基于单片机的静电探针自动测量系统

　　2.3 数据传输模块

　　实际测量时，若不采取必要的措施，探针会将较高的等离子体电位引入测量系统，乃至与之相互连接的PC机系统，从而可能导致系统损坏。为了提高系统的安全性、抗干扰性能及数据传输的可靠性，系统串口部分直接从PC端取电。当串口打开的情况下，RTS和DTR处于5一15 V之间，实际测量的电压在11.5 V左右。通过7805转换后为MAX232提供工作电源，MAX232与单片机之间通过光耦隔开。

　　Pc端监控软件通过串口与系统相连，系统把测量的数据传输给Pc端监控软件，有Pc端软件进行数据的后续处理，比如显示I-V曲线、计算等离子参数等。

　　2.4 系统抗干扰技术

　　等离子体一般是通过高频高压或射频耦合放电产生，测量环境具有非常强的电磁干扰阳1。虽然静电探针测量采用单片机技术，提高了测量的速度，大大减少了人为误差；但要进一步提高测量数据的准确性，保证测量系统的可靠性和适用性，需要引入抗干扰技术。

　　本系统主要采取两种抗干扰技术，即模拟抗干扰技术和数字抗干扰技术。

　　①模拟抗干扰技术：在数据采集的前端加T型LC滤波器，它对射频信号有很大的阻抗。用铁盒封闭测量设备，进行可靠的接地，可有效防止射频的空间耦合干扰。

　　②数字抗干扰技术：本系统采用多点求平均的方法，多点求平均的点数可以通过PC端软件进行设置。此方法在实际的测量中取得了良好的效果，可有效地降低工频干扰的影响。

　　3 系统测量效果

　　本系统同时适合单探针和双探针测量方式。当采用单探针进行测量时，锯齿波加在探针上，信号接收端接等离子体设备的外壳。测量效果如图7（a）所示。

　　当采用双探针进行测量的时候，锯齿波加在其中的一个探针上，另外一个探针接信号接收端。测量效果如图7（b）所示。所绘制的曲线为矿I-V特性曲线，横坐标为扫描电压值，纵坐标为取样电阻上的电压值。流过探针的电流值可以通过取样电阻上的电压除以取样电阻值得到，这一步变换在PC端实现，在此不详细叙述。

　　4 结束语

　　该系统以单片机为核心，利用现代A/D、D/A技术，大大缩短了静电探针采集数据的时间。通过针对性的采取一些抗干扰措施，提高了获取数据的可靠性和稳定性，从而为系统地开展等离子体特性的研究提供了保证。该系统已被国内多家高校和研究所采用，并取得了良好的测量效果。