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生物样本和岩石样本的磁性检测对于生物磁学和古地磁学研究具有非常重要的意义。生物样本和岩石样本的磁场都属于弱磁信号,在扫描式超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Device,SQUID)显微镜的基础上可以增加磁化退磁功能,以实现对样品的等温剩磁曲线和磁场分布两个特性的测量。该磁性检测装置主要包括四个组成部分:SQUID磁场检测单元、磁化退磁单元、三维移动单元以及综合控制单元。本文主要研究综合控制单元,目的是用C++编程实现对其他三个单元的控制和数据采集,并分别按照等温剩磁曲线和磁场分布的测量需求对各硬件子单元进行协同控制,实现两个特性的自动化测量,最终编写仪器综合控制界面。本文完成的工作主要包括: 磁化退磁电路设计,控制程序编写及实验验证。磁化退磁电路由脉冲电源、磁化退磁线圈、退磁信号源、可控硅和直流继电器组成。磁化电路的开关动作和磁化场强度控制是利用数据采集卡的I/O接口实现。退磁场信号的频率和幅值通过串口通信进行控制。实验证明磁化电路充电电压达到1421.85V时能产生1T脉冲磁化场,退磁回路能产生频率0~400MHz、幅值0~200mT的幅值线性衰减的正弦退磁场。 SQUID传感器等效电路仿真与控制方案制定。在研究DC-SQUID传感器工作原理的基础上,对其简化后的等效电路进行了仿真。结合SQUID磁通锁定电路的工作原理,依据SQUID控制器的通信协议给出了SQUID开关动作的软件控制指令。 三维移动平台的软件控制方法研究和磁性测量的平台移动路径设计。基于数字式运动控制(Digital Motion Control,DMC)板卡相关的Windows应用程序编程接口(Application Programming Interface,API),提出了C++程序中板卡的控制方法。针对等温剩磁曲线和磁场分布测量过程不同的动作过程,分别设计了三维移动平台的动作路径。通过实验验证了运动路径控制程序的正确性。 综合控制程序编写。综合控制程序是利用MFC编写的控制界面程序,界面分为四个部分:设备初始化区、等温剩磁测量区、磁场分布测量和数据显示区。程序中将串口初始化、数据采集卡初始化、磁化、退磁和数据采集程序都模块化,在等温剩磁曲线和磁场分布测量两个功能线程中分别按照相应的动作时序对各控制模块进行协同调用。界面上设置的数据显示区用于实时显示采集到的数据。 本文为基于SQUID的磁性检测装置编写的综合控制程序实现了等温剩磁曲线和磁场分布两个功能的自动化测量,提高了装置的测量精度和检测效率。