はじめに

PythonおよびKeithley 2401 を用いた矩形波定電圧の印加の定電流版。
サンプルコードに手を加えることで、定電流印加に関する様々なプログラムを組める。

コード

サンプルコード

# coding: UTF-8
import openpyxl
import time
from pymeasure.instruments.keithley import Keithley2400
from datetime import datetime

### common settings ###
date = int(datetime.now().strftime("%Y%m%d"))-20000000 # 日付。2020年9月10日なら「200910」

keithley1 = Keithley2400("GPIB::24") 

def initial_settings():
    sheet.cell(row = 1, column = 1).value = 't1 (sec)'
    sheet.cell(row = 1, column = 2).value = 'V1(V)'
    sheet.cell(row = 1, column = 5).value = datetime.now()

    ### keithley settings ###
    keithley1.reset()    
    keithley1.disable_buffer()
    keithley1.use_front_terminals()
    keithley1.apply_current()
    keithley1.source_current = 0
    keithley1.enable_source()
    keithley1.measure_voltage()
    keithley1.compliance_voltage = 1 

def i_1(current):
    target_time = interval
    voltage_time = voltage_interval
    time_accuracy = 0.2

    rest_direction = time.time() - base_time - target_time
    for step in range(steps):
        keithley1.ramp_to_current(current,steps=3)
        while  rest_direction < 0 : # 電流の向き不変
            rest_voltage = time.time()-base_time - voltage_time
            while rest_voltage < 0 and rest_direction<0: # 電圧測定しない、かつ、電流の向き不変
                time.sleep(time_accuracy)
                rest_voltage = time.time()-base_time - voltage_time
                rest_direction = time.time() - base_time - target_time
            # 電圧測定する、かつ、電流の向き不変
            sheet.cell(row = int(voltage_time/voltage_interval)+1, column = 1).value = time.time()-base_time
            sheet.cell(row = int(voltage_time/voltage_interval)+1, column = 2).value = keithley1.voltage # 電圧記録の予定時間が来たらエクセルへ記録。
            voltage_time = voltage_time + voltage_interval # 電圧記録時間を再設定。
        #電流の向き変更
        target_time = target_time + interval
        rest_direction = time.time() - base_time - target_time

        #電流 0 にする（後の電流の向き反転のため、voltageに0を代入していない）
        keithley1.ramp_to_current(0,steps=3)
        while  rest_direction < 0 : # 電流の向き不変
            rest_voltage = time.time()-base_time - voltage_time
            while rest_voltage < 0 and rest_direction<0: # 電圧測定しない、かつ、電流の向き不変
                time.sleep(time_accuracy)
                rest_voltage = time.time()-base_time - voltage_time
                rest_direction = time.time() - base_time - target_time
            # 電圧測定する、かつ、電流の向き不変
            sheet.cell(row = int(voltage_time/voltage_interval)+1, column = 1).value = time.time()-base_time
            sheet.cell(row = int(voltage_time/voltage_interval)+1, column = 2).value = keithley1.voltage # 電圧記録の予定時間が来たらエクセルへ記録。
            voltage_time = voltage_time + voltage_interval # 電圧記録時間を再設定。
        #電流の向き変更
        current = current*(-1) # 電流の向き反転
        target_time = target_time + interval
        rest_direction = time.time() - base_time - target_time
    keithley1.shutdown()
    print('v_1_done.')

### conducting functions ###
if __name__ == "__main__":

    sample_name = "test"
    I1 = 0.1
    steps = 2
    interval = 2 #(sec)
    voltage_interval = 0.5 # 電圧測定間隔

    Username = '***' 
    path = "C:\\Users\\{0}\\Desktop\\".format(Username)
    filename = "{0}_{1}_{2}A_{3}sec_{4}.xlsx".format(date, sample_name, I1, interval, steps)

    print(datetime.now())
    book = openpyxl.Workbook() # エクセルファイルを作成
    sheet = book.worksheets[0] 
    initial_settings() #ソースメータの電源を入れる

    base_time = time.time()
    i_1(I1)
    book.save(path + filename)
    print('finished.')

内容は定電圧の際とほぼ同じ。
電流印加と電圧印加における initial_settings の違いを参照されたい。

結果

0.1A の電流を、2秒ごとに向きが入れ替わるように2サイクル印加した。
ワニ口同士を直接噛ませたため、低電圧。