等离子体物理实验组合仪DLI型

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（又称

2、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：1/4D²（D=0.45mm） 探针轴

3、向间距：30mm放电管内径：6mm 平行板面积：4×7mm²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×kg玻尔兹曼常数：K=1.38×J·K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

4、单元电源。（4） 接通放电单元电源，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

5、程。调节电位器旋钮，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

6、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，或用函数记录仪记录，实验方法和单探针法相同，见图四、图

7、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。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，电流调到3040mA。（2）

8、 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