Исследование зависимости магнитной восприимчивости гадолиния от температуры производится с помощью программно-аппаратного комплекса, представляющего собой блок лабораторной установки и программу на компьютере.

Лабораторный блок непрерывно передает в компьютер данные о температуре образца и его магнитной проницаемости. Чтобы получать эти данные программа должна подключиться к одному из последовательных COM-портов, которые имеются в системе. Делается это нажатием кнопки «Подключить COM-порт» или комбинацией клавиш <Ctrl+D>. Один из таких последовательных портов появляется в системе после включении лабораторного блока установки.

Перед началом работы необходимо убедиться, что сетевой провод электропитания и провод USB подключены к лабораторному блоку.

Программа предназначена для взаимодействия с электронным блоком, представляющим собой экспериментальную установку, которая позволяет следующее:

• изменять температуру образца ферромагнетика (редкоземельный металл гадолиний) в заданном диапазоне температур, контролируя скорость изменения температуры. При этом образец может переходить из парамагнитного состояния в ферромагнитное и обратно.
• оценивать магнитную проницаемость (в терминах программы - намагниченность) образца ферромагнетика.
• принимать поток данных из лабораторного блока.
• передавать управляющие команды в лабораторный блок для управления температурными режимами.

Таким образом, программа позволяет подключиться к лабораторной установке через выбранный порт (COM-порт), принимать передаваемые данные и управлять режимами работы лабораторного блока.

Программой предусмотрена возможность как ручного, так и автоматического управления температурой. Данные о температуре образца и намагниченности принимаются и накапливаются программой, обеспечивая отображения текущих значений и всей истории их изменений, с момента подключения, в виде графиков.

Для начала исследований надо включить лабораторный блок, для этого тумблер электропитания необходимо перевести в верхнее положение.

На рабочем столе компьютера находится ярлык запуска программы SerialVisualizer. После появления заставки откроется окно программы.

Поскольку в системе может присутствовать несколько COM-портов для подключения, необходимо выбрать нужный порт из нескольких. Чтобы порт лабораторной установки появился в системе, необходимо, чтобы блок был включен и соединен к компьютеру проводом USB. Нередко порт COM1 присутствует в системе изначально, он соответствует специальному разъему на задней панели системного блока. Он нас не интересует. Вероятнее всего, интересующий нас порт окажется вторым в списке.

Органы управления программы расположены колонкой у левого края окна. Ниже пример с установками по умолчанию: Все органы управления сгруппированы в блоки. Самый верхний блок отвечает за подключение к порту и получение исходных данных. Необходимо выбрать нужный порт в выпадающем списке «COM-порт», а затем нажать кнопку «Подключить COM порт». Программа запоминает порт, который использовался в предыдущем сеансе подключения, даже если это было во время предыдущего запуска программы. В этом случае можно сразу нажимать кнопку подключения выбранного порта. Если выбрать не тот порт, произойдет соединение, но ожидаемые данные поступать в программу не будут. В этом случае, программа вскоре предупредит пользователя об этом специальным уведомлением.

Самым простым способом провести исследование изменений магнитной проницаемости гадолиния вблизи температуры Кюри, является – автоматический эксперимент. Положительным моментом является то, что система самостоятельно будет управлять скоростью изменения температуры. Ведь, если температуру менять слишком быстро, то увеличивается разброс локальных температур в различных участках исследуемого образца, что «размывает» получаемую в результате картину зависимости намагниченности от температуры.

Чтобы запустить автоматический эксперимент необходимо выбрать кнопку «Запустить эксперимент» в самой нижней группе «Автоматический эксперимент». Диапазон температур, в пределах которых будет происходить изменение задается двумя регуляторами «T_min» и «T_max». Наиболее оптимальными являются значения по умолчанию. Во время автоматического эксперимента эти регуляторы можно подстраивать.

Во время автоматического эксперимента на специальном экране отображается протокол эксперимента, по которому можно судить о том, что происходит в каждый момент. Эксперимент можно прервать досрочно или по мере необходимости корректировать его ход регуляторами, хотя это не рекомендуется.

Нужно дождаться завершения эксперимента и по его окончании закрыть окно программы. Результаты проведенного исследования будут помещены в отдельную автоматически созданную папку сеанса работы программы, с именем, наподобие: «ЕлМаг ЛР45 - 2022-09-26 (09-52-14)»

Эта папку можно найти внутри папки «ЛР 4.5 Результаты исследований» на Рабочем столе.

По итогам проведенного эксперимента в папке сеанса работы формируются файл «ЕлМаг ЛР45 2022-09-26 (09-52-14) - Все сеансы.xlsx» (имя файла для примера), в котором содержатся все данные полученные от лабораторного блока с момента подключения к порту, до момента отключения.

ВАЖНО: Файл « * - Все сеансы.xlsx» окончательно записывается в папку только при завершении работы программы.

Чтобы автоматически отключить соединение с COM-портом по завершении эксперимента, слева от кнопки «Запустить эксперимент» имеется переключатель. Если он установлен, то отключение от COM-порта произойдет автоматически по завершению эксперимента.

Если было произведено несколько сеансов подключений к порту, в рамках одной сессии работы программы, то данные каждого сеанса будут записаны в отдельные вкладки (sheets) указанного файла Excel, с нумерацией сеанса подключения в названии вкладки. В каждой из таких вкладок будут вставлены по две графические диаграммы, аналогичные графикам на экране программы.