一种连续太赫兹目标散射测量控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于Iabview的太赫兹目标散射测量智能控制界面，属于太赫兹探测技术领域。
【背景技术】
[0002]连续太赫兹目标散射测量是太赫兹技术中不可忽视的测量技术，引起国内外专家关注。其中的自动控制技术是重要环节，关系到测量速度和精度。
[0003]目前国内已有的连续太赫兹目标散射测量系统，在对位移台的控制和对信号的采集是相对独立的，在测量过程中，需要手动不断地调整位移台来对信号进行采集，这样既浪费了时间，而且有可能导致人工操作失误。另外，所显示的数据并不是信号峰峰值而是整个波形，不宜观察。为此，提出一种智能的连续太赫兹目标散射测量控制界面。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中的测量系统在对位移台的控制和对信号的采集是相对独立的，在测量过程中需要手动不断地调整位移台来对信号进行采集，存在浪费时间、操作失误率较高的问题，进而提出一种连续太赫兹目标散射测量控制系统。
[0005]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0006]—种连续太赫兹目标散射测量控制系统，所述控制系统包括:位移台控制模块、采样控制模块和数据存储模块，
[0007]位移台控制模块，用于控制计算机通过USB口与电位移控制箱的连接，实现对三个位移台:X轴平动台、Y轴转动台、Z轴平动台的控制;位移台控制模块包括手动调节子模块和自动测量子模块；
[0008]手动调节子模块，用于用户通过手动调节利用位移台来控制待测物和校准物的位置，将所述待测物置于X轴平动台上的Y轴转动台上，所述校准物置于Z轴平动台上;经调节后确定自动测量模块进行自动测量时需要输入的参数:“X轴平移量”、“Z轴平移量”、“Y轴转动角度”和“Y轴转动次数”(即:X轴平动台的平移量、Z轴平动台的平移量、Y轴转动台的转动角度、Y轴转动台的转动次数);
[0009]自动测量子模块，用于自动采集预设次数的待测物和校准物的散射回波信号的峰峰值；
[0010]采样控制模块，用于采集待测物、校准物在太赫兹频段下照射的散射回波信号，以及用于设置采集参数:斩波器频率、采样间隔、采样倍率、电压幅值、测量次数及等待时间；
[0011]数据存储模块，用于将采样的得到的数据以ASCII码的形式保存成一个dat文件，其中所采集的散射回波信号峰峰值会以矩阵形式保存，其文件名为“peak+‘进行采样时的时间’”，通过所采集的数据算得的平均值和标准差的文件名为“ave&SD+‘进行采样时的时间’”，待测物和校准物的比值的文件名为“rat1+‘进行采样时的时间’”。
[0012]所述在手动调节子模块的界面进行手动调节过程中，通过单选按钮来选择要控制的坐标轴，通过“前进”和“后退”按钮来实现对位移台的前进和后退运动的控制，且位移台的实时坐标会同步显示;对于每个位移台都有三种归零方式，分别是:“负限位归零”、“光学归零”、“用户原点归零”；当用户调节好位置后可以通过点击“当前位置设为用户原点”按钮来将此时位移台的位置设为用户原点，以后再对位移台进行移动后，可通过点击“用户原点归零”来回到此时调节好的位置。
[0013]所述采样控制模块通过数据采集卡实现采集待测物、校准物在太赫兹频段下照射的散射回波信号;斩波器频率是指将要采集信号的频率，即信号周期的倒数;斩波器频率乘以采样倍率即为采样频率；
[0014]采样控制模块对散射回波信号的5个周期进行采样，然后从所有数据中取最大值与最小值的差求得一个峰峰值，“测量次数”是指对信号采集的次数，即峰峰值的个数；“电压幅值选择”是下拉列表，包括 “+/-10V”、“+/-5V”、“+/-2.5V”、“+/-1.25V”、“+/_625mV”、“O?10V”、“O?5V”、“O?2.5V”、“O?1.25V” ； “等待时间”是指当位移台运动到指定位置停止后，等待相应的时间再进行采样；“采样间隔”是指两次采样之间所经历的时间。
[0015]所述自动测量子模块用于在设定完所述需要输入的参数参数后，点击自动测量子模块界面上“自动测量”按钮后会自动执行以下过程:将校准物平移“Z轴平移量”到探测位置进行测量;将校准物沿反方向平移“Z轴平移量”移出探测位置;将待测物平移“X轴平移量”到探测位置进行测量;将待测物旋转“Y轴转动角度”进行测量;将待测物沿反方向平移“X轴平移量”移出探测位置;将校准物平移“Z轴平移量”到探测位置进行测量;将校准物沿反方向平移“Z轴平移量”移出探测位置;将待测物平移“X轴平移量”到探测位置;将待测物旋转“Y轴转动角度”进宪测量;如此循环，循环次数为“Y轴转动次数”；使每测2次不同角度的待测物，就对校准物的测量I次，测量得的校准数据既可以校准前一次待测物的测量数据，也可以校准后一次待测物的测量数据。
[0016]所述自动测量子模块还用于在整个测量过程结束后，用户可对参数进行修改或直接进行下一次测量;在进行下次测量前要清空数据;还用于对测量过程的中止操作。
[0017]本发明的有益效果是:
[0018]利用本发明实现在研究太赫兹目标散射特性时需要分别准确测量校准物和不同角度的待测物的散射回波信号峰峰值。本发明所述的一种连续太赫兹目标散射测量控制系统可基于Iabview语言开发。
[0019]利用本发明在每次测量完成后会自动求出数据的平均值和标准差，最后计算出待测物和校准物测量的比值。并且在每次移动位移台之后增加等待时间使被测目标稳定后再进行测量。在数据显示方面选用灰度显示，以便于更好地观察数据的整体趋势。
[0020]本发明的操作过程如下:第一步，连接电位移台控制箱。第二步，用户通过自动调节界面，找好待测物和校准物的位置。第三步，设定自动测量参数和采样控制参数，由用户输入待测物的平移量、转动角度和转动角度和转动次数，校准物的平移量，斩波器频率，采样倍率，测量次数，电压幅值选择，等待时间等初始参数。第四步，点击“自动测量”，系统就会自动完成以下过程:首先将校准物通过位移台移动到探测位置测量散射回波信号的峰峰值，移走校准物并将待测物移入探测位置进行测量，测量完成后将待测物转动一定角度进行测量，然后移走待测物并将校准物移入探测位置进行测量，如此反复循环预设次数后结束。自动测量过程中，每测2次不同角度的待测物，就对校准物的测量I次，这样测量的校准数据既可以校准前一次待测物的测量数据，也可以校准后一次待测物的测量数据，因此缩短了测量时间。在数据处理方面，会自动计算待测物和校准物每次测量的平均值和标准差，然后自动求出待测物与校准物的比值。在数据显示方面选用灰度显示，以便于更好地观察数据的整体趋势。
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明系统的流程图，图2是手动调节界面图，图3是自动测量界面截图，图4是采样控制界面图，图5是数据储存界面图，图6是灰度显示界面图。
【具体实施方式】
[0022]【具体实施方式】一:结合图1至6所示，对本发明作进一步说明。
[0023 ]连接电位移台控制箱:本发明采用卓立MC600电位移控制箱来实现对位移台的控制。在点击图2或图3中“连接”之后，计算机将通过USB口与位移箱相连。如果连接成功将会有“连接成功”的提示框，否则会有“连接失败，请重试”的提示框。
[0024]手动调节:位移台控制的手动调节界面如图2所示。用户通过手动调节来控制待测物和校准物的位置，经过不断调节后确定后面自动测量时需要输入的参数。在手动调节过程中，通过单选按钮来选择要控制的坐标轴，通过“前进”和“后退”按钮来实现对位移台的前进和后退运动的控制，且位移台的实时坐标会同步显示。对于每个位移台都有三种归零方式，分别是:“负限位归零”、“光学归零”、“用户原点归零”。当用户调节好位置后可以通过点击“当前位置设为用户原点”按钮来将此时位移台的位置设为用户原点，以后再对位移台进行移动后，可以通过点击“用户原点归零”来回到此时调节好的位置。
[0025]设定自动测量参数和采样控制参数
[0026]自动测量界面如图3所示。其参数包括“X轴平移量”、“Z轴平移量”、“Y轴转动角度”和“Y轴转动次数”。将待测物置于X轴平动台Y轴转动台上，校准物置于Z轴平动台上。其各参数具体含义请结合“自动测量”的过程理解。
[0027]采样控制界面如图4所示。本系统利用研华的PC1-1712L采集卡进行采样。下面分别介绍各个参数的含义。“斩波器频率”是指将要采集信号的频率，即信号周期的倒数。“斩波器频率”乘以“采样倍率”即为采样频率。本发明将对信号的5个周期进行采样，然后从所有数据中取最大值与最小值的差求得一个峰峰值，“测量次数(列)”是指对信号采集的次数，即峰峰值的个数。“电压幅值选择”是下拉列表，包括“+/-10V”、“+/-5V”、“+/-2.5V”、“+/-1.25V”、“+/-625mV”、“O?10V”、“O?5V”、“O?2.5V”、“O?1.25V”。“等待时间”是指当位移台运动到指定位置停止后，等待相应的时间再进行采样。“采样间隔”是指两次采样之间所经历的时间。
[0028]自动测量
[0029]在设定完参数后，将待测物置于X轴平动台Y轴转动台上，校准物置于Z轴平动台上。在点击“自动测量”按钮后会自动执行以下过程:将校准物平移“Z轴平移量”到探