脉冲涡流法方块电阻仪的设计

发布时间：2023-10-06 10:11

　　方块电阻是用来评价半导体材料导电性能的关键参数,通常采用接触式的四探针方法测量,对样品表面具有破坏性,不利于半导体晶片的质量控制。而传统的非接触式涡流方块电阻测量法会引起被测物体温度升高,影响了测量的准确性。相比较,非接触式的脉冲涡流方块电阻测量法可提高测量精度。为此,本文采用非接触式的脉冲检测原理,设计了一款基于ARM内核的sTM32芯片便携式的脉冲涡流方块电阻检测仪器,涉及测量探头、探头电路、单片机处理电路、显示电路和电源电路等的硬件电路设计,以及相配套的处理软件设计。主要研究工作及成果如下:1.从脉冲涡流检测理论出发,分析了脉冲涡流检测原理。通过PsPICE仿真,确定了脉冲涡流检测电路的电路参数,并得出了脉冲涡流检测方块电阻的电容电压与方块电阻的关系曲线。2.通过有限元方法对脉冲涡流法检测探头参数进行了优化设计。仿真分析了线圈匝数、线圈内外径、测量距离对检测电压、磁场密度、磁场强度的影响。最终得到优化后的匝数为40匝,优化后的探头内外径分别2.11rm和_4。⒍m,测量距离为1Ⅱm。3.设计了一套适用于脉冲涡流检测便携式仪,仪器由测量探头、探头电路、单片机处理...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本论文主要研究内容及结构安排
2 脉冲涡流测试系统基本原理
    2.1 脉冲涡流检测基本原理
        2.1.1 涡流检测基本原理
        2.1.2 脉冲涡流检测原理
        2.1.3 脉冲涡流检测法的电路分析
    2.2 本章小结
3 脉冲涡流传感器探头线圈的优化设计
    3.1 探头有限元建模与分析
        3.1.1 方块电阻检测的有限元模型
        3.1.2 有限元分析模型确定
        3.1.3 外电路的搭建
    3.2 探头部分参数优化设计
        3.2.1 线圈匝数的确定
        3.2.2 线圈内径的确定
        3.2.3 线圈外径的确定
        3.2.4 测量距离的确定
    3.3 本章小结
4 系统硬件部分设计
    4.1 硬件系统总体结构
    4.2 探头部分电路
        4.2.1 探头部分电路设计
        4.2.2 驱动部分电路设计
    4.3 处理部分各模块设计
        4.3.1 单片机最小系统
        4.3.2 AD转换电路的设计
        4.3.3 显示部分电路
        4.3.4 电源管理电路
        4.3.5 外部存储芯片
        4.3.6 BOOT电路
    4.4 本章小结
5 系统软件设计
    5.1 系统软件结构
    5.2 系统软件设计方法
        5.2.1 脉冲方波信号的产生
        5.2.2 AD7609程序设计
        5.2.3 FLASH芯片程序设计
        5.2.4 OLED显示模块设计
        5.2.5 数字滤波算法的设计
    5.3 本章小结
6 测试仪的制作与测试
    6.1 测试仪的制作
        6.1.1 测试探头部分的制作
        6.1.2 仪器主机的制作
    6.2 实验结果的测量与分析
        6.2.1 实验结果与实验误差
        6.2.2 实验结果的误差分析
    6.3 本章小结
7 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3851652