MMLAB-prob系列朗繆爾探針系統(tǒng)

時(shí)間：2018-09-26作者：上海紅璨科技有限公司瀏覽：29

1．	系統(tǒng)介紹
MMLAB-prob-1型探針系統(tǒng)是MMLAB-prob系列朗繆爾探針系統(tǒng)的單探針型號(hào)。MMLAB-prob系列朗繆爾探針系統(tǒng)基于虛擬儀器原理設(shè)計(jì)，具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、抗擾動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。MMLAB-prob系列朗繆爾探針系統(tǒng)的軟件界面友好，操作簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)診斷與數(shù)據(jù)處理全過程自動(dòng)化。MMLAB-prob系列朗繆爾探針系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理已獲中國(guó)發(fā)明**授權(quán)（No. 200610134481.0）。

2．	系統(tǒng)硬件構(gòu)成
MMLAB-prob-1型探針系統(tǒng)硬件由探針、驅(qū)動(dòng)采集單元和計(jì)算機(jī)構(gòu)成。其中，驅(qū)動(dòng)采集單元一端通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接，另一端有電纜與探針連接，其作用一是按照計(jì)算機(jī)的指令生成掃描信號(hào)，放大后為探針提供偏置，二是采集探針的電壓電流值并輸入計(jì)算機(jī)。
3．	使用準(zhǔn)備
1）	啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，將附帶的1#光盤放入計(jì)算機(jī)光驅(qū)，安裝數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序。

2）	將附帶的2#光盤放入光驅(qū)，運(yùn)行其中的“LabVIEW82RuntimeEngine.exe”文件，安裝LabVIEW運(yùn)行時(shí)引擎；將2#光盤中的“probe”文件夾拷貝至C盤根目錄下。

注：可以發(fā)送“probe”文件夾中的“diagsis.exe”文件的快捷方式到桌面上以方便打開。

3）	將探針安裝在測(cè)量裝置上，用附帶的電纜連接探針與驅(qū)動(dòng)采集單元，用USB電纜連接驅(qū)動(dòng)采集單元與計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)提示發(fā)現(xiàn)新硬件數(shù)據(jù)采集卡并完成安裝。

注：過程中如果計(jì)算機(jī)彈出新硬件向?qū)?duì)話框詢問是否連接到Windows Update搜索軟件，選擇“否，暫時(shí)不”，單擊“下一步”按鈕，選擇“自動(dòng)安裝軟件”。

4）	接通驅(qū)動(dòng)采集單元電源，運(yùn)行“C:\probe”目錄中的 “diagsis.exe”程序。
(4)	測(cè)量參數(shù)設(shè)定區(qū)。
Bias step：電壓掃描步長(zhǎng)，取值(0, 1)。
Upper limit：掃描電壓上限，取值≤80。
Lower limit：掃描電壓下限，取值≥-80。
Sampling rate：采樣率，取值≤125。
Sampling number：每點(diǎn)采樣數(shù)，取值<2000。
Zero cali.：零電流校準(zhǔn)
(5)	分析參數(shù)設(shè)定區(qū)。
設(shè)定探針面積、離子摩爾質(zhì)量數(shù)、手動(dòng)分析參數(shù)和數(shù)值平滑方式及參數(shù)。
平滑處理控制復(fù)選框：
包括“no smoothing”、“polynomial”和“FFT”三個(gè)選項(xiàng)?！皀o smoothing”為不作平滑處理?！皃olynomial” 為滑動(dòng)多項(xiàng)式平滑處理，選定后伴隨出現(xiàn)“Segment Length”控件，表示單段多項(xiàng)式擬合的曲線長(zhǎng)度，該數(shù)值缺省值為7，實(shí)際操作時(shí)可以根據(jù)擬合效果*調(diào)整數(shù)值，過小可能平滑不足，過大可能會(huì)平滑過度。“FFT”為快速付利葉變換平滑處理，選定后伴隨出現(xiàn)“item No.”控件，表示對(duì)數(shù)據(jù)作付利葉變換后保留的頻率成分，該數(shù)值缺省值為55，實(shí)際操作時(shí)可以根據(jù)擬合效果*調(diào)整數(shù)值，過大可能平滑不足，過小可能會(huì)平滑過度。

*注：擬合效果通過顯示區(qū)（6）中的測(cè)量曲線和平滑后曲線的吻合程度判斷。

auto/manu控件：
控制程序按自動(dòng)/人工設(shè)定的參數(shù)計(jì)算等離子體參數(shù)。自動(dòng)模式下需要設(shè)定探針面積和電子電流起始電位（指離子電流從此處開始因電子電流的貢獻(xiàn)偏離線性變化）；手動(dòng)模式下除上述參數(shù)外還需設(shè)定等離子體電位和指數(shù)擬合因子。


注：自動(dòng)模式下程序以I-V特性曲線導(dǎo)數(shù)較大值所對(duì)應(yīng)的偏置電壓為等離子體電位。當(dāng)?shù)入x子體擾動(dòng)等因素使測(cè)得的I-V曲線不夠光滑，以至于程序不能正確**等離子體電位時(shí)，可將auto/manu開關(guān)置于“manu”，然后根據(jù)dI/dV變化趨勢(shì)人工判斷并設(shè)定等離子體電位VS。指數(shù)擬合因子(exp fitting factor)用來獲得較佳指數(shù)擬合，取值范圍為(0, 1)，缺省值為0.3（見附錄3）。

(6)	I-V特性曲線顯示區(qū)：
顯示原始I-V特性曲線（黃色）、平滑處理后的曲線（綠色）和過渡區(qū)指數(shù)擬合曲線（紅色）。

(7)	dI/dV與d2I/dV2顯示區(qū)：
根據(jù)圖中一階導(dǎo)數(shù)（黃色線）較大值或二階導(dǎo)數(shù)（紅色線）過零點(diǎn)可以人工判斷等離子體空間電位。

(8)	等離子體參數(shù)顯示區(qū)：
顯示由I-V特性曲線（或平滑后的曲線）分析得出的等離子體密度Ne、離子體密度Ni、電子溫度Te、等離子體空間電位VS和懸浮電位Vf的數(shù)值。
(9)	電子能量幾率分布函數(shù)（EEPF）顯示區(qū)。
(10)	探針偏置電壓掃描進(jìn)度指示。
(11)	EEPF導(dǎo)出按鈕。


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