정밀솔레노이드를 사용한 저자장 표준시스템 제작

Construction of a Low Magnetic Field Standard System Using a Precision Solenoid

자장의 범위가 1 mT 이하이고, 분해능이 100 nT인 국가표준을 확립하고 저자장 측정장비의 교정 및 측정능력을 확보하기 위한 저자장 표준시스템을 제작하였다. 저장 발생용으로 석영관을 사용 한 정밀 솔레노이드를 가공.제작하였으며, 지자장 상쇄용으로 대형 3-축 헬름홀쯔 코일을 구성하였다. 자장 균일도를 향상시키기 위하여 단층 솔레노이드에서 주전류의 2개의 보조전류를 사용하는 three-current 방법을 사용하였으며, 컴퓨터를 사용하여 축상에서 최대의 균일도를 주는 조건을 계산하였다. Three-curent 방법을 사용한 경우 솔레노이드 중심축상에서 ${\pm}5\;cm$ 범위에서 0.01%, single current 일 때는 0.1%의 정밀도로 자장을 발생할 수 있었으며, 저자장 측정장비의 동특성을 측정할수 있는 시스 템을 구성하여 장비의 성능을 평가할 수 있었다.

The low magnetic field standard below 1 mT with resolution of 100 nT has been established for the calibration and testing of low field magnetometers. A precision single layered solenoid, which is made of quartz tube and bare copper wire, was constructed in order to generate a precise magnetic field. To improve the field homogeneity in the solenoid, three-current method was employed. The injected current and injection points on the solenoid were optimized by computer simulation. The magnetic field uncertainty in the solenoid was 0.1 % and 0.01 % in the range of ${\pm}5\;cm$ from the center for a single and three-current methods respectively. We also constructed a testing system for the dynamic properties of low field magnetometers.