MAT同位素质谱计软件控制技术分析

　　1前言

　　MAT同位素质谱计主要包括气体稳定同位素质谱和固体同位素质谱，以及UF‘专用质谱等类型，其各型仪器除进样和电离方式、数据处理方法等因不同应用目的不同外，测控电路、软件控制等方面均采用了相同的技术和实现方法。计算机的配备则以采用HP系列计算机为主，从HP9815、HP9825到HP9836、HP300等，除早期的HP9815A和HP9825A限于当时技术条件而有较大的差别外，后期均采用HPBASIC语言的各版本作为系统语言，其应用程序除功能上有所不同外，测控软件无明显差别，甚至采用了一致的子程序，因此我们将以一种仪器软件为主，对MAT系列同位素质谱计软件控制技术进行剖析，同时给出几个简单的小程序供读者试验时参考。

　　MAT261是MAT系列质谱计中有代表性的固体同位素质计，其控制电路几乎包括了其它各型仪器的主要部分，而且其软件较成熟、完善，因此本文将以MAT261为例进行讨论。

　　2软件的系统结构

　　MAT261由系统程序和数据文件两大部分组成。系统程序中又可分为数据管理程序和侧控程序，在此我们仅讨论测控程序部分，其结构如图1所示，两个主模块ACQUISITION和MONITOR构成了数据采集和仪器调校两个部分，一些辅助功能如TEST，INPUTCHANNEL等几乎包括了仪器所有的测控功能，我们只要掌握了实现这些功能的过程，即可对整个程序的测控技术进行分析，本文着重讨论几个常用的辅助功能程序。

　　3接口及软件控制格式

　　3.1接口及其指令系统

　　MAT同位素质谱计均采用GP一IB即IEEE一488接口总线与计算机相连，在GP一IB指令集中有多达37条不同指令，而该仪器仅采用了其中的OUTPUT(向设备写数据)、ENTER(从设备读数据)、CLEAR(接口或设备清零)和TIMEOUT(超时时限)等四条指令，而最常用的只有OUTPUT和ENTER，熟悉这两条指令，几乎可以完成仪器的全部控制功能。

　　3.2指令格式

　　3.2.1CLEARAdr(Dev)

　　Adr:GPIB接口主地址(HPIB为7)

　　Dev:设备地址

　　3.2.2ONTIMEOUTAdr，TT:超时时限(秒)

　　OFFTIMEOUT

　　3.2.3OUTPUTDevUSING“#，B，，;Codel，CodeZ，……Codel，Code2.··…:向Dev设备写人的代码以ASCll字符方式

　　3.2.4ENTERDevUSING“#，B";Datal，DataZ……Datal，DataZ..·…;从Dev设备读人的数据以Ascn字符方式

　　对于HP计算机，其HPIB(GPIB)接口主地址为7，MAT261中，数字板地址为725，DAC磁场调节板地址为717。

　　4软件控制技术

　　4.1磁场DAC一16的设置

　　我们首先分析简单的控制功能，DAC一16的设置由于不涉及状态读取，为单指令操作，参考《MAT同位素质谱计数字控制电路分析)[l〕一文，可以得知，此板的主地址为717，DAC一16的数据分为低8位和高8位两次传输，地址分别为1和2。设置指令为:OUTPUT717USING“#，B";NMOD256，l，INT(N/256)，ZN为设置的DAC一16码，0一2‘6，其对应的MASS由MASSSCALE曲线获得;