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1、等离子体物理实验组合仪（型号：DLI 型）使用说明南京激光仪器厂2002.1DL1 等离子体物理实验组合仪简 介作为物质的第四态形式存在的等离子体，现已广泛用于金属加工、电子工业、医学技术、显示技术、薄膜制造及广播通讯等诸多部门，对等离子体的研究也在不断深入，并出现了崭新的局面。现在已有不少院校正计划开设或已经开设了等离子体方面的实验。为满足学生对这个领域的知识的需求，以及对气体放电中的等离子体的研究，我们研制了新型的实验设备：DL1 等离子体物理实验组合仪。本仪器包括气体放电管、接线板、等离子体放电电源、测试仪表、微机、数据采集卡和；辅助分析软件几大部分。利用本仪器可以进行单探针法和双探针法
2、（又称朗缪尔探针法）实验来测定等离子体的各项参量，既可以用手动逐点测量探针的伏安特性曲线，又可以用微机自动测定其伏安特性，并用编制好的微机软件进行数据分析，自动求出等离子体参量，还可以将结果与曲线输出打印，此外还备有普通 XY 记录仪的端钮，用以记录伏安特性曲线。DL1 型等离子体物理实验组合仪使用说明一、概 述该实验使用 DL1 型等离子体物理实验组合仪和“TJ2001（A，O，P）型等离子体放电管。实验仪可以满足三种实验的要求，并且可以直接测试实验数据，如果可能的话，不妨备一台微机或 XY 函数记录仪，这样可以更准确地得到探针的特性曲线。二、实验参数：探针面积：1/4D（D=0.45mm）
3、 探针轴向间距：30mm放电管内径：6mm 平行板面积：47mm平行板间距：4mm 赫姆霍兹线圈直径：200mm赫姆霍兹线圈间距：100mm 赫姆霍兹线圈圈数：400 圈（单只）电子电量：e=1.60 C 电子质量：Me=9.11 kg190 310玻尔兹曼常数：K=1.38 JK23三、使用方法I、单探针法进行单探针法诊断实验可用两种方法：1、逐点记录法逐点改变探针电位，记录每点的探针电位和相应的探针电流数值，然后在直角坐标纸或半对数纸上描出 IV 特性曲线，进行计算。具体步骤如下：（1） 按图二连接好线路。（2） 接通仪器总电源。（3） 接通测试单元、探针单元电源。（4） 接通放电单元电源
4、，显示开关置“电压显示” ，调节输出电压，使输出电压为 300V 左右，再把显示开关置“电流显示”档。（5） 按“高压触发”按钮数次，放电管即触发并转入正常放电。此时，可将放电电流调节至于100mA 左右，稳定数分钟，然后，将放电电流调到实验需要值 3040mA，待稳定后，即可开始做实验。 （如果按“高压触发”数次后，放电管不能转入正常放电，可将输出电压再调高一些，但不要忘了应把“输出”置于“电流显示”时方可进行高压触发。 ）（6） 接通探针单元电源，输出开关置“正向输出” 。调节“输出电压电位器” ，使输出电压为实验需要的数值（一般为 5070V） 。（7） 置测试单元为合适的量程。调节电位
5、器旋钮，逐点记录测得的探针电压和电流，直至完成单探针法的 IV 特性曲线。图一 单探针法实验原理图图二 单探针法实验接线图（逐点记录）2、用（微机）XY 函数记录仪测量用函数记录仪直接记录探针电位和探针电流，函数记录仪随着探针电位的变化自动描出实验曲线。图三 单探针法实验接线图（用函数记录仪）（1 ） 参 看 图 一 ， 将 电 压 表 位 置 用 函 数 记 录 仪 的 “X”取 代 ， 将 电 流 表 的 位 置 用 电 阻 取 代 ， 并将 函 数 记 录 仪 的 “Y”并 在 电 阻 两 端 ， 实 际 接 线 见 图 三 。（ 2） 接 通 仪 器 箱 总 电 源 。（ 3） 接通放
6、电单元电源，按前面所述的方法使放电管放电，并使放电电流为需要值（3040mA） 。（ 4） 接 通 （ 微 机 ） XY 函 数 记 录 仪 电 源 ， 选 择 合 适 的 量 程 。（ 5） 接 通 探 针 单 元 电 源 ， 选 择 合 适 的 输 出 电 压 。（ 6） 将 接 线 板 上 的 电 阻 调 至 适 当 阻 值 。（ 7） 将 选 择 开 关 置 于 “自 动 ”， 则 探 针 电 压 自 动 输 出 扫 描 电 压 ， 当 需 要 回 到 “零 点 ”电 位 时 ，请 按 动 “清 零 按 钮 ”， 电 压 又 从 零 点 开 始 上 升 。值 得 一 提 的 是 ， 用
7、 XY 函 数 记 录 仪 可 以 得 到 比 逐 点 法 好 的 数 据 ， 因 为 等 离 子 体 电 位 在 几 分钟 内 可 以 有 25%的 漂 移 ， 而 用 逐 点 法 测 试 所 需 的 时 间 与 离 子 体 电 位 发 生 较 大 变 化 的 时 间 是 可 以 比拟 的 ， 这 会 使 得 到 的 曲 线 失 真 。不 管 是 用 逐 点 记 录 还 是 用 函 数 记 录 仪 ， 都 不 要 使 加 在 探 针 上 的 电 压 超 过 Vp 太 多 ， 否 则 会 烧毁 放 电 管 。II、 双 探 针 法双 探 针 法 同 样 可 以 用 逐 点 记 录 ， 或 用
8、函 数 记 录 仪 记 录 ， 实 验 方 法 和 单 探 针 法 相 同 ， 见 图 四 、图 五 、 图 六 。注 意 ： 双 探 针 的 探 针 电 流 要 比 单 探 针 小 两 个 数 量 级 ， 在 A 以 内 ， 故 要 合 理 选 择 仪 表 量 程 。510图 四 、 双 探 针 法 实 验 原 理 图图 五 、 双 探 针 法 实 验 接 线 图（ 逐 点 记 录 ）图 六 、 双 探 针 法 实 验 接 线 图（ 用 函 数 记 录 仪 ）III、 霍 尔 效 应 法按 图 七 连 接 线 路图 七 、 霍 尔 效 应 法 接 线 图由 于 霍 尔 平 行 板 相 对 阴
9、 极 不 完 全 对 称 和 本 身 形 状 的 不 均 匀 ， 在 未 加 磁 场 时 ， 平 行 板 之 间 会 有一 定 的 电 位 差 ， 图 七 中 ， 在 接 线 板 上 用 一 个 可 调 的 补 偿 电 源 将 它 抵 消 掉 ， 以 使 读 数 更 加 直 观 。注 意 ： 放 电 管 的 霍 尔 平 行 板 和 线 圈 的 磁 场 方 向 垂 直 ， 并 对 准 线 圈 中 心 孔 ， 两 只 线 圈 必 需 是 串联 连 接 ， 并 保 持 磁 场 方 向 相 同 。实 验 步 骤 职 下 ：（ 1） 按 图 七 接 好 线 路 ， 然 后 使 放 电 管 触 发 放 电
10、 ， 电 流 调 到 3040mA。（2） 接通补偿电源、测试单元和磁场单元。（3）在线圈电流为零时，先调节补偿电源，使霍尔电压为零。然后逐点增加结圈的电流，记录每点的电流值和霍尔电压值。如果改变磁场方向重复上述实验时，应稍等一些时间，并调节补偿电源，仍使霍尔电压为零。四、注意事项在做实验之前，记住下面这些注意事面项，以便在实验中提醒自己，否则容易出事故。（1）放电单元输出的是高压，所以，应先将所有的实验线路接好后才接通放电单元，一旦放电单元接通后，就不要再用手去碰任何电极。（2）高压触发时间不要太长，一般可在数秒之内，但可重复数次，直至使放电管起辉放电。（3）放电管在放电前，要把“显示开关”置于“电流显示”位置，然后才可以进行触发。（4）磁场单元的“显示开关”一般要置于“电流显示”档，只有在接上负载后才能置“电压显示” 。（5）磁场单元切换“显示开关”和“换向开关”时，一定要切断电源后才可以进行，否则会烧毁开关。五、仪器的成套性1、组合仪主机划 1 台2、接线板 1 台3、赫姆霍兹线圈 2 只4、等离子体放电管 1 只5、电源线 1 根6、连接线 10 根7、保险丝 2 只（3A1 个，1A1 个）8、使用说明书 1 份9、实验讲义 1 份10、XY 记录仪 1 套11、等离子体实验数据分析安装盘 1 盘
