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Anwendung des Hochspannungsleistungsverstärkers ATA-4012 in einem Kernmagnetresonanzoszillator
Name des Experiments: Interferenzfreies Verfahren zur Messung der lateralen Relaxationszeit eines Alkalimetall-Magnetometers in einem Kernmagnetresonanz-Oszillator
Name des Experiments: Interferenzfreies Verfahren zur Messung der lateralen Relaxationszeit eines Alkalimetall-Magnetometers in einem Kernmagnetresonanzoszillator
Forschungsrichtung: Quantenpräzisionsmessung
Inhalt des Experiments:
Die Querrelaxationszeit τ2 des eingebetteten Alkalimagnetometers ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung der Leistung und des Arbeitszustands des Kernmagnetresonanz-Oszillatorsystems.
Das vorgeschlagene Verfahren zum Messen der transversalen Relaxationszeit τ2 besteht darin, ein überstreichendes Magnetfeld in Richtung der X-Achse anzulegen, dann die Amplituden-Frequenzgang-Kurve des Magnetometers in Richtung der X-Achse zu messen und schließlich τ2 aus der 3-dB-Bandbreite von zu erhalten die Amplituden-Frequenzgang-Kurve.
Um die Rationalität des Messverfahrens zu beweisen, wird eine detaillierte und streng theoretische Herleitung basierend auf der Störungs-Iteration-Methode gegeben. Anschließend werden Simulationsexperimente und praktische Versuche durchgeführt, um die Wirksamkeit und hohe Genauigkeit des Messverfahrens zu verifizieren.
Da alle Abtastfrequenzpunkte im Sweep-Bereich weit von den NMR-Frequenzen von 129Xe und 131Xe entfernt sind, kann eine Beeinflussung des Kernspins vermieden werden. Daher kann dieses Messverfahren eine störungsfreie Methode zum Messen von τ2 bereitstellen, was hilft, den Zustand des NMR-Oszillatorsystems unter normalen Betriebsbedingungen zu überwachen.
Zweck des Experiments: Die Atomgaskammer des experimentellen Systems muss durch eine Heizplatte beheizt werden, die durch einen verstärkten Stromausgang von einem Leistungsverstärker angesteuert werden kann.
Testausrüstung: Heizplatte, Isoliergerät, Hochspannungs-Leistungsverstärker ATA-4012
Experimenteller Prozess:
Temperaturregelungsprogramm und Datenerfassungskartengeräte geben einen geeigneten Bereich, eine hohe Frequenz (Hunderte KHz) eines hochpräzisen Heizspannungssteuersignals aus und geben es in den Leistungsverstärker ein. Im Konstantstrommodus werden die Ausgangsstromparameter des Verstärkers auf etwa 1 A eingestellt, und dann verstärkt der Leistungsverstärker die elektrischen Eingangssignale. Der Ausgangsstrom des Leistungsverstärkers ist mit den Heizplatten in Reihe geschaltet, und die Heizplatten sind gleichmäßig in der Isoliervorrichtung verteilt, um eine konstante Temperaturheizung der Atomgaskammer auszuführen.
Ergebnis des Experiments:
Die Temperaturstabilität der Atomgaskammer kann ±0,002℃ erreichen, und die Heiztemperatur kann mindestens 130℃ erreichen.
Die Rolle des Verstärkers in diesem Experiment:
Der hochpräzise Ausgangsstrom des Leistungsverstärkers fließt in Reihe in die Heizplatten, um die Heizplatten anzutreiben.
