[發明專利]一種超導材料導電性能測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201310228436.1
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103308771A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 賀驥;蔣煜東;姜周
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強

技術領域

本發明涉及一種用于測試超導材料導電性能的測試系統，尤其涉及一種能使計算機自動測試出超導電材料導電性能的測試系統及其測試方法。

背景技術

有一部分材料，當溫度降低到一定程度時，其對電流的阻抗會完全消失，這就是所謂的超導電性，具有超導電性的材料即為超導材料。要使超導材料表現出超導電性需要極低的溫度，到目前為止，高溫超導材料仍然是世界各國科學家研究的重點。

超導材料的導電特性與電流有關，當溫度降低到臨界溫度以下時，超導材料進入超導狀態，即阻抗變為零。此時從零開始逐漸加大超導材料中通過的電流，由于阻抗不變，材料兩端的電壓也一直為零，但是當電流的大小超過某一臨界值后，超導材料的阻抗開始急劇增大，隨著電流的繼續增長，材料兩端的電壓也會呈指數級上升，此時，超導材料開始失去超導電性，這一臨界值被稱為臨界電流。

研究超導材料的這種導電特性需要大量的實驗測試。傳統的實驗方法是在低溫環境下，用一臺大功率給超導材料通入電流，然后用一臺納伏表檢測超導材料兩端的電壓。通過手動不斷改變大功率直流穩壓電源輸出的電流值，同時觀察并記錄納伏表測得的電壓值，得到的多個測試點即可繪制此超導材料的電壓電流曲線。這種方法需要人進行大量操作，如多次手動修改大功率直流穩壓電源輸出電流，記錄當前測試點大功率直流穩壓電源的電流值和納伏表的電壓值，繪制曲線等等，工作重復繁瑣，長時間實驗容易出錯。

發明內容

本發明的目的是設計一種超導材料導電性能測試系統，用一臺計算機調用底層驅動控制電源產生電流，同時調用底層驅動讀取傳回的電壓數據，獲取并存儲電流和電壓數值，并實時繪制成曲線顯示在屏幕上。這樣就避免了傳統方法工作重復繁瑣、長時間實驗容易出錯的缺陷，節省了工作時間，提高了工作效率。

為了實現上述技術目的，本發明采用的技術方案是：

一種超導材料導電性能測試系統及其測試方法，其特征在于：包括電源控制模塊、電壓數據采集模塊、底層驅動模塊、采樣數據存儲隊列模塊和曲線繪制與保存模塊；

所述電源控制模塊用于調用底層驅動模塊來控制電源向導電材料輸出電流；

所述電壓數據采集模塊用于調用底層驅動模塊來采集超導材料的電壓值；

所述采樣數據存儲隊列模塊用于存儲電源輸出的電流值和電壓數據采集模塊采集的電壓值；

所述曲線繪制與保存模塊用于獲取采樣數據存儲隊列模塊中存儲的電流值與電壓值，實時繪制出電壓電流曲線，并保存至文件。

所述電源控制模塊、電壓數據采集模塊、底層驅動模塊、采樣數據存儲隊列模塊和曲線繪制與保存模塊都是基于Labview編寫的模塊。

所述電源控制模塊包括參數設置模塊、數據寫入模塊和硬件驅動模塊。

所述參數設置模塊用于設置電流終了值、電流增量和電流增長間隔時間參數，并將電流終了值、電流增量和電流增長間隔時間參數發送給所述數據寫入模塊；

所述數據寫入模塊用于根據設置的電流終了值、電流增量和電流增長間隔時間參數確定電流設定值，并將該電流設定值發送給所述硬件驅動模塊，同時，所述數據寫入模塊將所述電流設定值存入所述采樣數據存儲隊列模塊；

所述硬件驅動模塊用于調用底層驅動模塊將所述電流設定值發送給電源并執行。

所述電壓數據采集模塊包括數據讀取模塊和數據采集模塊。

所述數據采集模塊用于調用底層驅動模塊采集超導材料的電壓值，并將電壓值發送給所述數據讀取模塊；

所述數據讀取模塊用于將采集的電壓值存入采樣數據存儲隊列模塊中。

一種超導材料導電性能測試方法，其特征在于：

第一步，向超導材料輸出電流；

第二步，采集超導材料的電壓值；

第三步，存儲第一步中輸出的電流值和第二步中采集的電壓值；

第四步，根據存儲的電流值與電壓值，實時繪制出電壓電流曲線，并保存至文件。

本發明具有以下優點：