flows, and the trapping of electrons to the Josephson junction occurs due to the high-frequency current, and the SQUID
However, there is an inconvenience that the characteristics change.

【０００６】また、ＦＬＬ回路の変調信号として矩形波
を採用しているのであるから、高調波成分を多く含んで
いるとともに、変調信号の変化が急峻であり、この高調
波成分に起因してジョセフソン接合への電子のトラップ
等が生じ、ひいてはＳＱＵＩＤの特性が変化してしまう
という不都合がある。具体的には、例えば、スイッチン
グノイズにより臨界電流Ｉｃが減少し、ヒステリシスが
生じ、ＳＱＵＩＤ特有のΦ／Ｖ特性が得られなくなって
しまう等の不都合が発生する。Further, since a square wave is employed as a modulation signal of the FLL circuit, the modulation signal contains a large amount of harmonic components, and the modulation signal changes sharply. There is an inconvenience that the trapping of electrons into the Son junction occurs and the characteristics of the SQUID change. Specifically, for example, the switching current causes a decrease in the critical current Ic, a hysteresis occurs, and an inconvenience such that the Φ / V characteristic peculiar to the SQUID cannot be obtained.

【０００７】また、上述のように特性の変化が発生して
も、ＳＱＵＩＤを液体ヘリウム等により冷却する場合に
は、ＳＱＵＩＤを液体ヘリウムから僅かに引き上げた後
に再び液体ヘリウム等に浸漬することにより、変化前の
特性に回復させることが可能である。また、ＳＱＵＩＤ
を超伝導転移温度以下に冷却する前にＦＬＬ回路等に対
する電源電圧の印加を行なっておき、この状態で超伝導
転移温度以下に冷却すれば、電源スイッチ操作の影響を
受けることなくＳＱＵＩＤ磁束計測装置を動作させるこ
とができ、特性の変化を未然に防止できる。したがっ
て、上述の特性の変化は余り問題にはならない。[0007] Even when the SQUID is cooled by liquid helium or the like even if the characteristics change as described above, the SQUID is slightly pulled up from the liquid helium and then immersed in the liquid helium again. It is possible to restore the characteristics before the change. Also, SQUID
A power supply voltage is applied to a FLL circuit or the like before cooling to below the superconducting transition temperature, and if it is cooled to below the superconducting transition temperature in this state, the SQUID magnetic flux measuring device is not affected by the operation of the power switch. Can be operated, and a change in characteristics can be prevented. Therefore, the change in the characteristics described above does not cause much problem.

【０００８】しかし、ＳＱＵＩＤを極低温冷凍機により
冷却する場合には、液体ヘリウム等を用いる場合と比較
して、超伝導転移温度以下に冷却するための所要時間が
著しく長くなるので、スイッチングに起因してＳＱＵＩ
Ｄの特性が変化した場合であっても、通常伝導状態に転
移させた後に再び超伝導状態に転移させることは、実験
室等での使用であれば可能であっても、医療現場向けの
生態磁場計測等での使用は到底不可能である。また、電
源スイッチの操作を行なった後に超伝導転移温度以下に
冷却する場合には、ＳＱＵＩＤ本来の熱容量のみなら
ず、通電に起因する発熱をも考慮した熱容量に対する十
分な冷却能力が極低温冷凍機に要求されることになり、
冷却設備が大容量化するとともに大型化するので、非実
験室での使用に大きな制約を与えることになってしま
う。逆に、冷却設備の容量を増大させなければ、必然的
に冷却所要時間が長くなってしまう。したがって、スイ
ッチングに起因してＳＱＵＩＤの特性が変化した場合で
あっても、変化した後の特性のままで測定を行なわざる
を得ず、ＳＱＵＩＤ本来の高い磁束検出感度を得ること
ができなくなってしまう。However, when the SQUID is cooled by a cryogenic refrigerator, the time required for cooling to a temperature lower than the superconducting transition temperature becomes significantly longer than when liquid helium or the like is used. And SQUI
Even if the properties of D change, it is possible to make the transition to the superconducting state after the transition to the normal conducting state, even if it is possible to use it in a laboratory, etc. Use in magnetic field measurement and the like is impossible at all. In addition, in the case of cooling below the superconducting transition temperature after the operation of the power switch, the cryogenic refrigerator has a sufficient cooling capacity not only for the SQUID's original heat capacity but also for the heat capacity taking into account heat generation due to energization. Will be required to
As the capacity of the cooling equipment increases with the capacity, the use in a non-laboratory is greatly restricted. Conversely, unless the capacity of the cooling equipment is increased, the required cooling time will inevitably increase. Therefore, even when the characteristics of the SQUID change due to switching, measurement must be performed with the characteristics after the change, and it becomes impossible to obtain the original high magnetic flux detection sensitivity of the SQUID. .

【０００９】以上には、電源スイッチの操作に伴なう不
都合を詳細に説明したが、ＦＬＬ回路の変調信号として
採用されている矩形波信号も変化が急峻であるととも
に、高調波成分を多く含んでいるのであるから、矩形波
信号によっても同様の不都合が発生する。また、ＦＬＬ
回路を自動制御化するような場合には、外部指令に基づ
いて電子回路内部におけるスイッチングを行なわせる必
要が生じることになり、このようなスイッチングによっ
ても同様の不都合が発生する。Although the inconvenience associated with the operation of the power switch has been described in detail above, the rectangular wave signal employed as the modulation signal of the FLL circuit also has a steep change and contains many harmonic components. Therefore, a similar inconvenience occurs even with a rectangular wave signal. Also, FLL
In the case where the circuit is automatically controlled, it is necessary to perform switching inside the electronic circuit based on an external command, and such switching causes the same inconvenience.

【００１０】[0010]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、電源スイッチ操作に起因するＳＱＵＩＤ
の特性変化を未然に防止できるＳＱＵＩＤ磁束計測装置
を提供することを第１の目的とし、ＦＬＬ回路の変調信
号に起因するＳＱＵＩＤの特性変化を未然に防止できる
ＳＱＵＩＤ磁束計測装置を提供することを第２の目的と
している。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has been developed in consideration of the SQUID caused by power switch operation.
It is a first object of the present invention to provide a SQUID magnetic flux measuring device capable of preventing the characteristic change of the SQUID beforehand, and to provide a SQUID magnetic flux measuring device capable of preventing the characteristic change of the SQUID caused by the modulation signal of the FLL circuit beforehand. It has two purposes.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための、請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計測装置は、ＳＱ
ＵＩＤ素子からの出力信号に基づいて所定の処理を行な
う電子回路と電子回路用電源との間に、立上げ時に電子
回路に対する印加電圧を徐々に増加させる印加電圧制御
手段を含んでいる。In order to achieve the first object, the SQUID magnetic flux measuring device according to the first aspect has an
Applied voltage control means for gradually increasing the applied voltage to the electronic circuit at the time of start-up is included between an electronic circuit that performs predetermined processing based on an output signal from the UID element and an electronic circuit power supply.

【００１２】請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計測装置は、超
伝導転移温度以下に冷却される第１構成要素と、これら
の第１構成要素に対して電気的に接続され、かつ超伝導
転移温度より高い温度雰囲気中に配置される第２構成要
素との間に、第２構成要素に含まれるスイッチによるス
イッチング後において残余の第２構成要素が安定するま
での期間は第１構成要素と第２構成要素との間を絶縁状
態に制御し、第２構成要素に含まれるスイッチによるス
イッチング後において残余の第２構成要素が安定した後
は第１構成要素と第２構成要素との間を短絡状態に制御
する絶縁・短絡制御手段を介在させてある。上記第２の
目的を達成するための、請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計測
装置は、磁束ロックループ回路の変調信号源として正弦
波を出力するものを採用するとともに、磁束ロックルー
プ回路の、ＳＱＵＩＤ素子からの信号を入力する入力
側、およびＳＱＵＩＤ素子に対して信号を出力する出力
側にローパスフィルタを介挿してある。According to a second aspect of the present invention, there is provided a SQUID magnetic flux measuring device, wherein the first component is cooled to a temperature lower than the superconducting transition temperature, and is electrically connected to the first component and is higher than the superconducting transition temperature. The first component and the second component are in a period until the remaining second component is stabilized after switching by the switch included in the second component between the second component disposed in the temperature atmosphere and the second component. Are controlled to be insulated from each other, and after the remaining second component is stabilized after switching by the switch included in the second component, the first component and the second component are controlled to be in a short-circuit state. Insulation / short-circuit control means. In order to achieve the second object, the SQUID magnetic flux measuring device according to claim 3 employs a device that outputs a sine wave as a modulation signal source of the magnetic flux lock loop circuit, and uses a SQUID element of the magnetic flux lock loop circuit. , And a low-pass filter is inserted on the output side for outputting a signal to the SQUID element.

【００１３】[0013]

【作用】請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計測装置であれば、
ＳＱＵＩＤ素子を超伝導転移温度以下に冷却し、磁束ロ
ックループ回路によりＳＱＵＩＤに導入される磁束を一
定値に保持し続けることにより磁束計測を行なうべく電
源スイッチを操作して電源電圧を印加する場合に、印加
電圧制御手段により、立上げ時に電子回路に対する印加
電圧を徐々に増加させるのであるから、非対称な高調波
成分を大幅に低減でき、非対称な高調波成分に起因する
ＳＱＵＩＤの特性の変化を未然に防止できる。したがっ
て、極低温冷凍機によりＳＱＵＩＤを超伝導転移温度以
下に冷却するＳＱＵＩＤ磁束計測装置であっても、超伝
導転移温度以下に冷却した後に電源スイッチを操作する
ことができ、しかも電源スイッチの操作に伴なうＳＱＵ
ＩＤの特性変化を防止でき、ひいては高感度の磁束計測
を達成できる。According to the SQUID magnetic flux measuring device of the first aspect,
When applying the power supply voltage by operating the power switch to perform the magnetic flux measurement by cooling the SQUID element below the superconducting transition temperature and keeping the magnetic flux introduced into the SQUID by the magnetic flux lock loop circuit at a constant value Since the applied voltage to the electronic circuit is gradually increased at the time of start-up by the applied voltage control means, the asymmetrical harmonic component can be greatly reduced, and the change of the SQUID characteristic caused by the asymmetrical harmonic component can be prevented. Can be prevented. Therefore, even with a SQUID magnetic flux measuring device that cools a SQUID to a temperature lower than the superconducting transition temperature by a cryogenic refrigerator, the power switch can be operated after the SQUID has been cooled to a temperature lower than the superconducting transition temperature. Accompanied SKU
A change in the characteristics of the ID can be prevented, and high-sensitivity magnetic flux measurement can be achieved.

【００１４】請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計測措置であれ
ば、超伝導転移温度以下に冷却し、磁束ロックループ回
路によりＳＱＵＩＤに導入される磁束を一定値に保持し
続けることにより磁束計測を行なうべく電源スイッチを
操作して電源電圧を印加する場合に、絶縁・短絡制御手
段により第１構成要素と第２構成要素との間を絶縁状態
に制御しておけばよく、スイッチングに起因する雑音電
流が第１構成要素側に流れ込むことを確実に防止でき、
ひいてはＳＱＵＩＤの特性の変化を未然に防止できる。
したがって、極低温冷凍機によりＳＱＵＩＤを超伝導転
移温度以下に冷却するＳＱＵＩＤ磁束計測装置であって
も、超伝導転移温度以下に冷却した後に電源スイッチ等
を操作することができ、しかも電源スイッチ等の操作に
伴なうＳＱＵＩＤの特性変化を防止でき、ひいては高感
度の磁束計測を達成できる。In the case of the SQUID magnetic flux measuring device according to the second aspect, the power supply is cooled to a temperature lower than the superconducting transition temperature, and the magnetic flux introduced into the SQUID by the magnetic flux lock loop circuit is kept at a constant value to measure the magnetic flux. When the power supply voltage is applied by operating the switch, the insulation between the first component and the second component may be controlled to be in an insulated state by the insulation / short-circuit control means. It can be reliably prevented from flowing into one component side,
As a result, a change in the characteristics of the SQUID can be prevented.
Therefore, even in a SQUID magnetic flux measuring device that cools a SQUID to a superconducting transition temperature or lower by a cryogenic refrigerator, a power switch or the like can be operated after the SQUID is cooled to a superconducting transition temperature or lower. It is possible to prevent a change in SQUID characteristics due to an operation, and to achieve high-sensitivity magnetic flux measurement.

【００１５】請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計測装置であれ
ば、ＳＱＵＩＤ素子を超伝導転移温度以下に冷却し、磁
束ロックループ回路によりＳＱＵＩＤに導入される磁束
を一定値に保持し続けることにより磁束計測を行なう場
合に、磁束ロックループ回路の変調信号源が正弦波を出
力するのであるから、高調波成分を含まない関係上、Ｓ
ＱＵＩＤ素子と磁束ロックループ回路との間にローパス
フィルタを介挿しても信号波形の乱れを未然に防止する
ことができ、しかも、磁束ロックループ回路側からＳＱ
ＵＩＤに流入する高調波ノイズを効果的に遮断できる。
したがって、高調波ノイズに起因するＳＱＵＩＤの特性
変化を防止でき、ひいては高感度の磁束計測を達成でき
る。According to the SQUID magnetic flux measuring device of the present invention, the SQUID element is cooled to a temperature lower than the superconducting transition temperature, and the magnetic flux introduced into the SQUID by the magnetic flux lock loop circuit is kept at a constant value to measure the magnetic flux. Since the modulation signal source of the magnetic flux lock loop circuit outputs a sine wave when performing this operation, S
Even if a low-pass filter is interposed between the QUID element and the magnetic flux lock loop circuit, disturbance of the signal waveform can be prevented beforehand.
Harmonic noise flowing into the UID can be effectively blocked.
Therefore, it is possible to prevent a change in the characteristics of the SQUID due to harmonic noise, and to achieve high-sensitivity magnetic flux measurement.

【００１６】[0016]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の
一実施例を示す概略図であり、１対のジョセフソン接合
２を有する超伝導リング１に近接させてインプットコイ
ル３およびフィードバックコイル４を配置してある。そ
して、超伝導リング１からの出力信号をＦＬＬ回路５に
供給し、ＦＬＬ回路５からのフィードバック信号をフィ
ードバックコイル４に供給している。また、バッテリ６
の端子間電圧を印加電圧制御回路７および電源スイッチ
８を介してＦＬＬ回路５に動作電圧として印加してい
る。尚、印加電圧制御回路７は、ＦＬＬ回路５に印加さ
れる動作電圧を徐々に増加させるものである。また、上
記超伝導リング１、インプットコイル３およびフィード
バックコイル４が極低温ケーシング９内に収容されてお
り、図示しない極低温冷凍機により超伝導転移温度以下
に冷却される。尚、１０は超伝導リング１にバイアス電
流を供給するためのバイアス電流源である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a SQUID magnetic flux measuring apparatus according to the present invention, in which an input coil 3 and a feedback coil 4 are arranged close to a superconducting ring 1 having a pair of Josephson junctions 2. . Then, an output signal from the superconducting ring 1 is supplied to the FLL circuit 5, and a feedback signal from the FLL circuit 5 is supplied to the feedback coil 4. The battery 6
Is applied as an operating voltage to the FLL circuit 5 via the applied voltage control circuit 7 and the power switch 8. Note that the applied voltage control circuit 7 gradually increases the operating voltage applied to the FLL circuit 5. The superconducting ring 1, the input coil 3 and the feedback coil 4 are accommodated in a cryogenic casing 9 and are cooled to a superconducting transition temperature or lower by a cryogenic refrigerator (not shown). Reference numeral 10 denotes a bias current source for supplying a bias current to the superconducting ring 1.

【００１７】上記の構成のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の作
用は次のとおりである。先ず、電源スイッチ８をＯＦＦ
にした状態で極低温冷凍機を動作させることにより超伝
導リング１、インプットコイル３およびフィードバック
コイル４を超伝導転移温度以下に冷却する。次いで、電
源スイッチ８をＯＮ状態にしてＦＬＬ回路５に動作電圧
を印加して磁束計測可能な状態にする。この場合に、バ
ッテリ６の端子間電圧は印加電圧制御回路７を通してＦ
ＬＬ回路５に印加されるのであるから、ＦＬＬ回路５に
対する印加電圧が急峻に立上ることはなく、非対称な高
調波電流を大幅に低減できるので、非対称な高調波電流
に起因するＳＱＵＩＤの特性の変化を未然に防止でき
る。The operation of the SQUID magnetic flux measuring device having the above configuration is as follows. First, turn off the power switch 8
By operating the cryogenic refrigerator in this state, the superconducting ring 1, the input coil 3 and the feedback coil 4 are cooled below the superconducting transition temperature. Next, the power switch 8 is turned on to apply an operating voltage to the FLL circuit 5 so that the magnetic flux can be measured. In this case, the voltage between the terminals of the battery 6 is
Since the voltage is applied to the LL circuit 5, the voltage applied to the FLL circuit 5 does not rise sharply, and the asymmetric harmonic current can be greatly reduced. Changes can be prevented before they occur.

【００１８】したがって、その後、インプットコイル３
により超伝導リング１に導かれる磁束の変動を補償すべ
くＦＬＬ回路５からのフィードバック電流をフィードバ
ックコイル４に供給して補償用磁束を超伝導リング１に
導くことにより、高感度の磁束計測を達成できる。図２
は印加電圧制御回路７の具体的構成例を示す電気回路図
であり、バッテリ６の端子間電圧を安定化するレギュレ
ータ７ａの出力端子に、抵抗７ｂおよびコンデンサ７ｃ
を直列接続してなる時定数回路７ｄを接続している。し
たがって、ＦＬＬ回路５に印加される動作電圧は時定数
回路７ｄの時定数に基づいて徐々に増加し、非対称に高
調波電流を大幅に低減できる。また、上記時定数回路７
ｄの時定数としては、チャタリングを解消できる時定数
が１００ｍｓｅｃであることを考慮すれば、数百ｍｓｅ
ｃに設定することが好ましい。Therefore, after that, the input coil 3
A high-sensitivity magnetic flux measurement is achieved by supplying the feedback current from the FLL circuit 5 to the feedback coil 4 and guiding the compensating magnetic flux to the superconducting ring 1 in order to compensate for the fluctuation of the magnetic flux guided to the superconducting ring 1 it can. FIG.
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a specific configuration example of the applied voltage control circuit 7. A resistor 7 b and a capacitor 7 c are connected to an output terminal of a regulator 7 a for stabilizing a voltage between terminals of the battery 6.
Are connected in series to a time constant circuit 7d. Accordingly, the operating voltage applied to the FLL circuit 5 gradually increases based on the time constant of the time constant circuit 7d, and the harmonic current can be greatly reduced asymmetrically. The time constant circuit 7
Considering that the time constant that can eliminate chattering is 100 msec, the time constant of d is several hundred msec.
It is preferable to set c.

【００１９】図３は電源スイッチ８を閉成する前のＩ／
Ｖ特性｛図３（Ａ）参照｝およびΦ／Ｖ特性｛図３
（Ｂ）参照｝の一例を示す図、図４は電源スイッチ８を
閉成した後のＩ／Ｖ特性｛図４（Ａ）参照｝およびΦ／
Ｖ特性｛図４（Ｂ）参照｝の一例を示す図であり、電源
スイッチ８の操作に伴なう特性の変化が生じないことが
分る。FIG. 3 shows I / O before the power switch 8 is closed.
V characteristic {see FIG. 3 (A)} and Φ / V characteristic {FIG.
FIG. 4 shows an example of the I / V characteristic after the power switch 8 is closed {see FIG. 4 (A)} and Φ /
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a V characteristic {see FIG. 4 (B)}, and it can be seen that the characteristic does not change with the operation of the power switch 8.

【００２０】[0020]

【実施例２】図５はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置
の他の実施例を示す概略図であり、１対のジョセフソン
接合１２を有する超伝導リング１１に近接させてインプ
ットコイル１３およびフィードバックコイル１４を配置
してある。そして、超伝導リング１１からの出力信号を
差動増幅器１５およびローパスフィルタ１６を介してＦ
ＬＬ回路１７に供給し、ＦＬＬ回路１７からのフィード
バック信号をローパスフィルタ１８を介してフィードバ
ックコイル１４に供給している。そして、バイアス電流
源１９により超伝導リング１１にバイアス電流を供給し
ている。Embodiment 2 FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the SQUID magnetic flux measuring apparatus according to the present invention, in which an input coil 13 and a feedback coil are arranged close to a superconducting ring 11 having a pair of Josephson junctions 12. 14 are arranged. Then, the output signal from the superconducting ring 11 is supplied to a differential amplifier 15 and a low-pass
The feedback signal is supplied to the LL circuit 17, and the feedback signal from the FLL circuit 17 is supplied to the feedback coil 14 via the low-pass filter 18. The bias current source 19 supplies a bias current to the superconducting ring 11.

【００２１】上記ＦＬＬ回路１７は、正弦波信号を変調
用信号として出力する変調信号源１７ａと、超伝導リン
グ１１からの出力信号が差動増幅器１５およびローパス
フィルタ１６を介して供給される増幅器１７ｂと、変調
信号源１７ａから出力される変調用信号としての正弦波
信号に基づいて増幅器１７ｂからの出力信号を復調する
復調器１７ｃと、復調信号を入力とする積分器１７ｄ
と、変調信号源１７ａから出力される変調用信号として
の正弦波信号に基づいて積分器１７ｄからの積分出力の
反転信号を変調する変調器１７ｅとを有している。The FLL circuit 17 includes a modulation signal source 17a for outputting a sine wave signal as a modulation signal, and an amplifier 17b for receiving an output signal from the superconducting ring 11 via a differential amplifier 15 and a low-pass filter 16. A demodulator 17c for demodulating an output signal from the amplifier 17b based on a sine wave signal as a modulation signal output from the modulation signal source 17a, and an integrator 17d receiving the demodulated signal as an input
And a modulator 17e that modulates an inverted signal of the integration output from the integrator 17d based on a sine wave signal as a modulation signal output from the modulation signal source 17a.

【００２２】上記の構成のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の作
用は次のとおりである。図６はインプットコイル１３か
らの入力磁束がない場合における各部の信号の一例を示
す図であり、図６（Ａ）に示すＶ／Φ特性のＶが最低に
なる点をロック点としている。入力磁束がなければ、変
調器１７ｅにより変調用信号としての正弦波信号が重畳
され、かつ位相が反転されたままの状態で、ローパスフ
ィルタ１８を介してフィードバックコイル１４に供給さ
れる。したがって、フィードバックコイル１８により図
６（Ｅ）に示す正弦波状の補償用磁束が超伝導リング１
１に導かれる。ここで、ロック点がＶ／Φ特性のＶが最
低になる点に設定されているのであるから、フィードバ
ック信号の正の周期か負の周期かに拘らず同じ変化特性
を示す信号が超伝導リング１１から出力される｛図６
（Ｂ）参照｝。図６（Ｂ）に示す信号は復調器１７ｃに
おいて変調信号源１７ａから出力される変調用信号とし
ての正弦波信号に基づいて復調されるので、図６（Ｃ）
に示すように、１／２周期毎に極性が反転し、かつ対称
な復調信号が得られる。したがって、積分器１７ｄから
の出力信号は、図６（Ｄ）に示すように０のままであ
る。The operation of the SQUID magnetic flux measuring device having the above configuration is as follows. FIG. 6 is a diagram showing an example of signals of the respective sections when there is no input magnetic flux from the input coil 13. The point where V of the V / Φ characteristic shown in FIG. If there is no input magnetic flux, the modulator 17e superimposes a sine wave signal as a modulation signal and supplies the signal to the feedback coil 14 via the low-pass filter 18 in a state where the phase is inverted. Accordingly, the feedback coil 18 causes the sinusoidal compensation magnetic flux shown in FIG.
It is led to 1. Here, since the lock point is set at the point where V of the V / Φ characteristic becomes minimum, a signal showing the same change characteristic regardless of the positive period or the negative period of the feedback signal is a superconducting ring. FIG. 6 output from 11
See (B). The signal shown in FIG. 6B is demodulated by the demodulator 17c based on a sine wave signal as a modulation signal output from the modulation signal source 17a.
As shown in (1), a symmetrical demodulated signal is obtained in which the polarity is inverted every half cycle. Therefore, the output signal from the integrator 17d remains at 0 as shown in FIG.

【００２３】この結果、積分器１７ｄからの０出力に基
づいて入力磁束がないことを検出できる。入力磁束があ
る場合には、図７（Ａ）に示すように、入力磁束に応じ
てロック点がＶ／Φ特性のＶが最低になる点からずれる
ので、ずれた点を基準としてフィードバックコイル１４
により図７（Ｅ）に示す正弦波状の補償用磁束が超伝導
リング１１に導かれる。この場合には、ずれた点を基準
として超伝導リング１１から信号が出力されるのである
から、この出力信号は図７（Ｂ）に示すように非対称に
なり、復調器１７ｃにおいて変調信号源１７ａから出力
される変調用信号としての正弦波信号に基づいて復調し
た場合にも、図７（Ｃ）に示すように非対称になる。し
たがって、積分器１７ｄからの出力信号は図７（Ｄ）に
示すように入力磁束に対応する信号になる。そして、積
分器１７ｄから出力される信号を反転した信号を上記変
調用信号に基づいて変調してフィードバックコイル１４
に供給することにより、ロック点の上記ずれを解消する
ことができる。As a result, it can be detected that there is no input magnetic flux based on the 0 output from the integrator 17d. When there is an input magnetic flux, as shown in FIG. 7A, the lock point shifts from the point where the V of the V / Φ characteristic is lowest according to the input magnetic flux.
As a result, the sinusoidal compensating magnetic flux shown in FIG. In this case, since a signal is output from superconducting ring 11 with reference to the shifted point, this output signal is asymmetric as shown in FIG. 7B, and modulated signal source 17a is output from demodulator 17c. Also, when demodulation is performed based on a sine wave signal as a modulation signal output from, the signal becomes asymmetric as shown in FIG. Therefore, the output signal from the integrator 17d becomes a signal corresponding to the input magnetic flux as shown in FIG. Then, a signal obtained by inverting the signal output from the integrator 17d is modulated based on the modulation signal to form a feedback coil 14d.
, The shift of the lock point can be eliminated.

【００２４】この結果、積分器１７ｄからの出力信号に
基づいて入力磁束の値を検出できる。そして、以上の各
動作において、変調、復調を行なうための変調用信号と
して正弦波を採用しているので、変調用信号は高調波成
分を全く、または殆ど含んでいない状態であり、効率よ
く、しかも動作特性を損なうことなく高調波ノイズ成分
を除去するローパスフィルタ１６，１８を簡単に介挿で
きる。この結果、高調波ノイズに起因して超伝導リング
に流入するノイズ信号成分を大幅に低減でき、高感度の
磁束計測を達成できる。As a result, the value of the input magnetic flux can be detected based on the output signal from the integrator 17d. In each of the above operations, since a sine wave is employed as a modulation signal for performing modulation and demodulation, the modulation signal contains no or almost no harmonic components, and is efficiently used. In addition, the low-pass filters 16 and 18 for removing harmonic noise components without impairing the operation characteristics can be easily inserted. As a result, a noise signal component flowing into the superconducting ring due to harmonic noise can be significantly reduced, and highly sensitive magnetic flux measurement can be achieved.

【００２５】尚、この実施例においては、ローパスフィ
ルタ１６，１８を介挿しているが、何れかのローパスフ
ィルタを省略することも可能である。Although the low-pass filters 16 and 18 are interposed in this embodiment, any one of the low-pass filters can be omitted.

【００２６】[0026]

【実施例３】図８はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置
のさらに他の実施例を示す概略図であり、１対のジョセ
フソン接合２２を有する超伝導リング２１に近接させて
インプットコイル２３およびフィードバックコイル２４
を配置してある。そして、超伝導リング２１およびフィ
ードバックコイル２４をそれぞれ対応する電子回路（Ｆ
ＬＬ回路等）２５と接続するための配線２６の途中に絶
縁・短絡機構部２７が介在されている。Embodiment 3 FIG. 8 is a schematic view showing still another embodiment of the SQUID magnetic flux measuring apparatus according to the present invention, in which an input coil 23 and a feedback are arranged close to a superconducting ring 21 having a pair of Josephson junctions 22. Coil 24
Is arranged. The superconducting ring 21 and the feedback coil 24 are respectively connected to corresponding electronic circuits (F
An insulation / short-circuit mechanism 27 is interposed in the middle of a wiring 26 for connecting to an LL circuit 25).

【００２７】したがって、超伝導リング２１、インプッ
トコイル２３およびフィードバックコイル２４を超伝導
転移温度以下に冷却した状態で電子回路２５におけるス
イッチングを行なう必要がある場合には、予め絶縁・短
絡機構部２７により電子回路２５と他の構成要素との間
を絶縁状態にしておけばよく、超伝導リング２１等がス
イッチングノイズの影響を受けて特性が変化してしまう
という不都合の発生を未然に防止できる。もちろん、ス
イッチング後、所定時間が経過して電子回路２５が安定
した後は、絶縁・短絡機構部２７により電子回路２５と
他の構成要素との間を短絡状態にすればよく、高感度の
磁束計測を達成できる。但し、スイッチングに起因する
放射ノイズの影響をも排除すべく、絶縁・短絡機構部２
７と電子回路２５との物理的距離を可能な限り大きく設
定することが好ましい。また、絶縁・短絡機構部２７と
しては、ソリッドステートリレー、フォトモスリレー、
スイッチングオペアンプ等が例示できる。Therefore, when it is necessary to perform switching in the electronic circuit 25 in a state where the superconducting ring 21, the input coil 23 and the feedback coil 24 are cooled below the superconducting transition temperature, the insulating and short-circuit mechanism 27 is used in advance. It is sufficient that the electronic circuit 25 and the other components are kept in an insulated state, and it is possible to prevent a problem that the characteristics of the superconducting ring 21 and the like change due to the influence of switching noise. Of course, after a predetermined time has elapsed after the switching and the electronic circuit 25 has stabilized, the electronic circuit 25 and other components may be short-circuited by the insulating / shortening mechanism 27, and a high-sensitivity magnetic flux Measurement can be achieved. However, in order to eliminate the influence of radiation noise caused by switching, the insulation / short circuit mechanism 2
It is preferable to set the physical distance between the electronic circuit 7 and the electronic circuit 25 as large as possible. Also, as the insulation / short circuit mechanism 27, a solid state relay, a photo MOS relay,
A switching operational amplifier can be exemplified.

【００２８】図９はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置
の具体的構成例を示すブロック図であり、絶縁・短絡機
構部２７として６つのスイッチング部２７ａ，２７ｂ，
・・・，２７ｆを有するものを採用している。そして、
バイアス電流源３０とシグナルグランド３１との間に、
スイッチング部２７ａ、超伝導リング２１およびスイッ
チング部２７ｂをこの順に直列接続している。また、変
調用発振器３２からの出力をスイッチ３３を介してアッ
テネータ３４に供給することにより所定レベルにまで減
衰された変調信号および積分器３５からの積分信号が供
給されるフィードバック電流源３６とシグナルグランド
３１との間に、スイッチング部２７ｃ、フィードバック
コイル２４およびスイッチング部２７ｄをこの順に直列
接続している。さらに、超伝導リング２１からの出力信
号を増幅する増幅器３７とシグナルグランド３１との間
に、スイッチング部２７ｅ、超伝導リング２１およびス
イッチング部２７ｆをこの順に直列接続している。さら
にまた、全てのスイッチング部２７ａ，２７ｂ，・・
・，２７ｆの他方の端子部はフレームグランド４２に接
続されている。尚、３８は増幅器３７からの出力を復調
して積分器３５に供給する復調器であり、３９はバッテ
リ等からなる直流電源であり、４０は電源スイッチであ
る。さらに、図中Ｎ１〜Ｎ３が放射ノイズであり、Ｎ１
１〜Ｎ１５が各信号線を流れるノイズである。FIG. 9 is a block diagram showing a specific configuration example of the SQUID magnetic flux measuring device according to the present invention. As the insulating / short circuit mechanism 27, six switching units 27a, 27b,
, 27f. And
Between the bias current source 30 and the signal ground 31,
The switching unit 27a, the superconducting ring 21, and the switching unit 27b are connected in series in this order. Further, the output from the modulation oscillator 32 is supplied to the attenuator 34 via the switch 33, so that the modulation signal attenuated to a predetermined level and the feedback current source 36 to which the integration signal from the integrator 35 are supplied and the signal ground. The switching unit 27c, the feedback coil 24, and the switching unit 27d are connected in series in this order with the switching unit 27. Further, a switching unit 27e, a superconducting ring 21 and a switching unit 27f are connected in series in this order between an amplifier 37 for amplifying an output signal from the superconducting ring 21 and the signal ground 31. Furthermore, all the switching units 27a, 27b,.
., 27f are connected to the frame ground 42. Reference numeral 38 denotes a demodulator for demodulating the output from the amplifier 37 and supplying the demodulated output to the integrator 35; 39, a DC power supply including a battery; and 40, a power switch. Further, in the figure, N1 to N3 are radiation noises, and N1
1 to N15 are noises flowing through each signal line.

【００２９】上記の具体例のＳＱＵＩＤ磁束計測装置に
おいて、絶縁・短絡機構部２７の全てのスイッチング部
２７ａ，２７ｂ，・・・，２７ｆをフレームグランド４
２側に動作させた状態において電子回路２５を構成する
各構成要素の諸設定（スイッチ設定等）を行なった後
に、上記全てのスイッチング部２７ａ，２７ｂ，・・
・，２７ｆを逆側に動作させることにより、ＳＱＵＩＤ
の特性変化等を生じさせることを未然に防止し、高精度
の磁束計測を達成できる。In the SQUID magnetic flux measuring device of the above specific example, all the switching units 27a, 27b,.
After performing various settings (switch setting, etc.) of each component constituting the electronic circuit 25 in a state where the electronic circuit 25 is operated on the second side, all the switching units 27a, 27b,.
, 27f is operated on the opposite side to obtain the SQUID
It is possible to prevent the occurrence of a change in the characteristics of the magnetic field, and to achieve high-accuracy magnetic flux measurement.

【００３０】また、ＳＱＵＩＤを動作させている途中に
おいて諸設定（スイッチ設定等）の変更を行なう必要が
生じた場合には、バイアス電流源３１を制御してバイア
ス電流を減少させた時点で全てのスイッチング部２７
ａ，２７ｂ，・・・，２７ｆをフレームグランド４２側
に動作させる。そして、必要な諸設定の変更を行なう。
諸設定の変更が完了した後は、全てのスイッチング部２
７ａ，２７ｂ，・・・，２７ｆを逆側に動作させ、バイ
アス電流を所定の電流値にまで増加させるので、その後
は、変更された諸設定の条件下における高感度の磁束計
測を達成できる。即ち、バイアス電流を十分に小さく
した状態で全てのスイッチング部２７ａ，２７ｂ，・・
・，２７ｆの動作を行なうのであるから、スイッチング
部２７ａ，２７ｂ，・・・，２７ｆの動作に起因する特
性変化等の不都合を未然に阻止できる。If it is necessary to change various settings (switch settings, etc.) during the operation of the SQUID, the bias current source 31 is controlled to reduce all the bias currents. Switching section 27
, 27f are moved to the frame ground 42 side. Then, necessary settings are changed.
After changing the settings, all switching units 2
Since the bias current is increased to a predetermined current value by operating the elements 7a, 27b,..., 27f on the opposite sides, high-sensitivity magnetic flux measurement can be achieved under the changed settings. In other words, all the switching units 27a, 27b,.
, 27f, it is possible to prevent inconveniences such as characteristic changes caused by the operations of the switching units 27a, 27b,..., 27f.

【００３１】もちろん、磁束計測動作を終了する場合に
も、バイアス電流を十分に小さくしてから全てのスイッ
チング部２７ａ，２７ｂ，・・・，２７ｆをフレームグ
ランド４２側に動作させることになる。Of course, even when the magnetic flux measuring operation is completed, all the switching units 27a, 27b,..., 27f are operated toward the frame ground 42 after the bias current is sufficiently reduced.

【００３２】[0032]

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、非対称
な高調波成分を大幅に低減して、非対称な高調波成分に
起因するＳＱＵＩＤの特性の変化を未然に防止できるの
で、極低温冷凍機によりＳＱＵＩＤを超伝導転移温度以
下に冷却するＳＱＵＩＤ磁束計測装置であっても、超伝
導転移温度以下に冷却した後に電源スイッチを操作する
ことができ、しかも電源スイッチの操作に伴なうＳＱＵ
ＩＤの特性変化を防止でき、ひいては高感度の磁束計測
を達成できるという特有の効果を奏する。As described above, according to the first aspect of the present invention, the asymmetrical harmonic component can be greatly reduced, and a change in the characteristics of the SQUID caused by the asymmetrical harmonic component can be prevented beforehand. Even with a SQUID magnetic flux measuring device that cools a SQUID to a temperature lower than the superconducting transition temperature by a refrigerator, the power switch can be operated after the SQUID has been cooled to a temperature lower than the superconducting transition temperature.
The characteristic effect that the characteristic change of the ID can be prevented and the magnetic flux measurement with high sensitivity can be achieved is achieved.

【００３３】請求項２の発明は、スイッチングに起因す
る雑音電流が第１構成要素側に流れ込むことを確実に防
止して、ＳＱＵＩＤの特性の変化を未然に防止できるの
で、極低温冷凍機によりＳＱＵＩＤを超伝導転移温度以
下に冷却するＳＱＵＩＤ磁束計測装置であっても、超伝
導転移温度以下に冷却した後に電源スイッチ等を操作す
ることができ、しかも電源スイッチ等の操作に伴なうＳ
ＱＵＩＤの特性変化を防止でき、ひいては高感度の磁束
計測を達成できるという特有の効果を奏する。請求項３
の発明は、磁束ロックループ回路の変調信号源が正弦波
を出力するのであるから、高調波成分を含まない関係
上、簡単にＳＱＵＩＤ素子と磁束ロックループ回路との
間にローパスフィルタを介挿しても信号波形の乱れを未
然に防止することができ、しかも、磁束ロックループ回
路側からＳＱＵＩＤに流入する高調波ノイズを効果的に
遮断でき、ひいては、高調波ノイズに起因するＳＱＵＩ
Ｄの特性変化を防止して、高感度の磁束計測を達成でき
るという特有の効果を奏する。According to the second aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent a noise current due to switching from flowing into the first component side and to prevent a change in the characteristics of the SQUID from occurring. Even if the SQUID magnetic flux measuring device cools the temperature below the superconducting transition temperature, the power switch and the like can be operated after cooling the temperature below the superconducting transition temperature, and furthermore, the S
This has a unique effect that a change in the characteristics of the QUID can be prevented, and a high-sensitivity magnetic flux measurement can be achieved. Claim 3
According to the invention, since the modulation signal source of the magnetic flux lock loop circuit outputs a sine wave, a low-pass filter can be easily inserted between the SQUID element and the magnetic flux lock loop circuit because it does not include harmonic components. Can prevent signal waveform disturbance beforehand, and can also effectively block harmonic noise flowing into the SQUID from the magnetic flux lock loop circuit side, and further reduce SQUID caused by the harmonic noise.
The characteristic effect that the characteristic change of D can be prevented and high-sensitivity magnetic flux measurement can be achieved is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の一実施例
を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a SQUID magnetic flux measuring device according to the present invention.

【図２】印加電圧制御回路の具体的構成例を示す電気回
路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a specific configuration example of an applied voltage control circuit.

【図３】電源スイッチを閉成する前のＩ／Ｖ特性および
Φ／Ｖ特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an I / V characteristic and a Φ / V characteristic before a power switch is closed.

【図４】電源スイッチを閉成した後のＩ／Ｖ特性および
Φ／Ｖ特性の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an I / V characteristic and a Φ / V characteristic after a power switch is closed.

【図５】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の他の実施
例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the SQUID magnetic flux measuring device of the present invention.

【図６】インプットコイルからの入力磁束がない場合に
おける各部の信号の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal of each unit when there is no input magnetic flux from an input coil.

【図７】インプットコイルからの入力磁束がある場合に
おける各部の信号の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a signal of each unit when there is an input magnetic flux from an input coil.

【図８】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置のさらに他
の実施例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing still another embodiment of the SQUID magnetic flux measuring device of the present invention.

【図９】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の具体的構
成例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a specific configuration example of the SQUID magnetic flux measurement device of the present invention.

【図１０】従来のＳＱＵＩＤ磁束計測装置の構成を示す
概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional SQUID magnetic flux measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１超伝導リング２ジョセフソン接合５ＦＬＬ回路６バッテリ７印加電圧制御回路１１超伝導リング１２ジョセフソン接合１６ローパスフィルタ１７ＦＬＬ回路１７ａ変調信号源１８ローパスフィルタ２１超伝導リング２２ジョセフソン接合２４フィードバックコイ
ル２５電子回路２７絶縁・短絡機構部２７ａ，２７ｂ，・・・，２７ｆスイッチング部３０バイアス電流源３１シグナルグランド３２変調用発振器３３スイッチ３４アッテネータ３５積分器３６フィードバック電流源３７増幅器３８復調器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Superconducting ring 2 Josephson junction 5 FLL circuit 6 Battery 7 Applied voltage control circuit 11 Superconducting ring 12 Josephson junction 16 Low pass filter 17 FLL circuit 17a Modulation signal source 18 Low pass filter 21 Superconducting ring 22 Josephson junction 24 Feedback coil 25 Electronic Circuit 27 Insulation / Short-Circuit Mechanism 27a, 27b,..., 27f Switching 30 Bias Current Source 31 Signal Ground 32 Modulation Oscillator 33 Switch 34 Attenuator 35 Integrator 36 Feedback Current Source 37 Amplifier 38 Demodulator

Claims

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]

【請求項１】ＳＱＵＩＤ素子（１）（２）に対して少
なくとも磁束ロックループ回路（５）が接続されてなる
ＳＱＵＩＤ磁束計測装置において、ＳＱＵＩＤ素子
（１）（２）からの出力信号に基づいて所定の処理を行
なう電子回路（５）と電子回路用電源（６）との間に、
立上げ時に電子回路（５）に対する印加電圧を徐々に増
加させる印加電圧制御手段（７）を含むことを特徴とす
るＳＱＵＩＤ磁束計測装置。An SQUID magnetic flux measuring device in which at least a flux lock loop circuit (5) is connected to SQUID elements (1) and (2), based on an output signal from the SQUID elements (1) and (2). Between an electronic circuit (5) for performing a predetermined process and a power supply (6) for the electronic circuit,
An SQUID magnetic flux measuring device comprising an applied voltage control means (7) for gradually increasing an applied voltage to an electronic circuit (5) at startup.

【請求項２】ＳＱＵＩＤ素子（２１）（２２）に対して
少なくとも磁束ロックループ回路（３２）（３３）（３
４）（３５）（３６）（３７）（３８）が接続されてな
るＳＱＵＩＤ磁束計測装置において、超伝導転移温度以
下に冷却される第１構成要素（２１）（２４）と、これ
らの第１構成要素（２１）（２４）に対して電気的に接
続され、かつ超伝導転移温度より高い温度雰囲気中に配
置される第２構成要素（２５）（３０）（３１）（３
２）（３３）（３４）（３５）（３６）（３７）（３
８）との間に、第２構成要素に含まれるスイッチによる
スイッチング後において残余の第２構成要素が安定する
までの期間は第１構成要素と第２構成要素との間を絶縁
状態に制御し、第２構成要素に含まれるスイッチによる
スイッチング後において残余の第２構成要素が安定した
後は第１構成要素と第２構成要素との間を短絡状態に制
御する絶縁・短絡制御手段（２７）（２７ａ）（２７
ｂ）（２７ｃ）（２７ｄ）（２７ｅ）を介在させてある
ことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁束計測装置。2. A flux lock loop circuit (32) (33) (3) for a SQUID element (21) (22).
4) In the SQUID magnetic flux measuring device to which (35), (36), (37) and (38) are connected, the first components (21) and (24) which are cooled below the superconducting transition temperature and the first Second components (25) (30) (31) (3) electrically connected to the components (21) (24) and arranged in an atmosphere having a temperature higher than the superconducting transition temperature.
2) (33) (34) (35) (36) (37) (3)
8) during the period until the remaining second component is stabilized after switching by the switch included in the second component, the first component and the second component are controlled to be in an insulated state. An insulation and short-circuit control means for controlling the first and second components to be in a short-circuit state after the remaining second components are stabilized after switching by a switch included in the second component; (27a) (27
b) A SQUID magnetic flux measuring device characterized by interposing (27c), (27d) and (27e).

【請求項３】ＳＱＵＩＤ素子（１１）（１２）に対して
少なくとも磁束ロックループ回路（１７）が接続されて
なるＳＱＵＩＤ磁束計測装置において、磁束ロックルー
プ回路（１７）の変調信号源（１７ａ）として正弦波を
出力するものを採用するとともに、磁束ロックループ回
路（１７）の、ＳＱＵＩＤ素子（１１）（１２）からの
信号を入力する入力側、およびＳＱＵＩＤ素子（１１）
（１２）に対して信号を出力する出力側にローパスフィ
ルタ（１６）（１８）を介挿してあることを特徴とする
ＳＱＵＩＤ磁束計測装置。3. A modulation signal source (17a) for a magnetic flux lock loop circuit (17) in a SQUID magnetic flux measuring device comprising at least a magnetic flux lock loop circuit (17) connected to the SQUID elements (11) and (12). A device that outputs a sine wave is employed, and the input side of the flux lock loop circuit (17) for inputting signals from the SQUID elements (11) and (12), and the SQUID element (11)
A SQUID magnetic flux measuring device, wherein low-pass filters (16) and (18) are interposed on an output side for outputting a signal to (12).