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Gleichstromquelle mit hoher zeitlicher Stabilität

18.02.2005

Für Messeinrichtungen zur Kalibrierung magnetischer Messinstrumente mit Vorgabefeldern, die in Spulen mittels Gleichströmen erregt werden, wurde eine Stromquelle mit auf Kernresonanz (NMR) basierender überlagerter Regelung entwickelt. Damit wird für Stromstärken im Bereich von 0,3 A bis 1 A eine nachweisbare Einstellungsauflösung von 0,3 μA und eine zeitliche Driftrate von etwa 0,3 μA/h erreicht.

Eine temperaturkompensierte Feldspule mit einem Durchmesser und einer Länge von jeweils etwa 100 mm zusammen mit einem Marginaloszillator für den Frequenzbereich von 250 bis 850 kHz als Detektor für Protonenresonanz bestimmen hauptsächlich die endgültig erzielten Spezifikationen der neuen Anlage. Die eingangs erwähnte Auflösung wird mit einer wässrigen Probe mit einer Absorptionslinienbreite von etwa 2 μT oder entsprechend 85 Hz erzielt, die ein Signal-Rausch-Verhältnis von mindestens 8:1 gewährleistet.

Aus dem im Bild dargestellten Diagramm wird die durch die überlagerte Regelung erhöhte Stabilität deutlich: ohne zusätzliche NMR-gesteuerte Regelung bilden sich Schwankungen der Raumtemperatur von ±1K über den Messwiderstand der rein elektronischen Regelschaltung im Strom unmittelbar ab.


Zeitliche Schwankungen der Stromstärke - 500 mA - einer Konstantstromquelle mit und ohne überlagerter Kernresonanzregelung