CN206876618U - 一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：它包括底座，所述底座上对称安装有铁芯，所述铁芯上缠绕有线圈，所述铁芯和线圈作为在样品上产生磁铁的电磁铁；所述电磁铁的铁芯上加工有螺纹，通过所述螺纹能够调节两铁芯之间的距离。该系统具有自动化程度高，设计合理，操作简单，成本低，精度高等优点。

Description

一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统

技术领域

本实用新型涉及微弱信号测量技术领域，更具体地说涉及一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统。

背景技术

由于自旋相关塞贝克效应的作用，温度梯度作用于材料时所产生的电流中自旋向上电子数量和自旋向下电子数量不等，这种特性为未来的自旋电子器件设计制造提供了更多可能性，因此，该效应近年来逐渐成为研究热点，为国际国内专家所广泛研究。

该效应在研究中的关键在于自旋相关塞贝克效应所产生的微小信号的测量，因此成熟的测量系统将对物质的自旋相关塞贝克系数等特性的研究具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，该系统具有自动化程度高，设计合理，操作简单，成本低，精度高等优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：它包括底座，所述底座上对称安装有铁芯，所述铁芯上缠绕有线圈，所述铁芯和线圈作为在样品上产生磁铁的电磁铁；所述电磁铁的铁芯上加工有螺纹，通过所述螺纹能够调节两铁芯之间的距离。

在两个所述电磁铁的中间位置设置有样品架台底座，所述样品架台底座上安装有升降螺旋，所述升降螺旋的顶部安装有可转动样品架台，所述可转动样品架台的顶部设置有样品架，所述样品架的顶部固定有样品。

所述样品架上设置有样品架电路板，所述可转动样品架台上固定有磁传感器，所述可转动样品架台内部安装有伺服电机和位置传感器。

所述样品架台底座上设置有伺服电机。

所述电路板连接有电子系统，所述电子系统包括串口控制模块，所述串口控制模块与labview上位机相连，所述串口控制模块的输出端口连接有基于FPGA的正弦信号发生模块、电磁铁电源、锁相放大器和样品位置控制模块；所述基于FPGA的正弦信号发生模块与信号功率放大模块相连；所述电磁铁电源与磁传感器相连；所述样品位置控制模块同时与伺服电机和位置传感器相连。

所述升降螺旋采用手动螺旋调节机构。

所述铁芯采用坡莫合金材质。

所述底座采用铝合金材质。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型为一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，通过上位机控制样品磁场强度，加热用大功率信号源，锁相放大模块，样品位置调整机构，该系统具有智能化程度高，设计合理，操作简单，成本低，精度高等优点。

2、装置底座由铝合金制成，可减轻重量，同时由于铝合金没有磁性，不影响样品出的磁场。

3、装置铁芯由坡莫合金制成，磁导率大，可在样品上产生更强磁场，节省能源。

4、所述的样品高度跳调整装置、角度调整装置均由伺服电机驱动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1 为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电子系统模块图。

图中：底座11、线圈12、铁芯13、样品架14、升降螺旋15、可转动样品架台16、样品架台底座17、样品18；

labview上位机21、串口控制模块22、基于FPGA的正弦信号发生模块23、信号功率放大模块24、电路板25、电磁铁电源26、磁传感器27、锁相放大器28、样品位置控制模块29、伺服电机30、位置传感器31。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1-2，一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：它包括底座11，所述底座11上对称安装有铁芯13，所述铁芯13上缠绕有线圈12，所述铁芯13和线圈12作为在样品上产生磁铁的电磁铁；所述电磁铁的铁芯13上加工有螺纹，通过所述螺纹能够调节两铁芯13之间的距离。

进一步的，在两个所述电磁铁的中间位置设置有样品架台底座17，所述样品架台底座17上安装有升降螺旋15，所述升降螺旋15的顶部安装有可转动样品架台16，所述可转动样品架台16的顶部设置有样品架14，所述样品架14的顶部固定有样品。

进一步的，所述样品架14上设置有样品架电路板25，所述可转动样品架台16上固定有磁传感器27，所述可转动样品架台16内部安装有伺服电机30和位置传感器31。

进一步的，所述样品架台底座17上设置有伺服电机。

进一步的，所述电路板25连接有电子系统2，所述电子系统2包括串口控制模块22，所述串口控制模块22与labview上位机21相连，所述串口控制模块22的输出端口连接有基于FPGA的正弦信号发生模块23、电磁铁电源26、锁相放大器28和样品位置控制模块29；所述基于FPGA的正弦信号发生模块23与信号功率放大模块24相连；所述电磁铁电源26与磁传感器27相连；所述样品位置控制模块29同时与伺服电机30和位置传感器31相连。

进一步的，所述升降螺旋15采用手动螺旋调节机构。所述的样品高度跳调整装置、角度调整装置均由伺服电机驱动。

进一步的，所述铁芯13采用坡莫合金材质。采用坡莫合金制成，磁导率大，可在样品上产生更强磁场，节省能源。

进一步的，所述底座11采用铝合金材质。可减轻重量，同时由于铝合金没有磁性，不影响样品出的磁场。

进一步的，所述样品固定于样品架14上，自旋相关塞贝克效应电压信号由引线引出，加热结构的电源由另外两条引线引入。

本实用新型的工作原理和工作过程：

在运行labview上位机21程序的控制下，串口控制模块22与labview上位机21进行通讯，控制基于FPGA的正弦信号发生模块23的输出幅值，该正弦信号通过信号功率放大模块24以保证能够提供充足加热功率，最后连接到样品架电路板25上，将样品上的加热线连到电路板25上，从而将正弦电流引入样品加热结构。

通过labview上位机21程序控制电磁铁电源26，样品架14上磁传感器27将样品处磁场反馈给电磁铁电源从而实现软件对电磁铁磁场的实时控制。锁相放大模块28经过样品架14上电路板25与样品信号引出引线相连，通过labview设置锁相放大模块的测量参数，同时给labview程序传回测得值，样品位置控制模块29根据上位机命令驱动伺服电机30，同时位置传感模块31将当前位置返回位置控制模块以实现样品位置的控制和监控。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (6)

1.一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：它包括底座（11），所述底座（11）上对称安装有铁芯（13），所述铁芯（13）上缠绕有线圈（12），所述铁芯（13）和线圈（12）作为在样品上产生磁铁的电磁铁；所述电磁铁的铁芯（13）上加工有螺纹，通过所述螺纹能够调节两铁芯（13）之间的距离；

在两个所述电磁铁的中间位置设置有样品架台底座（17），所述样品架台底座（17）上安装有升降螺旋（15），所述升降螺旋（15）的顶部安装有可转动样品架台（16），所述可转动样品架台（16）的顶部设置有样品架（14），所述样品架（14）的顶部固定有样品；

所述样品架（14）上设置有样品架电路板（25），所述可转动样品架台（16）上固定有磁传感器（27），所述可转动样品架台（16）内部安装有伺服电机（30）和位置传感器（31）。

2.根据权利要求1 所述一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：所述样品架台底座（17）上设置有伺服电机。

3.根据权利要求1 所述一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：所述电路板（25）连接有电子系统（2），所述电子系统（2）包括串口控制模块（22），所述串口控制模块（22）与labview上位机（21）相连，所述串口控制模块（22）的输出端口连接有基于FPGA的正弦信号发生模块（23）、电磁铁电源（26）、锁相放大器（28）和样品位置控制模块（29）；所述基于FPGA的正弦信号发生模块（23）与信号功率放大模块（24）相连；所述电磁铁电源（26）与磁传感器（27）相连；所述样品位置控制模块（29）同时与伺服电机（30）和位置传感器（31）相连。

4.根据权利要求1 所述一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：所述升降螺旋（15）采用手动螺旋调节机构。

5.根据权利要求1 所述一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：所述铁芯（13）采用坡莫合金材质。

6.根据权利要求1 所述一种基于labview控制的自旋相关热电效应信号测量系统，其特征在于：所述底座（11）采用铝合金材质。