基于單片機(jī)的靜電探針自動測量系統(tǒng)

引言

　　靜電探針又稱langrnuir探針，是一種用來進(jìn)行等離子體參數(shù)測量的基本的診斷工具，通過靜電探針的，I-V特性曲線可以計(jì)算出等離子體的電子溫度、密度、空間電位和懸浮電位等重要參數(shù)。靜電探針，I-V特性曲線如圖1所示。目前，隨著等離子體在對金屬、微電子、聚合物改性，聚合、生物功能材料相容性處理，低溫殺毒以及空間技術(shù)等諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。開展靜電探針自動測量技術(shù)的研究開發(fā)工作，對提高等離子體應(yīng)用研究工作的效率具有一定的促進(jìn)作用。本文介紹的自動測量系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，采用A/D和D/A技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地給出靜電探針I(yè)-V特性曲線。

　　1 系統(tǒng)概述

　　本自動測量系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，通過D/A轉(zhuǎn)換器、功率放大器后輸出±50V的掃描電壓加在探針的一端（以雙探針為例），同時把另一個探針上流過的微弱電流信號經(jīng)取樣電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)儀用放大器放大，電壓轉(zhuǎn)換后，通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣。單片機(jī)把采集到的數(shù)據(jù)通過串口上傳給PC機(jī)，以便數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。PC端監(jiān)控軟件通過串口向下位機(jī)傳送命令參數(shù)，控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，用戶使用方便，從而提高了這一領(lǐng)域的自動化水平。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。