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《基于labview的gmr虛擬儀器自動測試系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、1、引言???金屬薄膜的磁電阻效應(yīng)(GMR)由于具有靈敏度高、可靠性好等其它磁敏元器件所不具備的一系列優(yōu)點,得到國內(nèi)外的廣泛重視.目前在國外利用GMR效應(yīng)制作的磁傳感器已經(jīng)用于磁頭、汽車測速、非接觸開關(guān)等領(lǐng)域.近些年又發(fā)現(xiàn)了GMI(磁阻抗)效應(yīng),其性能比GMR更優(yōu)異.我校物理系磁光實驗室(校重點實驗室)正在這方面進行深進的研究.其中該薄膜樣片的特性丈量尤為重要,以下就是基于LABVIEW構(gòu)建的該薄膜樣片的GMR自動測試系統(tǒng).???2、系統(tǒng)硬、軟件先容???2.1基于GPIB總線的虛擬儀器硬件???由于計算機內(nèi)部采用與GPIB總線完全不同標準的總線,為使計算機作為GPIB系統(tǒng)控制器,必須在計算
2、機的擴展槽上插一塊與GPIB總線相連的接口卡,本文采用的是美國NI公司的AT-GPIB/TNT型GPIB接口卡.PC機利用此接口卡,通過GPIB總線電纜與GPIB儀器相連,在軟件的支持下成為一臺完善的GPIB系統(tǒng)控制器.本系統(tǒng)接兩臺Keithley2000數(shù)字萬用表(帶GPIB接口).除外,系統(tǒng)還有一對亥姆霍茲線圈、掃描電源(幅值在正負20V呈低頻線性變化)、恒流源、四針精密探頭(測試樣品的夾具).???2.2LabVIEW???LabVIEW是一種圖形化的編程語言,主要用來開發(fā)數(shù)據(jù)采集、儀器控制及數(shù)據(jù)處理分析等軟件,功能強大.目前,該開發(fā)軟件在國際測試、測控行業(yè)比較流行,在國內(nèi)的測控領(lǐng)域也
3、得到廣泛應(yīng)用.???采用美國NI公司的LABVIEW的圖形化編程語言作為開發(fā)平臺,可以通過三種方式對GPIB儀器進行控制:???(1)用GPIB程序庫實現(xiàn)控制???在InstrumentI/O功能子模板下有很多GPIB函數(shù),GPIB488-2子模板下有很多GPIB通訊功能子程序模塊,這些模塊在工作平臺上可以調(diào)用低層的488-2驅(qū)動軟件.???(2)利用儀器驅(qū)動程序進行控制???LABVIEW提供世界50多家著名廠家的600多種GPIB儀器、VXI儀器以及串行口儀器的驅(qū)動程序.僅僅擁有控制單臺儀器的軟件,意義并不大,其真正意義在于可以把儀器驅(qū)動程序作為子程序調(diào)用.這樣利用儀器驅(qū)動程序庫,很方便
4、的實現(xiàn)對GPIB儀器的控制.???(3)利用VISA庫實現(xiàn)控制???VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitecture),實質(zhì)是一個I/O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱,它包含了GPIB儀器、VXI儀器、RS232儀器等各類儀器的控制操縱.???所有的VISA功能模塊都包含在InstrumentI/O功能模塊的VISA子模塊中,其中VISAOPEN模塊用于與指定的設(shè)備建立通訊;VISAWRITE模塊把寫緩沖其中的字符串寫進指定的設(shè)備;VISAREAD模塊讀取制定設(shè)備的數(shù)據(jù);VISACLOSE模塊封閉制定設(shè)備的通訊過程,開釋系統(tǒng)資源.???本系統(tǒng)采用GPIB程序庫實
5、現(xiàn)對GPIB儀器的控制.???3、測試系統(tǒng)組成及原理???基于GPIB總線的虛擬儀器系統(tǒng)組成原則,我們建立了一套H--R曲線虛擬儀器測試系統(tǒng),計算機通過GPIB接口卡及兩個Keithley2000六位半數(shù)字電壓表對測試對象進行實時測試.樣片阻抗丈量采用四端口丈量法.兩根電流引線接1mA恒流源,另兩根電壓引線接Keithley2000數(shù)字電壓表,由于電壓丈量回路的高輸進阻抗特性,吸取的電流極小,因此能夠避免引線及接點電阻給丈量帶來的影響.樣片所在磁場的磁場的磁場強度時通過擬合曲線B=f(U/R)得到的,其中U為對亥姆霍茲線圈所加的電壓,R為線圈電阻,B為線圈在不同電壓下的磁場強度.???3.1
6、系統(tǒng)測試硬件結(jié)構(gòu)圖為:???本測試系統(tǒng)要研究的是樣品在連續(xù)線性變化的磁場中所呈現(xiàn)的阻值的變化特性,即數(shù)字表1的丈量值(經(jīng)過處理為樣品阻值)隨數(shù)字表2的丈量值(通過擬合曲線得到磁場強度)的變化情況,因此選擇XY波形記錄控件來顯示丈量結(jié)果.???要完成虛擬儀器的測試功能,軟件的設(shè)計是關(guān)鍵.基于LABVIEW的虛擬儀器測試軟件設(shè)計包括前面板的設(shè)計及后臺圖形化控制程序的設(shè)計.前面板是圖形化用戶界面,模擬真實儀器,由控制、指示和修飾等部分組成.用戶可以使用各種圖標,如按鈕、開關(guān)、XY波形記錄控件等等,設(shè)置輸進數(shù)值和觀察輸出量.???3.2測試系統(tǒng)的前面板設(shè)計???LabVIEW通過"所見即所得"的可視
7、化技術(shù)建立起友好的人機界面,針對測試和過程控制領(lǐng)域,提供了大量的控制對象.本系統(tǒng)儀器控制前面板如圖1所示,主要控制對象包含有:???圖1虛擬儀器測試系統(tǒng)前面板設(shè)計???GPIBAddress:通過設(shè)置地址來控制指定的GPIB儀器???功能:數(shù)字表的丈量功能,包括直流電流、交流電流、直流電壓、交流電壓、兩線電阻,四線電阻???某一點求均勻值的個數(shù)N1:對N1個數(shù)取均勻得到繪圖時的一個元素???N毫秒采集一個有效
