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X射线衍射仪是利用X射线照射到不同的物质时,由于构成不同物质的晶体结构不同,就产生不同的衍射条纹,是一种研究晶体结构的分析方法,而不是研究样品内含有元素种类及含量的一种方法。X射线衍射仪数据控制器是X射线衍射仪的主要组成部分,其测量和控制的对象:1、X射线发生器的直流高压工作电压、电流的检测可调整:工作电压的检测:是通过对工作电压分压采样经A/D转换成计算机可以接受的数字量。工作电流的检测:是通过对工作电流取样电阻采样,再经A/D转换成计算机可以接受的数字量。工作电压的控制:通过计算机输出数字量经D/A转换器转换成模拟电压量控制X射线发生器的输入端的高压电源的电压。工作电流的控制:通过计算机输出数字量经D/A转换器转换成模拟电压量,控制X射线发生器阴极灯丝电压。衍射角测定单元的检测和控制:通过控制两组或多组步进电机实现对样品台与样品检测器以及X射线聚焦狭缝系统的联动装置的控制;通过控制狭缝快门实现对X射线源的控制;检测联动装置的上限(起始<WP=59>位置)、下限(终止位置)。3、X射线强度记录单元:包括对检测器(计数管),比例放大器,窗口电压比较放大器和脉冲计数测量部分的测量和控制。在X射线衍射仪中X射线不能直接测量,必须把它转换成可测量的电信号,然后经过计数器转换成数字量。通常采用的闪烁计数器作为检测器。闪烁计数器是由闪烁体和光电倍增管组成,当X射线射入闪烁体时,使闪烁体产生一定数量的可见光子,可见光子的数量与X射线光子的能量成正比。闪烁体发出的光子被光电倍增管检测并放大,形成检测器的输出脉冲。检测器产生的脉冲幅度都很小(约几个到几十个毫伏),其幅度必须经放大器比例放大。经比例放大器放大后幅值约为5V左右。经比例放大器放大后的脉冲信号经窗口电压比较放大器消除干扰给计数器。根据X射线衍射仪的工作原理以及其所测量和控制的对象,本文围绕着X射线衍射仪数据控制器的研制过程展开了详细的论述。其主要研究工作及研究内容如下:1、对X射线衍射仪工作原理及仪器结构的分析,讨论了X射线衍射仪的测控对象。2、根据测控对象,给出X射线衍射仪数据控制器的整体结构。X射线衍射仪数据控制器采用了多CPU总线系统集成技术,是一个多CPU系统控制器,每个CPU控制一个模块,每一个模块都是一个独立的计算机系统,各个系统之间靠底板上的总线连接在一起,通过主控模块完成上层管理机的数据处理系统对各个模块的控制以及各个模块之间的信息交换,根据控制器的整体结构,进一步论述了构成控制器整体结构的总线标准,标准通讯代码和命令,主控制模块,步进电机模块,检测模块,AD/DA模块,I/O模块,继电器等模块的硬件设计等。3、根据X射线衍射仪的工作原理及仪器构成部件,研究了X射线衍<WP=60>射的工作流程,主控模块与上层管理机以及主控模块与各子模块之间的通讯协议及通讯流程,步进电机驱动流程,检测计数工作方法,窗口电压放大器窗口电压的选取方法,以及光电倍增管高压选取方法。4、总结了X射线衍射仪数据控制器的主要技术指标,给出了控制器部分性能测试及样品实验结果,对部分测试结果进行了误差分析,提示了数据控制器不足之处,初步拟定了系统改进方案(有待下一步工作继续研究)。