Сопряжение спектрометра с персональным компьютером

    Дисциплина: Программирование
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Сопряжение спектрометра с персональным компьютером

    Постановка задачи.
    Для проведения физических экспериментов на кафедре
    радиофизики и электроники Сыктывкарского Государственного Университета потребовался спектрометр с электромагнитом обеспечивающем магнитное
    поле с индукцией от 0 до 700 мТл и управляемый с компьютера. Для этого был предоставлен спектрометр ЯМР фирмы
    TESLA
    модели
    467. Так как электромагнит этого спектрометра предназначен для работы на постоянном поле с индукцией 1.4 Тл ,то возникла необходимость доработать блок питания и систему
    стабилизации таким образом, чтобы обеспечить установку при помощи персонального компьютера магнитного поля в пределах от 0 до 700 мТл с дискретностью не более 0.2 мТл и со стабильностью
    не хуже 0.01 мТл. Эту задачу решил
    Мижгородский Б. В. в своей дипломной работе, т.е. он
    переработал блок питания электромагнита для установки необходимых пределов изменения магнитного поля
    разработал систему стабилизации поля
    разработал устройство сопряжения с компьютером, состоящее из двух блоков: порт ввода-вывода и блок ЦАП.
    Моя задача сводится к тому ,чтобы разработать устройство считывания данных для того ,чтобы можно было контролировать изменение поля при
    управлении электромагнитом с компьютера, т.е. послав некий сигнал на электромагнит мы должны получить отклик который впоследствии можно будет обработать на компьютере.
    Ниже приведена структурная схема будущего устройства сопряжения.1-Компьютер, 2-порт ввода-вывода,3-ЦАП,4-усилитель,5-Электромагнит,6-измеритель
    магнитной индукции Ш1-9,7-усилитель,8-АЦП,9-порт ввода-вывода.
    ЯМР
    BS457
    Принцип действия спектрографа
    Спектрометр
    работает на фиксированной частоте 60
    Мгц и с постоянным магнитным полем с индукцией 14092 Гаусс. Все необходимые частоты для записи спектра, протонной стабилизации и многократного резонанса создаются с помощью
    модуляции магнитного поля сигналами низкой частоты. Снятие
    спектра осуществляется в верхней боковой модуляционной полосе по методу непрерывной развертки модуляционной частоты.
    Спектрометр оснащен системой трехкаскадной стабилизации условий резонанса. Первый каскад стабилизации -
    это стабилизатор тока, с которым сопряжен второй каскад
    -стабилизатор магнитного потока, так называемый
    суперстабилизатор . Третий каскад стабилизации - это система
    внешней и внутренней протонной стабилизации.
    Спектрометр имеет два независимых канала -внутренний канал для снятия
    спетра и внутренней протонной стабилизации и внешний канал для внешней протонной стабилизации. Частью внутреннего канала является сигнальный канал ,который включает в
    себя все
    цепии их элементы управления, необходимые
    для обработки сигнала спектра. Оба канала работают с
    однокатушечной системой снятия сигнала ядерного резонанса , причем на внутреннем канале сигнал передатчика компенсируется
    во
    входном
    предварительном
    усилителе
    Приемники обоих каналов - это приемники прямого усиления с детектированием на частоте 60
    Мгц.
    Спектрометр оснащен автоматической коррекцией однородности поля по оси У. Автоматика работает по принципу
    проходного дифференциального снятия кривой зависимости амплитуды резонансной линии от тока коррекции У.Рабочая частота автоматической коррекции составляет 1 Гц.
    На рисунке дана блок-схема спектрометра. Измеряемый образец установлен в зонде 1,находящемся в однородном магнитном поле. Поле создается в
    воздушном зазоре между полюсными наконечниками электромагнита 29, обмотка возбуждения 30 которого питается от стабилизированного источника питания 26.
    Измеряемый образец облучается радиочастотным полем, создаваемом в катушке, питаемой сигналом ВЧ частотой 60
    Мгц , снимаемой с генератора 4. Сигнал ядерного резонанса снимается той -же катушкой и усиливается в предварительном усилителе ВЧ 2. Катушка образца находится в головке
    1. Сильный сигнал генератора в предварительном усилителе компенсируется для того, чтобы он не проходил в последующие цепи внутреннего канала. Компенсация устанавливается с помощью
    элементов управления «Настройка».
    Резонансный сигнал далее обрабатывается в приемнике внутреннего канала, который образован усилителем ВЧ 3 и синхронным детектором
    6.Детектор управляется опорным сигналов 60
    Мгц от генератора 4, причем фаза сигнала устанавливается в регуляторе фазы 5.
    Сигнал после детектирования содержит частотные составляющие ,частота которых равна частотам модуляции. Сигнал
    усиливается в усилителе НЧ 7 и подается через НЧ синхронные детекторы 8,14 и 15. Детектор 8 управляется частотой генератора качающейся частоты 11 или частотой от
    генератора НЧ 13. Сигнал после детектирования подается на вход усилителя постоянного тока 9, коэффициент усиления которого регулируется ручкой на панели. Усилитель можно переключить в
    режим интегрирования. Выход соединен с самописцем 10.
    Генератор качающейся частоты 11 работает в
    диапазане частоты 2-3.6 кГц. Его частота управляется положением каретки по оси Х самописца 10 с помощью линейного стержневого потенциометра 18, движок которого
    механически сопряжен с кареткой самописца. Генератор 13 работает
    работает в режиме
    декаплера(высокостабильный генератор модуляционной частоты ,плавно регулируемой в пределах 2-3 кГц) и его частота устанавливается вручную.
    Детектор 15 работает в цепи внутренней протонной стабилизации и управляется частотой 2 кГц генератора 16. Фаза опорного сигнала установлена по
    сигналу дисперсии. Напряжение
    ошибкидетектора 15 подается на вход усилителя
    суперстабилизатора 25 и на катушки внутренней протонной стабилизации 31 установленные на головке, которые обеспечивают компенсацию быстрых помех в магнитном поле.
    Суперстабилизатор образован приемными катушками 32 с большим количеством витков, расположенными на полюсах электромагнита, усилителем сигнала отклонения 25, ко входу
    которого подключены приемные катушки и компенсационными катушками 33,расположенными
    так-же на полюсах магнита и подключенными к выходу усилителя отклонения. Изменения магнитного потока индуцируют напряжение в приемных катушках ,которое усиливается и
    подается в компенсирующие катушки с такой фазой ,чтобы поле , вызываемое компенсационными катушками действовало против первичного изменения магнитного поля. Выходное напряжение
    суперстабилизатора подается на вход стабилизатора тока в источнике 26 , в результате чего значительно уменьшается нагрузка
    суперстабилизатора и увеличивается его динамический диапазон.
    Детектор 14 дает сигнал для автоматической коррекции У. Он
    так-же управляется сигналом генератора 13, фаза которого установлена по поглощению. Сигнал детектора 14 подается в блок управления коррекций однородности поля 28, где он
    обрабатывается цепями автоматической коррекции У. Токи отдельных коррекций из блока 28 подаются в систему корректирующих катушек 19, расположенных на торцах полюсных
    наконечников.
    Модуляция магнитного поля обеспечивается с помощью модуляционных катушек 34 на зонде, которые питаются сигналом от модулятора 12. На вход
    модулятора поступают сигналы от генератора качающейся частоты 11, от
    декаплера 13 и от генератора внутренне...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены