供，所述三軸 超導(dǎo)量子干涉器磁強計11密封在所述杜瓦14中。
[0027] 所述三軸磁通門計12與所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計11處于同一磁場環(huán)境且 設(shè)置在常溫環(huán)境。其中，所述三軸磁通門計12的每個軸向與所對應(yīng)的超導(dǎo)量子干涉器磁傳 感器感應(yīng)同一軸向的磁場。
[0028] 各軸向的超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器和所述三軸磁通門計所對應(yīng)的軸向彼此平行， 也可以稍有偏差。優(yōu)選地，各所述超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所在軸向彼此正交。
[0029] 為了減小所述三軸磁通門計12與三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計11之間的距離，所 述三軸磁通門計12放置在所述杜瓦14的上蓋。
[0030] 所述數(shù)據(jù)采集處理裝置133與所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計11和三軸磁通門 計12相連，用于利用各軸向的所述超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所測得的相對測量值來擬合 所述磁場環(huán)境的絕對測量擬合值，以便所述磁場擬合值與所述三軸磁通門計所測得的絕對 磁場值的均方誤差最小，并根據(jù)所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所測得的相對測量值和所 擬合的各絕對測量擬合值中的直流分量來確定所述磁場環(huán)境的絕對值。其中，所述擬合方 式優(yōu)選為最小二乘擬合算法。其中，所述數(shù)據(jù)采集裝置1可以是含有頻譜分析功能的計算 機設(shè)備。
[0031] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理裝置1包括：采集單元和數(shù)據(jù)處理單元(均未予圖示)。
[0032] 所述采集單元與所述三軸磁通門計和三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計相連，用于采集 多組所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所輸出的相對測量值，及多組所述三軸磁通門計所輸 出的絕對測量值，其中，每組中包含多次同步采集的相對測量值和絕對測量值。其中，所述 采集單元可以為包含采樣電阻的采樣電路，以及根據(jù)所采樣的電壓來計算磁場的處理器。
[0033] 所述數(shù)據(jù)處理單元與所述采集單元相連，用于利用公式 = ?/L +A'. + +K和所述采集單元所采集的各組所述三軸超導(dǎo)量子 干涉器磁強計在各軸向的相對測量值來擬合所述磁場環(huán)境的絕對測量擬合值，使 得所述磁場擬合值與所述三軸磁通門計所測得的絕對磁場值的均方誤差最小，并 利用公式（Msx+Kx)、（M sy+Ky)、（Msz+Kz)分別得到三個軸的磁場絕對值，由此利用公式
【主權(quán)項】
1. 一種絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，包括： 設(shè)置在超導(dǎo)環(huán)境中的三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計，包括：沿三個不同軸向設(shè)置的超導(dǎo) 量子干涉器磁傳感器； 與所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計處于同一磁場環(huán)境且設(shè)置在常溫環(huán)境中的三軸磁 通門計，其中，所述三軸磁通門計的每個軸向與所對應(yīng)的超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器感應(yīng)同 一軸向的磁場； 與所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計和三軸磁通門計相連的數(shù)據(jù)采集處理裝置，用于利 用各軸向的所述超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所測得的相對測量值來擬合所述磁場環(huán)境的絕 對測量擬合值，以便所述磁場擬合值與所述三軸磁通門計所測得的絕對磁場值的均方誤差 最小，并根據(jù)所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所測得的相對測量值和所擬合的各絕對測量 擬合值中的直流分量來確定所述磁場環(huán)境的絕對值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，所述三軸磁通門計的各軸 向和所對應(yīng)的各軸向的超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器彼此平行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，所述超導(dǎo)量子干涉器磁傳 感器沿彼此正交的軸向設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，所述三軸超導(dǎo)量子干涉器 磁強計放置在盛放液氮或液氦的杜瓦中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，所述三軸磁通門計放置在 所述杜瓦的上蓋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置包 括： 與所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計和三軸磁通門計相連的采集單元，用于采集多組所 述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所輸出的相對測量值，及多組所述三軸磁通門計所輸出的絕 對測量值，其中，每組中包含多次同步采集的相對測量值和絕對測量值； 與所述采集單元相連的數(shù)據(jù)處理單元，用于利用公式 = + + + Ki和所述采集單元所采集的各組所述三軸超導(dǎo)量子干涉 器磁強計在各軸向的相對測量值來擬合所述磁場環(huán)境的絕對測量擬合值，使得所述磁場 擬合值與所述三軸磁通門計所測得的絕對磁場值的均方誤差最小，并利用公式（msx+kx)、 (M sy+Ky)、（Msz+Kz)分別得到三個軸的磁場絕對值； 其中，為X、Y、Z軸向中一個軸向的絕對測量擬合值，Msx、Msy、Msz分別為三個軸向的 超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所測得的相對測量值，a i、β i、Y i分別為X、Y、Z軸向中同一軸向 的擬合系數(shù)，Ki為X、Y、Z軸向中一個軸向的直流分量，M為所得到的絕對值，Kx、K y、Kz分別 為所擬合的三個軸向的直流分量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對磁場測量設(shè)備，其特征在于，所述擬合方式為最小二乘 擬合法。
8. -種利用如權(quán)利要求1-7中任一所述的絕對磁場測量設(shè)備來進行絕對磁場測量的 方法，其特征在于，包括 ： 1)采集所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所輸出的相對測量值，及所述三軸磁通門計所 輸出的絕對測量值； 2) 利用各軸向的所述超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所測得的相對測量值來擬合所述磁場 環(huán)境的絕對測量擬合值，以便所述磁場擬合值與所述三軸磁通門計所測得的絕對磁場值的 均方誤差最?。? 3) 根據(jù)所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所測得的相對測量值和所擬合的各絕對測量 擬合值中的直流分量來確定所述磁場環(huán)境的絕對值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕對磁場測量的方法，其特征在于，所述步驟2)包括： 利用公式< =+ + Ki和多次采集的所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁 強計在各軸向的相對測量值來擬合所述磁場環(huán)境的絕對測量擬合值，使得所述磁場擬合值 與所述三軸磁通門計所測得的絕對磁場值的均方誤差最小，其中，1：\.為X、Y、Z軸向中一 個軸向的絕對測量擬合值，Msx、Msy、Msz分別為三個軸向的超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所測得 的相對測量值，I、Yi分別為X、Y、Z軸向中同一軸向的擬合系數(shù)，KiSX、Y、Z軸向中 一個軸向的直流分量； 所述步驟3)包括：并利用公式（Msx+Kx)、(Msy+Ky)、(M sz+Kz)分別得到三個軸的磁場絕對 值；其中，M為所得到的絕對值，Kx、Ky、Kz分別為所擬合的三個軸向的直流分量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的絕對磁場測量的方法，其特征在于，所述擬合方式為最 小二乘擬合法。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種絕對磁場測量設(shè)備及所適用的絕對磁場測量方法。所述設(shè)備包括：設(shè)置在超導(dǎo)環(huán)境中的三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計；與所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計處于同一磁場環(huán)境且設(shè)置在常溫環(huán)境中的三軸磁通門計；數(shù)據(jù)采集處理裝置，用于利用各軸向的所述超導(dǎo)量子干涉器磁傳感器所測得的相對測量值來擬合所述磁場環(huán)境的絕對測量擬合值，以便所述磁場擬合值與所述三軸磁通門計所測得的絕對磁場值的均方誤差最小，并根據(jù)所述三軸超導(dǎo)量子干涉器磁強計所測得的相對測量值和所擬合的各絕對測量擬合值中的直流分量來確定所述磁場環(huán)境的絕對值。本發(fā)明能夠在磁場瞬間變化時，高精度的測得磁場的絕對測量值。
【IPC分類】G01R33-035
【公開號】CN104730473
【申請?zhí)枴緾N201310713552
【發(fā)明人】常凱, 徐婷, 榮亮亮, 孔祥燕, 謝曉明
【申請人】中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月20日