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目前等离子体在半导体加工、材料改性、低温杀毒以及污染治理等诸多领域的应用研究蓬勃发展,等离子体中的电子密度、电子温度、悬浮电位等特性参数与应用对象有着直接密切的关系,因此对等离子体特性参数进行诊断,不仅对等离子体的基础研究,而且对等离子体的应用研究都是十分必要的。
静电探针是一种最为基本和可靠的等离子体特性参数诊断工具,具有广泛的应用价值。国内在该领域基本采用手动测量的方式,测量速度慢、效率低、精度不高。本文采用ARM微处理器,针对静电探针测量系统的实时、可靠和通用的性能要求,设计并研制出了一种静电探针自动测量仪,该测量仪在实际中得到了应用,使用效果达到了预期目标的要求。
测量仪主要由一块控制板和一块测量板组成。控制板采用基于ARM9内核的AT91RM9200,提供以太网、USB接口、串行接口和CAN总线接口。测量板主要实现扫描电压输出,电流信号采集以及机械扫描等功能。控制板一方面可以通过以太网接口、USB接口、串行接口或者CAN总线接口接收从终端设备发来的命令,完成相关操作:另一方面把测量板测得的数据传给终端设备,在终端设备上显示测量曲线,并计算等离子体特性参数。
软件方面,控制板移植了Linux操作系统,完成了以太网接口、US8接口、串行接口、CAN总线接口驱动程序的设计以及实现测量功能源代码的编写工作。
针对测量仪使用环境比较复杂、有些场合干扰信号很大的特点,通过软硬件相结合的方式,具体进行了抗干扰技术的研究与设计,取得了较好的效果。