Стенд для измерения вольтамперной характеристики Введение

Стенд предназначен для измерения вольтамперных характеристик ВТСП-лент.

Измерение производится 4-х-контактным методом, в котором потенциальные контакты подсоединены непосредственно к образцу. Это позволяет избежать влияния сопротивления подводящих проводов и контактов на измеряемое напряжение на образце.

Реализация

Основные компоненты стенда (схема стенда показана на рис.): источник постоянного тока, набор вольтметров, и программа для управления и сбора данных (естественно, работающая на компьютере, к которому подключены приборы). Используются следующие приборы:

• В качестве источника тока использован Agilent 6671A#J08 (основная конфигурация, ток до 300 А). Возможно использование источника Agilent 6680A#J04 (ток до 1000 А), или источника Agilent N5765A (ток до 50 А, малый шаг по току).

• Ток в измерительной цепи определяется при помощи встроенного шунта источника и вольтметра Agilent 34401A. Шунт источника отображает максимальный ток, который может дать источник, на 5 В и нулевой ток на −0.250 В.

• Напряжение на образце измеряется вольтметром Agilent 34420A.

• Для измерения дополнительных величин предусмотрен дополнительный вольтметр Agilent 34420A.

• Для управления приборами используется компьютер с контролёром приборной шины GPIB.

Немаловажным компонентом стенда является программа для автоматизации измерения. В ходе измерения программой выполняется следующие действия (соответственно пропадает необходимость выполнять эти действия вручную):

• Задаёт развёртку тока выдаваемого источником от некоторого минимально до максимального значения с заданным шагом.

• Синхронизирует работу источника и вольтметров.

• Собирает данные с вольтметров.

• Для дополнительного измерительного канала (если таковой включен) пересчитывает измеренное напряжение в единицы преобразователя, подключенного к вольтметру (в соответствии с градуировочной таблицей преобразователя).

Основные параметры стенда (в основной конфигурации):

• Разрешение по измеряемому напряжению на образце: 0.5 мкВ.

• Максимальный ток: 300 А.

• Шаг по току: 0.055 А.

• Оснастка с прижимными контактами на ленту позволяет промерять ВАХ лент длиной от 5 до 10 см и шириной до 1 см.

• Измерение проводится при температуре жидкого азота. Некоторая модификация оснастки и использование дополнительных приборов позволит производить измерения при других температурах и в магнитных полях.

• Результаты измерений сохраняются в файл формата CSV.

Пользовательский интерфейс программы для автоматизации измерения

Главное окно программы содержит элементы управления и индикации.

Элементы управления:

• Кнопка «Run» – запустить/остановить измерение.

• Кнопка «Pause» – приостановить развёртку тока.

• Кнопка «Config…» – перейти к конфигурации.

• Поля для ввода параметров развёртки тока.

Отображаются текущие значения:

• Заданные значения тока и напряжения на измерительной цепи.

• Полученные значения тока и напряжения в цепи (измеренные средствами источника).

• Измеренное значение тока в цепи.

• Измеренное напряжение на образце.

Также отображается измеренная зависимость напряжения от тока на образце. Нажатие на «Save…» и «Clear» позволяет сохранить данные в файл или отчистить буфер с данными.