基本信息
- 項目名稱：
- 基于LabVIEW的智能化電子自旋共振儀
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- “軟件就是儀器”已成為測試與測量技術(shù)發(fā)展的重要標志。 本項目旨在針對目前電子自旋共振儀的急切需求和大量使用，利用美國國家儀器公司（National Instruments，簡稱NI）的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品Labview進行圖形化編程來實現(xiàn)智能電子自旋共振儀。本課題主要是應用Labview的強大功能設(shè)計CHM-1型射頻電子自旋共振實驗儀器的應用軟件。
- 詳細介紹：
- 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)儀器開始向計算機的方向發(fā)展?！败浖褪莾x器”已成為測試與測量技術(shù)發(fā)展的重要標志。本課題主要是應用LabVIEW的強大功能設(shè)計CHM-1型射頻電子自旋共振實驗儀器的應用軟件。該軟件使用Active X控件進行串行通信，利用計算機技術(shù)來對采集的數(shù)據(jù)進行處理，最終能夠通過RS-232C串口對主機傳來的數(shù)據(jù)進行記錄保存、生成共振譜線、并可計算出g因子、線寬及地磁場分量等參數(shù)。同時該虛擬儀器軟件大幅度提高了傳統(tǒng)儀器性能，具有傳統(tǒng)電子自旋共振儀無法比擬的功能，并且擴展性強，能夠一次性完成對被測量的數(shù)據(jù)的采集、分析顯示、數(shù)據(jù)存儲等，并能夠最終完成對整個實驗報告的輸出，尤其適應高校近代物理實驗的需要，有很好的應用價值和市場前景。 另外，該軟件在WINDOWS95/98/XP系統(tǒng)下均能使用，操作簡便。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的：“軟件就是儀器”已成為測試與測量技術(shù)發(fā)展的重要標志。本項目旨在針對目前電子 自旋共振儀的急切需求和大量使用，利用美國國家儀器公司（National Instruments，簡稱 NI）的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品Labview進行圖形化編程來實現(xiàn)智能電子自旋共振儀。本課題主要是 應用Labview的強大功能設(shè)計CHM-1型射頻電子自旋共振實驗儀器的應用軟件。 基本思路：由于虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、設(shè)備驅(qū)動軟件和虛擬儀器面板組成。因此在開發(fā)設(shè)計的過程中主要解決以下問題， 1、硬件設(shè)備與接口的設(shè)置問題 2、設(shè)備驅(qū)動軟件的設(shè)計問題 3、虛擬儀器面板的設(shè)計問題 創(chuàng)新點：采用Labview虛擬儀器技術(shù)和串通信技術(shù)設(shè)計電子自旋共振儀的應用軟件，具有傳統(tǒng)電子自旋共振儀無法比擬的功能，并且擴展性強，能夠一次性完成對被測量的數(shù)據(jù)的采集、分析顯示、數(shù)據(jù)存儲等，并能夠最終完成對整個實驗報告的輸出，尤其適應高校近代物理實驗的需要。 技術(shù)關(guān)鍵：該電子自旋共振儀虛擬儀器主要使用Active X 控件實現(xiàn)串口通信，利用計算機 技術(shù)來完成對采集數(shù)據(jù)的處理。 主要技術(shù)指標：利用虛擬儀器軟件LabVIEW強大功能設(shè)計出的PC機應用軟件，最終能夠通過RS-232C串口對主機傳來的數(shù)據(jù)進行記錄保存、生成共振譜線、并可計算出g因子、線寬及地磁場分量等參數(shù)，滿足了實驗要求，提高了測量精度。 另外，該軟件在WINDOWS95/98/XP系統(tǒng)下均能使用，操作簡便。
科學性、先進性
- 虛擬儀器就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化應用。同現(xiàn)有其他技術(shù)相比，該虛擬儀器技術(shù)具有四大優(yōu)勢： 1、 性能高 虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC 技術(shù)為主導的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點，包括功能卓越的處理器和文件I/O,使您在數(shù)據(jù)高速導入磁盤的同時就能進行復雜的分析。 2、 擴展性強 NI的軟硬工具使得我們不在受限于當前的技術(shù)中。3、 開發(fā)時間少 在驅(qū)動和應用兩個層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計算機、儀器儀表和通信方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。NI設(shè)計這一軟件的構(gòu)架使我們輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。 4、無縫集成 NI的虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設(shè)備提供了標準的接口，幫助我們輕松地將多個測量設(shè)備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復雜性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該作品參加了2010年第四屆可信計算會議（2010年CDC），并在會議上取得了良好的成績；同時在2010年參加了全國工業(yè)控制計算機年會，在會議上也得到了專家的好評。 另外，該作品在2011屆校級挑戰(zhàn)杯競賽中取得優(yōu)異的成績。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 磁盤
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本應用軟件的標準使用方式是自動測量，使用之前應先安裝好本軟件。 電子自旋共振儀主要用于高校近代物理實驗，使學生通過友好的圖形界面操作計算機，即可完成對被測量的采集、數(shù)據(jù)存儲、波形顯示、結(jié)果計算等多種功能，從而有更多的精力用于實驗現(xiàn)象的觀察、分析，實驗的總體效果得到了很大改善。 電子自旋現(xiàn)象發(fā)生于二十世紀四十年代后期，經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，它與核磁共振，鐵磁共振以及光泵磁共振等形成了一個新的學科——磁共振波譜學。磁共振技術(shù)成為了本科高年級學生的重要近物實驗項目。這樣使得該軟件的應用有了更廣闊的前景。另外，因為傳統(tǒng)的電子自旋共振儀使用螺線管磁場線圈，操作不便、測量精度低，實驗數(shù)據(jù)的處理需要大量重復的計算，浪費了寶貴時間。然而，我們利用計算機軟硬件技術(shù)，設(shè)計出智能化的電子自旋共振儀，克服了上述缺陷。新型共振儀由磁場線圈探頭組件、主機和PC機應用軟件三部分組成，利用LabVIEW強大功能設(shè)計出的虛擬儀器面板完全滿足了設(shè)計的要求，成為該儀器的一個亮點。
同類課題研究水平概述
- 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)儀器開始向計算機的方向發(fā)展。虛擬儀器是20世紀90年代提出的新概念，是現(xiàn)代計算機技術(shù)，儀器技術(shù)及其它新技術(shù)完善結(jié)合的產(chǎn)物。虛擬儀器技術(shù)的提出和發(fā)展，標志著21世紀自動測試和電子測量儀器技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。 虛擬儀器是計算機管理的數(shù)字化儀器系統(tǒng)，因此，依據(jù)某種通用或?qū)Ｓ每偩€標準或規(guī)定，或以某種接口形式，與計算機進行通信和管理，它的典型特征是不可脫離計算機而獨立工作。在信號源類虛擬儀器系統(tǒng)中，種類不是很多，主要有D/A卡系統(tǒng)和任意波形發(fā)生器，另外還有函數(shù)信號發(fā)生器、合成信號源等。在測量儀器類虛擬儀器系統(tǒng)中，則有許多種類，其中最主要的是D/A卡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另外還有數(shù)字存儲示波器、頻率計數(shù)器、信號分析儀、失真儀、噪聲分析儀等多種。原則上，非虛擬儀器里的儀器，都可以用虛擬儀器方式實現(xiàn)，但在大功率領(lǐng)域及射頻微波領(lǐng)域里的儀器設(shè)備，虛擬儀器實現(xiàn)比較困難，模塊也比較少；低頻領(lǐng)域，以及小功率領(lǐng)域里，虛擬儀器已經(jīng)具有了良好的發(fā)展態(tài)勢。該虛擬儀器大幅度提高了傳統(tǒng)儀器性能，得到國內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)的肯定，具有很好的應用價值和市場前景；該虛擬儀器處于國內(nèi)同類領(lǐng)先水平。
