多氣氛高溫介電溫譜測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多氣氛高溫介電溫譜測試方法，用于解決現(xiàn)有溫譜測試方法誤差大的技術問題。技術方案是將待測樣品置于可控溫的氣氛環(huán)境中；使用計算機控制外圍設備，預置介電測試參數(shù)，令介電性能測試儀器完成一次補償校準以降低系統(tǒng)誤差；溫度反饋裝置根據(jù)計算機命令監(jiān)測待測樣品溫度變化情況；所有待測頻率下測量工作完畢，介電性能測試儀器發(fā)送中斷信號，計算機批量讀取測試結果；待所有數(shù)據(jù)校驗完畢，存儲通過校驗的數(shù)據(jù)，一次測量工作完畢；計算機不斷監(jiān)控系統(tǒng)的溫度變化狀況，重復上述測量過程，直至測試完畢。由于多個頻率點下數(shù)據(jù)批量測試，測試數(shù)據(jù)批量返回，多次測量取平均值，并對數(shù)據(jù)的有效性進行校驗，舍棄了錯值，提高了測量精度。
【專利說明】多氣氛高溫介電溫譜測試方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫介電溫譜測試方法，特別是涉及一種多氣氛高溫介電溫譜測試方法。

【背景技術】
[0002]電子材料在現(xiàn)今高新【技術領域】中發(fā)揮著重要的作用。科技水平的不斷發(fā)展，對電子材料的性能及參數(shù)精度提出了更高的要求，相應地，對電子材料的測試方法和測試系統(tǒng)也提出了更高的要求。
[0003]文獻“氣氛環(huán)境介電溫譜測試系統(tǒng)的研制,西安科技大學學報,2011, Vol.31(7),P460-467”公開了一種在氣氛條件下測試溫譜的方法。此方法以計算機為控制平臺，通過溫度控制裝置讀取溫度；當溫度達到測試溫度時，選擇測試通道，設定測試頻率，開始測試；測定完該溫度下的所有頻率點后，存儲數(shù)據(jù)；等待溫度升高后到達下一個溫度測試點。該方法較好地完成了介電溫譜的自動測量，但該方法在測試時，需不不斷切換通道和頻率點，耗費時間，而加熱裝置在此時仍然進行升溫或降溫，故溫度誤差較大。介電溫譜的測試容易產生錯誤值，該方法為對錯誤值進行排除，容易引入誤差。另外，采用多路信號切換的方法也會引入額外的誤差。


【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現(xiàn)有溫譜測試方法誤差大的不足，本發(fā)明提供一種多氣氛高溫介電溫譜測試方法。該方法將待測樣品置于可控溫的氣氛環(huán)境中；使用計算機控制外圍設備，預置介電測試參數(shù)，令介電性能測試儀器完成一次補償校準以降低系統(tǒng)誤差；溫度反饋裝置根據(jù)計算機命令，周期性向計算機報告當前溫度，計算機據(jù)此監(jiān)測待測樣品溫度變化情況；當前溫度變化情況滿足預設的測試條件時，計算機發(fā)送命令使測試儀器按照所預置的參數(shù)，依次連續(xù)測量樣品在所有預設頻率下的介電響應；所有待測頻率下測量工作完畢，介電性能測試儀器發(fā)送中斷信號，計算機批量讀取測試結果；根據(jù)返回數(shù)據(jù)的校驗位，校驗返回數(shù)據(jù)的可靠性，若某頻率下數(shù)據(jù)無法通過校驗，則丟棄該頻率點的測量數(shù)據(jù)；待所有數(shù)據(jù)校驗完畢，存儲通過校驗的數(shù)據(jù)，一次測量工作完畢；計算機不斷監(jiān)控系統(tǒng)的溫度變化狀況，重復上述測量過程，直至測試完畢。由于多個頻率點下數(shù)據(jù)批量測試，測試數(shù)據(jù)批量返回，多次測量取平均值，并對數(shù)據(jù)的有效性進行校驗，舍棄了錯值，提高了測量精度。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種多氣氛高溫介電溫譜測試方法，其特點是采用以下步驟:
[0006]以計算機為基礎建立測試系統(tǒng)控制軟件:通過USB接口控制臺式精密LCR表，通過RS232接口控制溫度采集裝置。樣品置于帶孔的石英管中，石英管置于管式爐，以獲得可控溫環(huán)境。測試接線、熱電偶由經(jīng)由石英管的預留孔與外界的精密LCR表、溫度采集裝置相聯(lián)；熱電偶與樣品緊鄰，以保證測試溫度為樣品溫度。氣氛保持氣體通入石英管中，形成氣氛測試環(huán)境。
[0007]計算機向精密LCR表發(fā)送命令，預置測量頻率點，令其進行一次導線補償校準，以降低測試的系統(tǒng)誤差。設置使其多次測量取平均值。
[0008]計算機向溫度采集裝置發(fā)送命令，使其返回當前溫度值。
[0009]計算機端設置測試數(shù)據(jù)存儲位置，管式爐端設置升溫程序。
[0010]計算機周期性向溫度采集裝置發(fā)送溫度返回命令，采集當前溫度值，監(jiān)控樣品溫度變化情況。
[0011]若當前溫度與上次監(jiān)控溫度的差值滿足測試條件，啟動精密LCR表的測試工作。
[0012]精密LCR表將所有預設頻率點下的介電參數(shù)測量完畢后，通過中斷方式向計算機一次性返回所有數(shù)據(jù)，以減少多次數(shù)據(jù)傳輸時的額外時間開支。
[0013]計算機讀取測量數(shù)據(jù)。通過返回數(shù)據(jù)中的校驗位，對每個測試頻率點下的測試值進行校驗。若通過校驗，將該數(shù)據(jù)保留；若校驗未通過，丟棄該頻率下的數(shù)據(jù)。待所有頻率點的數(shù)據(jù)校驗完畢，存儲通過校驗的所有數(shù)據(jù)。
[0014]計算機繼續(xù)監(jiān)控樣品的溫度變化情況，重復上述測量過程完成測量。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:該方法將待測樣品置于可控溫的氣氛環(huán)境中；使用計算機控制外圍設備，預置介電測試參數(shù)，令介電性能測試儀器完成一次補償校準以降低系統(tǒng)誤差；溫度反饋裝置根據(jù)計算機命令，周期性向計算機報告當前溫度，計算機據(jù)此監(jiān)測待測樣品溫度變化情況；當前溫度變化情況滿足預設的測試條件時，計算機發(fā)送命令使測試儀器按照所預置的參數(shù)，依次連續(xù)測量樣品在所有預設頻率下的介電響應；所有待測頻率下測量工作完畢，介電性能測試儀器發(fā)送中斷信號，計算機批量讀取測試結果；根據(jù)返回數(shù)據(jù)的校驗位，校驗返回數(shù)據(jù)的可靠性，若某頻率下數(shù)據(jù)無法通過校驗，則丟棄該頻率點的測量數(shù)據(jù)；待所有數(shù)據(jù)校驗完畢，存儲通過校驗的數(shù)據(jù)，一次測量工作完畢；計算機不斷監(jiān)控系統(tǒng)的溫度變化狀況，重復上述測量過程，直至測試完畢。由于多個頻率點下數(shù)據(jù)批量測試，測試數(shù)據(jù)批量返回，多次測量取平均值，并對數(shù)據(jù)的有效性進行校驗，舍棄了錯值，提高了測量精度。
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明多氣氛高溫介電溫譜測試方法的流程圖。
[0018]圖2是本發(fā)明多氣氛高溫介電溫譜測試方法用測試系統(tǒng)框圖。

【具體實施方式】
[0019]參照圖1-2。本發(fā)明多氣氛高溫介電溫譜測試方法具體步驟如下:
[0020]建立測試系統(tǒng)的硬件連接。LCR表使用Agilent公司E4980A1精密LCR表，加熱轉置為Carbolite公司MTF 10/25/130管式爐，溫度采集轉置為廈門宇電公司的A1-708人工智能溫控儀。測試樣品夾于鉬金絲電極中，熱電偶在待測樣品相鄰的位置。鉬金絲電極及熱電偶引線由石英管的預留孔與外界連接。精密LCR表的四根屏蔽線兩兩分別與一個鉬金絲電極的另一端相連，構成測試回路。石英管置于管式爐之中，氣氛氣體通過減壓閥通入石英管的另一預留孔，并由石英管另一端排出。手動設置管式爐的升溫方式。
[0021]測試方法具體如下:
[0022](I)計算機向精密LCR表發(fā)送命令，使之處于測試電容-損耗的工作模式上。預置測量頻率點。令其進行一次導線補償校準，以降低測試的系統(tǒng)誤差。發(fā)送命令使其在每個頻率點下測量時都測量5次，取平均值作為測量結果。
[0023](2)向溫度測量模塊發(fā)送命令，建立通訊。
[0024](3)建立Excel表作為測試數(shù)據(jù)的存儲文件，所建Excel表的位置為數(shù)據(jù)存儲位置。
[0025](4)在管式爐端，設置需要的溫度變化方式。將溫度速率轉化為每次測量時的等待時間間隔，輸入計算機，作為計算機周期性讀取溫度的時間間隔。轉換方法為:每升高單位溫度所需時間，減去精密LCR表單次測試的時間的時間差，除以2，作為溫度讀取間隔時間。
[0026](5)開始介電溫譜測試工作。計算機向溫度測量模塊發(fā)送讀取當前樣品溫度的命令。
[0027](6)溫度測量模塊讀取當前溫度，向計算機發(fā)送中斷信號。
[0028](7)計算機響應中斷，讀取溫度，并向精密LCR表發(fā)送測試命令，啟動該溫度下的測試。等待測試結果返回。
[0029](8)精密LCR表在預設的幾個頻率點上分別測量5次，并將平均值作為測量結果。當所有頻率點測試完畢后。向計算機發(fā)送中斷信號，等待發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0030](9)計算機讀取精密LCR表的返回數(shù)據(jù)。對每個頻點的數(shù)據(jù)，讀取返回數(shù)據(jù)中的標志位，進行數(shù)據(jù)有效性判斷。若數(shù)據(jù)無效，丟棄數(shù)據(jù)，繼續(xù)校驗下一頻點的有效性；若數(shù)據(jù)有效，將其存入指定變量。待所有頻點的數(shù)據(jù)均校驗完畢后，將這些數(shù)據(jù)以及溫度統(tǒng)一寫入步驟(3)中的Excel文件。完成一步測量。
[0031](10)等待樣品溫度進一步升高。在步驟(4)中設定的等待時間間隔之后，重新讀取溫度。
[0032](11)獲得當前溫度，將此溫度與上次測試時的溫度相比較。若兩次溫度差小于預定值，則重復等待過程；若兩次溫度差不小于預定值，則再次啟動精密LCR表的測試。
[0033](12)重復步驟(6)至步驟(11)，測試完整個溫度范圍的測試。
[0034](13)手動停止上述循環(huán)，測試工作結束。
[0035]所有測試數(shù)據(jù)保存在步驟(3)中的文件中。用公式處理數(shù)據(jù)，即可得到該材料的溫譜數(shù)據(jù)。
【權利要求】
1.一種多氣氛高溫介電溫譜測試方法，其特征在于包括以下步驟: 以計算機為基礎建立測試系統(tǒng)控制軟件:通過USB接口控制臺式精密LCR表，通過RS232接口控制溫度采集裝置；樣品置于帶孔的石英管中，石英管置于管式爐，以獲得可控溫環(huán)境；測試接線、熱電偶由經(jīng)由石英管的預留孔與外界的精密LCR表、溫度采集裝置相聯(lián)；熱電偶與樣品緊鄰，以保證測試溫度為樣品溫度；氣氛保持氣體通入石英管中，形成氣氛測試環(huán)境； 計算機向精密LCR表發(fā)送命令，預置測量頻率點，令其進行一次導線補償校準，以降低測試的系統(tǒng)誤差；設置使其多次測量取平均值； 計算機向溫度采集裝置發(fā)送命令，使其返回當前溫度值； 計算機端設置測試數(shù)據(jù)存儲位置，管式爐端設置升溫程序； 計算機周期性向溫度采集裝置發(fā)送溫度返回命令，采集當前溫度值，監(jiān)控樣品溫度變化情況； 若當前溫度與上次監(jiān)控溫度的差值滿足測試條件，啟動精密LCR表的測試工作； 精密LCR表將所有預設頻率點下的介電參數(shù)測量完畢后，通過中斷方式向計算機一次性返回所有數(shù)據(jù)，以減少多次數(shù)據(jù)傳輸時的額外時間開支； 計算機讀取測量數(shù)據(jù)；通過返回數(shù)據(jù)中的校驗位，對每個測試頻率點下的測試值進行校驗；若通過校驗，將該數(shù)據(jù)保留；若校驗未通過，丟棄該頻率下的數(shù)據(jù)；待所有頻率點的數(shù)據(jù)校驗完畢，存儲通過校驗的所有數(shù)據(jù)； 計算機繼續(xù)監(jiān)控樣品的溫度變化情況，重復上述測量過程完成測量。
【文檔編號】G01R27/26GK104297573SQ201410583108
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權日:2014年10月27日
【發(fā)明者】樊慧慶, 常麒 申請人:西北工業(yè)大學