SQUID二阶磁梯度计标定系统的空间位置优化

作     者：尹渌 张朝晖 张天尧 米旺 帕夫洛·萨特科夫斯基 Yin Lu;Zhang Zhaohui;Zhang Tianyao;Mi Wang;Pavlo Sutkovyi

作者机构：北京科技大学自动化学院北京100083 北京斯奎德量子技术有限公司北京100083 乌克兰国家科学院V.M.Glushkov控制论研究所基辅03115 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2023年第44卷第9期

页      面：153-162页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0707[理学-海洋科学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFA0718901) 国家自然科学基金(62005014) 国家高端外国专家引进计划(G2022105034L) 高校基本科研业务费(FRF-IDRY-21-014)项目资助 

主　　题：SQUID二阶磁梯度计 有限元仿真 校准系数标定 

摘      要：超导量子干涉器件(SQUID)是利用磁通量子化与约瑟夫森效应这两种特性而形成的超导器件,可以分辨极微弱磁场变化,在磁信号灵敏探测方面应用广泛。因此,为确保其输出映射的准确性与使用质量,对使用过程中其进行定期校准至关重要。本文针对SQUID二阶磁梯度计在使用过程中的标定系统优化问题展开讨论,以标定线圈圆心为中心点建立笛卡尔坐标系,固定Y轴方向的相对位置,首先从Z轴方向移动标定线圈找到电流灵敏度最大位置范围,之后进一步精确标定位置,在X轴方向找到对Z轴方向移动最不敏感的相对位置,为标定中可能出现的人为误差提供更大的容错范围。并通过解析模型与有限元仿真模型相互验证,为后续实验提供了理论依据与先行性。利用解析模型与有限元模型及实测数据确定SQUID二阶磁梯度计在使用中的校准系数均为1.107,并对所提出的标定方法所产生的不确定度进行分析,为梯度计在低噪声环境条件下进行标定提供了更大的鲁棒性。