[发明专利]一种超导材料导电性能测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试超导材料导电性能的测试系统，尤其涉及一种能使计算机自动测试出超导电材料导电性能的测试系统及其测试方法。

背景技术

有一部分材料，当温度降低到一定程度时，其对电流的阻抗会完全消失，这就是所谓的超导电性，具有超导电性的材料即为超导材料。要使超导材料表现出超导电性需要极低的温度，到目前为止，高温超导材料仍然是世界各国科学家研究的重点。

超导材料的导电特性与电流有关，当温度降低到临界温度以下时，超导材料进入超导状态，即阻抗变为零。此时从零开始逐渐加大超导材料中通过的电流，由于阻抗不变，材料两端的电压也一直为零，但是当电流的大小超过某一临界值后，超导材料的阻抗开始急剧增大，随着电流的继续增长，材料两端的电压也会呈指数级上升，此时，超导材料开始失去超导电性，这一临界值被称为临界电流。

研究超导材料的这种导电特性需要大量的实验测试。传统的实验方法是在低温环境下，用一台大功率给超导材料通入电流，然后用一台纳伏表检测超导材料两端的电压。通过手动不断改变大功率直流稳压电源输出的电流值，同时观察并记录纳伏表测得的电压值，得到的多个测试点即可绘制此超导材料的电压电流曲线。这种方法需要人进行大量操作，如多次手动修改大功率直流稳压电源输出电流，记录当前测试点大功率直流稳压电源的电流值和纳伏表的电压值，绘制曲线等等，工作重复繁琐，长时间实验容易出错。

发明内容

本发明的目的是设计一种超导材料导电性能测试系统，用一台计算机调用底层驱动控制电源产生电流，同时调用底层驱动读取传回的电压数据，获取并存储电流和电压数值，并实时绘制成曲线显示在屏幕上。这样就避免了传统方法工作重复繁琐、长时间实验容易出错的缺陷，节省了工作时间，提高了工作效率。

为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

一种超导材料导电性能测试系统及其测试方法，其特征在于：包括电源控制模块、电压数据采集模块、底层驱动模块、采样数据存储队列模块和曲线绘制与保存模块；

所述电源控制模块用于调用底层驱动模块来控制电源向导电材料输出电流；

所述电压数据采集模块用于调用底层驱动模块来采集超导材料的电压值；

所述采样数据存储队列模块用于存储电源输出的电流值和电压数据采集模块采集的电压值；

所述曲线绘制与保存模块用于获取采样数据存储队列模块中存储的电流值与电压值，实时绘制出电压电流曲线，并保存至文件。

所述电源控制模块、电压数据采集模块、底层驱动模块、采样数据存储队列模块和曲线绘制与保存模块都是基于Labview编写的模块。

所述电源控制模块包括参数设置模块、数据写入模块和硬件驱动模块。

所述参数设置模块用于设置电流终了值、电流增量和电流增长间隔时间参数，并将电流终了值、电流增量和电流增长间隔时间参数发送给所述数据写入模块；

所述数据写入模块用于根据设置的电流终了值、电流增量和电流增长间隔时间参数确定电流设定值，并将该电流设定值发送给所述硬件驱动模块，同时，所述数据写入模块将所述电流设定值存入所述采样数据存储队列模块；

所述硬件驱动模块用于调用底层驱动模块将所述电流设定值发送给电源并执行。

所述电压数据采集模块包括数据读取模块和数据采集模块。

所述数据采集模块用于调用底层驱动模块采集超导材料的电压值，并将电压值发送给所述数据读取模块；

所述数据读取模块用于将采集的电压值存入采样数据存储队列模块中。

一种超导材料导电性能测试方法，其特征在于：

第一步，向超导材料输出电流；

第二步，采集超导材料的电压值；

第三步，存储第一步中输出的电流值和第二步中采集的电压值；

第四步，根据存储的电流值与电压值，实时绘制出电压电流曲线，并保存至文件。

本发明具有以下优点：