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基于單片機(jī)的靜電探針自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2011-06-08 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  2.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊

  實(shí)際時(shí),若不采取必要的措施,會(huì)將較高的等離子體電位引入,乃至與之相互連接的PC機(jī),從而可能導(dǎo)致損壞。為了提高系統(tǒng)的安全性、抗干擾性能及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,系統(tǒng)串口部分直接從PC端取電。當(dāng)串口打開的情況下,RTS和DTR處于5一15 V之間,實(shí)際的電壓在11.5 V左右。通過(guò)7805轉(zhuǎn)換后為MAX232提供工作電源,MAX232與之間通過(guò)光耦隔開。

  Pc端監(jiān)控軟件通過(guò)串口與系統(tǒng)相連,系統(tǒng)把測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸給Pc端監(jiān)控軟件,有Pc端軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的后續(xù)處理,比如顯示I-V曲線、計(jì)算等離子參數(shù)等。

  2.4 系統(tǒng)抗干擾技術(shù)

  等離子體一般是通過(guò)高頻高壓或射頻耦合放電產(chǎn)生,測(cè)量環(huán)境具有非常強(qiáng)的電磁干擾陽(yáng)1。雖然測(cè)量采用技術(shù),提高了測(cè)量的速度,大大減少了人為誤差;但要進(jìn)一步提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,保證測(cè)量系統(tǒng)的可靠性和適用性,需要引入抗干擾技術(shù)。

  本系統(tǒng)主要采取兩種抗干擾技術(shù),即模擬抗干擾技術(shù)和數(shù)字抗干擾技術(shù)。

 ?、倌M抗干擾技術(shù):在數(shù)據(jù)采集的前端加T型LC濾波器,它對(duì)射頻信號(hào)有很大的阻抗。用鐵盒封閉測(cè)量設(shè)備,進(jìn)行可靠的接地,可有效防止射頻的空間耦合干擾。

 ?、跀?shù)字抗干擾技術(shù):本系統(tǒng)采用多點(diǎn)求平均的方法,多點(diǎn)求平均的點(diǎn)數(shù)可以通過(guò)PC端軟件進(jìn)行設(shè)置。此方法在實(shí)際的測(cè)量中取得了良好的效果,可有效地降低工頻干擾的影響。

  3 系統(tǒng)測(cè)量效果

  本系統(tǒng)同時(shí)適合單和雙探針測(cè)量方式。當(dāng)采用單探針進(jìn)行測(cè)量時(shí),鋸齒波加在探針上,信號(hào)接收端接等離子體設(shè)備的外殼。測(cè)量效果如圖7(a)所示。

  當(dāng)采用雙探針進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候,鋸齒波加在其中的一個(gè)探針上,另外一個(gè)探針接信號(hào)接收端。測(cè)量效果如圖7(b)所示。所繪制的曲線為礦I-V特性曲線,橫坐標(biāo)為掃描電壓值,縱坐標(biāo)為取樣電阻上的電壓值。流過(guò)探針的電流值可以通過(guò)取樣電阻上的電壓除以取樣電阻值得到,這一步變換在PC端實(shí)現(xiàn),在此不詳細(xì)敘述。

測(cè)量效果圖


  4 結(jié)束語(yǔ)

  該系統(tǒng)以為核心,利用現(xiàn)代A/D、D/A技術(shù),大大縮短了探針采集數(shù)據(jù)的時(shí)間。通過(guò)針對(duì)性的采取一些抗干擾措施,提高了獲取數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性,從而為系統(tǒng)地開展等離子體特性的研究提供了保證。該系統(tǒng)已被國(guó)內(nèi)多家高校和研究所采用,并取得了良好的測(cè)量效果。


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