2.7 Схема створеного стенду, принцип її роботи

Для правильної роботи комп’ютеризованого вимірювального стенду (КВС) потрібно його правильно скласти. Тут вказаний короткий опис та блок–схема розробленого мною стенду (Рис.19). Для зручності на блок–схемі всі системи поділені на окремі блоки(кожен блок іншим кольором),які в виконують різні види роботи. Також я позначив напрямки руху сигналів, які також для зручності зображені різним кольором. Отже перед зануренням кріостат з досліджуваним напівпровідниковим кристалом у рідкий азот, перевіряється якість контактів. Після чого перевіряються контакти проводів які забезпечуватимуть передачу сигналу температури, ВАХ напівпровідника та ще одна пара проводів яка дозволить керувати нагрівальним елементом, до блока АЦП–ЦАП (Рис.19). Далі включається ПК та АЦП–ЦАП пристрій, запукається програмне забезпечення. Після цього потрібно занурювати штатив в рідкий азот(при цьому дотримуючись правил безпеки) та зачекати декілька хвилин, для повного охолодження кристалу. Коли кристал повністю охолов, починаються робити заміри.

Рис.19 Блок схема комп'ютеризованого вимірювального стенду

Умовні позначення: М – монітор; ПК – персональний комп’ютер; АЦП – аналогово – цифровий перетворювач; ЦАП –цифрово–аналоговий перетворювач; ЕМ – електромагніт; ТП – термопара; КНК – контакти напівпровідникового кристалу.

Електричні сигнали з кристалу зчитуються за допомогою АЦП та оцифровуються. Далі по data кабелю передаються на ПК (показано коричневими стрілками), де за допомогою програмного забезпечення розшифровуються, зберігаються та виводяться на екран. Відбувається це таким чином: з ПК за допомогою програмного забезпечення подається цифровий сигнал на ЦАП, де він за допомогою драйверів розшифровується та перетворюється в аналоговий сигнал, який далі надходить до електромагніту. Струм через ЕМ зростає і відповідно властивості магнітного поля починають змінюватись.

2.7.1 Спосіб підсилення магнітного поля

Щоб утворити велике за величиною магнітне поле, нам потрібно доволі великі струми, які живлять електромагніт. Оскільки ЦАП, вибраного мною приладу Z210, на виході подає 20 мА, то цього нам невистачить навіть на створення слабкого магнітного поля. Для того щоб це виправити потрібно в коло між ЦАП та електромагнітом підключити ще один пристрій. Ним буде блок живлення електромагніту, з функцією керування силою струму. Керування цим блоком буде здійснюватись вручну або за допомогою ПК.

Блок–схема підсилення магнітного поля буде виглядати так:

Рис. 20 Блок–схема підсилення магнітного поля

Умовні позначення: ПК – персональний комп’ютер; ЦАП – цифрово–аналоговий перетворювач; БЖ – блок живлення; ЕМ – електромагніт .

Блок живлення дозволить отримати великі струми до 10 ампер, відповідно і сила магнітного поля, яка виникне у електромагнітні – зросте.

Розділ 3. Техніко-економічне обгрунтування дкр

Завданням бакалаврської кваліфікаційної роботи є «Розробка комп’ютеризованого вимірювального стенду для дослідження магнітопольових змін параметрів напівпровідникових матеріалів і наноструктур».