基于综合物性与阻抗测量仪器的虚拟控制系统

摘要

从极低温、强磁场环境下的材料性能测量角度出发,通过综合物性测量系统PPMS(PhysicalPropertyMeasurementSystem)创造的一个极低温(1.8K)和强磁场(±16T)平台上,选用通过光学浮区法制备的多铁性单晶材料YMnO3为代表材料,结合其它铁电样品,分别测试了阻抗、频率及电学、热学、磁学等性能。在阻抗分析仪LCR与PC构建的LabVIEW测试系统平台上,利用VISA模块进行了硬件控制方法的尝试,同时通过VDM模块及PPMS专用控制软件Multivu,借助远程控制软件TeamViewer,将PPMS温度、磁场环境数据传输显示功能集成其中,构建了一套虚拟测量控制系统。论文的主要内容如下:
　　第一章:简述该测量系统构建的目的,国内外研究现状及研究目的,多铁性单晶材料YMnO3系列介绍,综合物性测量系统PPMS及阻抗分析仪LCR介绍。
　　第二章:分析了该测量系统的组成框架及结构,测量协议及原理。详细介绍综合物性测量和阻抗测试仪原理,以及硬件控制方法通信所用的GPIB、VISA原理,软件控制方法使用的图像处理模块VDM原理,PPMS专用测试软件Multivu及远程控制软件TeamViewer。
　　第三章:针对PPMS温度、磁场环境数据的实时显示,进行了硬件控制方法的尝试,说明使用图像处理与识别方法的主要原因,并详细介绍该软件测试系统图像识别原理,重点介绍主程序界面及程序功能中阻抗谱的编程思路与实现方法。
　　第四章:详细介绍软件测试方法在实际应用中的操作方法,从测试前仪器设定,到远程控制连接,从主界面温度磁场数据识别,到扩展截图功能。
　　第五章:为了验证该测量系统的实际应用效果,利用YMnO3样品,结合其它铁电样品,实验测试得到频率、阻抗、电学、热学及磁学等性能数据曲线图。
　　全文成功地开发了一套基于综合物性与阻抗测量仪器的虚拟控制系统,并进行了实验验证。

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第一章：绪论

1.1 引言

1.2 多铁性材料研究现状

1.3 综合物理性能系统PPMS简介

1.4 阻抗测试仪器研究现状

1.5 各种物理性能图谱的在材料研究中的应用

1.6 研究内容

1.7 技术路线

第二章：系统组成、接口电路及测量原理

2.1 系统主体架构

2.2 综合物性测量系统原理及使用

2.3 阻抗分析仪测量原理

2.4 GPIB通讯基本原理介绍

2.5 VISA模块简介

2.6 图像处理模块VDM模块简介

2.7 远程控制管理软件TeamViewer介绍

第三章 测量系统软件功能模块设计

3.1 功能模块分类及分析

3.2 硬件方法测试

3.3 软件测试平台搭建的原因及方法

3.4 温度和磁场数据图像识别原理

3.5 软件界面功能实现原理

第四章 测量系统主要功能

4.1 软件结构

4.2 测试前仪器设定

4.3 主要测量功能实现方法

第五章 测试系统实际应用过程及验证结果

5.1 多铁性单晶YMnO3介绍

5.2 多铁性单晶YMnO3制备过程

5.3 测量前准备工作

5.4 各种性能参数测试过程及结果

全文总结

致谢

参考文献