Messrechner

Vorbemerkung:

Viele Versuche im Fortgeschrittenenpraktikum verfügen über eine relativ alte Messwerterfassung (Stand 2010).

Beispielsweise wurden die Messswerte des Auger Spektrometers mit einem Atari Messrechner aus dem Jahre 1992 aufgenommen und ausgewertet. Andere Versuche verwenden alte und teildefekte XY-Schreiber zur Aufnahme der Messergebnisse oder alte ISA-Messkarten mit Treibersoftware, die nur unter MS-DOS zur Verfügung steht (MS-DOS kennen die meisten Studenten nur noch vom Hörensagen).

Aus diesen Gründen und auch auf Grund von strukturellen Veränderungen in den Forschungsschwerpunkten des Fachbereichs als Resultat zahlreicher Neuberufungen in den letzten Jahren sind eine Modernisierung eines größeren Teils der bestehenden Versuche sowie – insbesondere im FP-Ma – eine Grunderneuerung und ein Neuaufbau erforderlich.

Im Forschungs- und Industriealltag ist die Software-Plattform LABVIEW (National Instruments NI) ein Standard für die Experimentesteuerung und Auswertung. Diese soll auch im FP als Entwicklungsbasis für Steuer- und Messaufgaben eingeführt werden. So werden zum einen unsere Studierenden frühzeitig an LABVIEW herangeführt, zum anderen ist ein hohes Maß an Investitionssicherheit im Bereich des FP garantiert, soweit die Messhardware mit LABVIEW Treibern kompatibel ist bzw. mit eigenen Labview Treibern geliefert wird, deren regelmäßige Aktualisierung garantiert ist. Sämtliche Auswertesoftware ist entweder auf LABVIEW umgeschrieben oder von einer völlig veralteten Version auf LABVIEW 2012 aktualisiert worden. In diesem Zuge werden alte Messrechner durch aktuelle Hardware (DELL Optiplex 790) und Software (Windows 7) ersetzt.

Bei der Beschaffung neuer Messhardware wird -wenn möglich- die USB Variante gewählt. Der Universal Serial Bus (USB) ist an jedem Messrechner vorhanden und garantiert damit ein hohes Maß an Austauschbarkeit der Messhardware zwischen den Messrechnern. Mit USB ausgestattete Geräte können im laufenden Betrieb miteinander verbunden (Hot-Plugging) und angeschlossene Geräte sowie deren Eigenschaften automatisch erkannt werden. Das zur Zeit schnellste USB Gerät im FP erreicht eine maximale Datenrate von 1,25 MSamples/sec bei 16 bit Auflösung (NI-USB 6351). Bidirektionale Hochgeschwindigkeits-Datentransfer über USB ohne Unterbrechung garantiert die Streaming-Technologie von NI.

Die Modernisierungsphase wurde im Jahr 2010 begonnen. Sie zeigt erste Erfolge und wird in der nächsten Zeit systematisch fortgesetzt werden. Schwerpunkt ist die Modernisierung der rechnergestützten Datenaufnahme und Versuchsauswertung. Folgende Versuche sind zum Teil erheblich überarbeitet worden:

• Gammaspektroskopie (Ersatz der PCI Messkarte durch eine verbesserte USB Lösung incl. Software, noch nicht abgeschlossen)
• Holographie (NI-USB6009 und Messverstärker, Auswerteprogramm)
• Zeemann-Effekt (neue Kamera USB, Erneuerung der Auswertesoftware)
• Optische Messungen an einem Isolatorkristall (NI USB-6009 und Erweiterung der Auswertung)
• Compton Effekt ( Ersatz von 2 PCI Messkarte durch eine verbesserte USB Lösung incl. Software, noch nicht abgeschlossen)
• LEED (Ersatz der Kamera durch USB Lösung)
• Pulsed NMR (Datenaufnahme mit Tektronix TDS 340A und IB-Bus und Entwicklung einer Auswertesoftware)
• Photonenspektroskopie (Aktualisierung und Verbesserung der Auswertesoftware)
• Augerspektroskopie (Neukonzipierung der Auswertesoftware, sehr aufwendig)
• Magnetooptischer Kerr Effekt (MOKE) (Umstellung auf neue Messhardware NI MyDAQ und Verbesserung der Auswertesoftware)

Der Neuaufbau betrifft bisher folgende Versuche

• Rayleigh Streuung (Datenaufnahme über Hameg HMO 1522 und USB, Auswertesoftware)
• NMR Versuch (NI-USB6009 (Daten und Start Trigger) mit Stopp Trigger über V24, Auswertesoftware)
• Messungen an Hochtemperatursupraleitern[(YBa₂Cu₃O₇ und Bi₂Sr₂CaCu₂O₉ als 4 Punkt Proben, Entwicklung eines virtuellen Lock-In Verstärkers zur Messung der kritischen Temperatur T_c, spannungskontrollierte Stromquelle für Wechselströme bis mehrere kHz, rauscharmer Instrumentenverstärker mit Verstärkungsfaktor ≤ 10⁴)

Hier sind Messaufbau und Messdatenauswertung besonders aufwendig, da beides neu konzipiert und getestet werden muss.

Unterlagen:

Hier werden alle Informationen zum Stand der Messrechner im Praktikum (Ba und Ma Versuche) gesammelt

Liste der Praktikumsrechner (Stand: 6.2.2013)

Netzwerkliste des Praktikums, alle Rechner (Hostdb) (Stand: 23.1.2013)

Aktuelles:

• Ersatz der alten PCs durch neue Dell Rechner (Optiplex 790) aus dem “FU-Energiesparprogramm” (abgeschlossen, Mai 2013)
• Entwicklung einer Backupstrategie für die PCs an den Versuchen (Testphase). Ergebnis: die Win7 eigenen Backupstrategie funktioniert leider nicht zuverlässig, insbesondere beim Rückspielen des Systems über Netzwerk
• Ersatz der alten Ortec-Karten (PCI) durch verbesserte USB Varianten incl. aktueller Software (betr. Gamma-Spektroskopie(Ba2) und Compton-Effekt(Ma1)), die PCI Karten funktionieren nicht in den aktuellen DELL Rechnern (3 USB Geräte bestellt). Der Aufbau ist jetzt (Mai 2013) abgeschlossen, die Rechner mit den alten Ortec PCI-Karten verbleiben noch als Backup für den Notfall.