靜電探針調(diào)幅脈沖電源及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、被稱為物質(zhì)第四種形態(tài)的等離子體(plasma)擁有眾多特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。目前，隨著等離子體技術(shù)在化學(xué)化工、低碳環(huán)保、生命科學(xué)以及化石能源等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對于高精確的等離子體參數(shù)特性要求也越來越嚴(yán)格。等離子體參數(shù)的診斷方式有很多，作為其中最古老、最簡單、最方便的靜電探針法是目前診斷等離子體參數(shù)應(yīng)用最廣泛的方法之一。傳統(tǒng)的靜電探針系統(tǒng)是由分立元件搭建并手動的測量探針電壓和電流，這樣不僅效率低、精度差，而且抗干擾能力也不強。在靜電探針法

2、中，由于單探針工作在電子飽和流狀態(tài)時，探針發(fā)熱嚴(yán)重，自阻增加，將嚴(yán)重影響測定等離子體參數(shù)的精確性，因此，設(shè)計一款高效率、高精確度、抗干擾效果好且能有效減少因電子飽和流引起發(fā)熱問題的自動診斷系統(tǒng)是十分必要的，用以改進(jìn)診斷的精度與效率。
　　本文介紹了一種基于調(diào)幅脈沖掃描電源的靜電探針及其數(shù)據(jù)采集裝置。其中，掃描電源由微處理器與運放組成，其能夠生成±5V的可調(diào)幅的脈沖信號，并利用高壓功率運算放大器3583AM將脈沖信號放大至±50V的

3、電壓，將該電壓加載于靜電探針之上作為探針的掃描驅(qū)動電源。數(shù)據(jù)采集模塊利用USB2085H數(shù)據(jù)采集卡與PC相連，其可用于采集靜電探針上的電壓和電流并實時顯示于上位機界面上。在硬件方面加入了各種抗干擾方法，提高了本系統(tǒng)的抗干擾能力。在軟件方面除了基本的程序外，也采用了一定的數(shù)字濾波環(huán)節(jié)。
　　此系統(tǒng)已成功的進(jìn)行了實驗驗證，測得的伏安曲線平滑，得到的參數(shù)合理，說明本裝置的設(shè)計是比較成功的，與前人設(shè)計的裝置相比，該系統(tǒng)的診斷更加方便、快捷