高精度電流源在陀螺測(cè)試中的應(yīng)用—Aigtek廠家

隨著慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的快速發(fā)展，陀螺儀作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心，其性能決定了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。隨著現(xiàn)代物理的快速發(fā)展，尤其是量子調(diào)控等領(lǐng)域的飛速進(jìn)步，有著高精度、小體積、低功耗和低成本等優(yōu)點(diǎn)的核磁共振陀螺成為重要的研究方向。

核磁共振陀螺(NMRG)是利用激光與核磁共振氣室中的堿金屬原子和惰性氣體原子的相互作用使核子以拉莫爾頻率進(jìn)動(dòng),并通過磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)氣室磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制和對(duì)剩磁進(jìn)行補(bǔ)償來(lái)維持核子的共振狀態(tài),進(jìn)而能夠檢測(cè)載體的角速度信息，實(shí)現(xiàn)陀螺儀的功能。因此高精度的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路是作為磁場(chǎng)閉環(huán)控制的硬件基礎(chǔ)。

磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)作為磁場(chǎng)閉環(huán)控制的重要部分,直接影響核磁共振陀螺的磁場(chǎng)控制精度和穩(wěn)定性。磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路類型包括電壓源和電流源，需要高精度的直流電流輸出，用于磁屏蔽中的剩磁補(bǔ)償，隔離磁場(chǎng)對(duì)核自旋進(jìn)行測(cè)量的影響。在核磁共振陀螺儀中，采用磁共振氣室構(gòu)建三軸矢量原子磁強(qiáng)計(jì)，通過在三維線圈施加一定的電流，補(bǔ)償被動(dòng)磁屏蔽后的殘余磁場(chǎng)，磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路用于給三維線圈施加相應(yīng)的電流。

Aigtek公司的ATS-2000C系列是一款高精度的通用電流源。可大輸出3A的電流，小電流分辨20 pA，輸出精度高。由于核磁共振陀螺主磁場(chǎng)的直流磁場(chǎng)控制精度更加精細(xì)，采用高精度的電流源輸出，分為幾檔可調(diào)，精度可達(dá)4位半，使得磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)范圍在0-3A之間，精度在0.035%+600 pA。

為了更好的評(píng)估磁場(chǎng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路施加的磁場(chǎng)為核磁共振陀螺的影響，在此磁場(chǎng)閉環(huán)控制中不考慮核磁共振陀螺測(cè)量精度對(duì)陀螺的核子轉(zhuǎn)動(dòng)控制頻率和陀螺漂移的影響，主要考察 z 軸主磁場(chǎng)對(duì)陀螺性能的影響，則根據(jù)主磁場(chǎng)精度，高精度電流源不僅可應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)原子陀螺儀和原子磁強(qiáng)計(jì)等量子傳感器，而且可應(yīng)用于醫(yī)工交叉領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域和精密測(cè)量領(lǐng)域等需要高精度電流輸出控制的系統(tǒng)。

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