Physikalische Messtechnik - Institut für Physik

Zusammenhang zwischen Spannungsabfall und magnetischem Fluss
Spannung
∆V
∆Φ
Flußquant
Φ 0
magnetischer Fluß
Da der Zusammenhang zwischen in ein SQUID eingekoppelter magnetischer Fluss und die
Änderung der Spannungsabfalls über das SQUID sich periodisch ändert mit der Periode eines
Flussquants und ist somit natürlich nicht eindeutig. Das bedeutet, dass die Angabe einer Spannung
nicht eindeutig auf einen Fluss abgebildet werden kann. Somit wären nur Änderungen magnetischer
Flüsse im Umfang unter einem halben Flussquant eindeutig messbar.
Um diesen Nachteil auszuräumen, wird die so genannte flux-locked loop verwendet. Dabei
verwendet man zwei, schon eingeführte Prinzipien:
1. ein phasensensitiver Verstärker, um die die Ableitung der Spannungs/Fluss-Beziehung zu
messen
2. das Kompensationsprinzip, um den Fluss dem das SQUID ausgesetzt ist konstant gehalten
wird, in dem der externe Fluss durch eine kleine Spule kompensiert wird.
Das mit einem konstanten Strom versorgten SQUID ist dem externen Magnetfeld ausgesetzt. In
der Nähe befindet sich auch noch eine kleine Spule deren Magnetfeld ebenfalls das SQUID durchdringen
kann. Die Spannungsänderungen des SQUIDs werden als Strom durch einen Transformator
und einen Widerstand abgegriffen. Die Spannungsänderungen werden von einem Verstärker vergrößert
und mit einer Wechselspannung multipliziert. Außerdem moduliert die Wechselspannung
das Magnetfeld durch das SQUID. Das Produkt der Multiplikation wird zeitgemittelt (tiefpassgefiltert)
und einem Ausgangsverstärker zugeführt.
61