仪器仪表学报

作者：尹 渌，张朝晖，张天尧，米 旺，帕夫洛·萨特科夫斯基

单位：尹 渌,1. 北京科技大学自动化学院,,张朝晖,1. 北京科技大学自动化学院,,张天尧,1. 北京科技大学自动化学院,,米 旺,2. 北京斯奎德量子技术有限公司,,帕夫洛·萨特科夫斯基,2. 北京斯奎德量子技术有限公司，3. 乌克兰国家科学院 V. M. Glushkov 控制论研究所,

关键词：SQUID二阶磁梯度计;有限元仿真;校准系数标定

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

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。

来源：2023年第9期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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