泰克6517B 靜電計(jì)/高阻表

泰克6517B 靜電計(jì)/高阻表

吉時(shí)利5位半6517B靜電計(jì)/高阻表提供的精 度和靈敏度指標(biāo)高于其他同類型儀表。它還具有 完備的功能，使測(cè)量高阻和絕緣材料電阻率變得 簡(jiǎn)單。6517B具有425讀數(shù)/秒的測(cè)試速率，比同 類型的靜電計(jì)快很多，可以提供快速、簡(jiǎn)易的弱 電流測(cè)量能力測(cè)量弱電流。

主要特點(diǎn):

• 電阻測(cè)量可達(dá)1016 Ω
• 電流測(cè)量范圍1fA - 20mA
• 小電流量程輸入端壓降<20μV
• 200TΩ 輸入阻抗
• <3fA 偏置電流
• 測(cè)試速率高達(dá)425 rdgs/s
• 噪聲0.75fA p-p
• 內(nèi)置±1kV電壓源
• *的高電阻測(cè)量電壓反接方法
• 可選的插件式掃描卡

出眾的性能指標(biāo)

半機(jī)架型6517B靜電計(jì)/高阻表具有特殊的低 電流輸入放大器，其輸入偏置電流<3fA，噪聲僅 0.75fA p-p (峰-峰) ，輸入端壓降<20μV。對(duì)于 接近理想的電路負(fù)載，其電壓和電阻測(cè)量的輸入 阻抗是200TΩ。這些性能指標(biāo)確保物理、光學(xué)、納米技術(shù)和材料科學(xué)等研究領(lǐng)域低電流和高阻抗電壓、電阻和電荷測(cè)量所需的準(zhǔn)確 度和靈敏度。內(nèi)置±1kV的電壓源具有掃描能力，從而簡(jiǎn)化漏流測(cè)試、擊穿電壓測(cè)試 和電阻測(cè)試，以及絕緣材料的體電阻率(Ω-cm) 及表面電阻率(Ω/square) 的測(cè)量。

測(cè)量范圍寬

6517B型靜電計(jì)/高阻表具有全自動(dòng)量程，超過(guò)電流、電阻、電壓和電荷測(cè)量滿量程：
• 電流測(cè)量范圍：1fA - 20mA
• 電壓測(cè)量范圍：10μV - 200V
• 電阻測(cè)量范圍：50Ω - 1016Ω
• 電荷測(cè)量范圍：10fC - 2μC

改進(jìn)的高靈敏度測(cè)量

許多測(cè)試應(yīng)用要求測(cè)量高級(jí)別材料的電阻率（面電阻率和體電阻率）。傳統(tǒng)測(cè) 量方法是對(duì)樣本施加足夠高的電壓，測(cè)量流經(jīng)樣本的電流，然后利用歐姆定律(R=V /I)計(jì)算其電阻。雖然高阻材料和器件產(chǎn)生很小的電流，很難準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量，但利用 吉時(shí)利靜電計(jì)和皮安計(jì)則可以成功地進(jìn)行這種測(cè)量。

即使利用高精度儀器，材料中固有的背景電流使得進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量較為 困難。由于壓電效應(yīng)、電容效應(yīng)和偏振效應(yīng)，絕緣材料、聚合物和塑料通 常都顯示出背景電流。這些背景電流一般等于或大于施加電壓產(chǎn)生的電流。 在這些情況下，其測(cè)量結(jié)果往往是不穩(wěn)定的，生成不準(zhǔn)確的電阻或電阻率 讀數(shù)甚至錯(cuò)誤的負(fù)值。吉時(shí)利6517B型靜電計(jì)/高阻表旨在解決這些問(wèn)題， 并為各種材料和元件提供*、可重復(fù)和精準(zhǔn)的測(cè)量，特別是與8009型電 阻測(cè)試夾具一起使用時(shí)。

變換極性法

6517B型靜電計(jì)/高阻表使用變換電極法，實(shí)際上消除了樣本的背景電 流。并剔除背景電流的第yi級(jí)和第二級(jí)漂移。變換電極法施加一個(gè)正極性 電壓，然后在延遲（測(cè)量時(shí)間）后測(cè)量電流。接著，改變電壓極性， 使用相同的延遲，重新測(cè)量電流。連續(xù)重復(fù)這個(gè)過(guò)程，并根據(jù)4個(gè)電 流測(cè)量結(jié)果的加權(quán)平均值計(jì)算出電阻。對(duì)大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)，通過(guò)7次反轉(zhuǎn)(即 舍棄前三個(gè)讀數(shù))，這個(gè)方法通常生成可高度重復(fù)、準(zhǔn)確的電阻（或電阻 率）測(cè)量結(jié)果。例如，利用8009型測(cè)試夾具0.3%的重復(fù)度，可對(duì)1mm厚 的1014Ω-cm材料樣本進(jìn)行測(cè)量，在15秒測(cè)試周期內(nèi)其背景電流低于200fA。

與數(shù)字多用表類似的簡(jiǎn)單操作

6517B型靜電計(jì)/高阻表采用與數(shù) 字多用表類似的簡(jiǎn)易操作，可通過(guò)前 面板，利用單一按鈕控制電阻測(cè)量等 重要功能。還可以通過(guò)內(nèi)置IEEE-488 接口實(shí)施控制，因此，可利用計(jì)算機(jī) 控制器通過(guò)總線對(duì)所有功能進(jìn)行編程。

高精度高阻測(cè)量

6517B型靜電計(jì)/高阻表的諸多特 性和能力有助于確保高阻測(cè)量應(yīng)用的 準(zhǔn)確度。例如，其內(nèi)置電壓源簡(jiǎn)化了 絕緣器電阻率和所用電源電壓電平之 間關(guān)系的確定。它還非常適合電容器 泄漏和絕緣電阻測(cè)量、印刷電路板表 面絕緣電阻測(cè)試、電阻器電壓系數(shù)測(cè) 試以及二極管泄漏特性分析。

溫度和濕度測(cè)試

濕度和溫度可能嚴(yán)重影響材料的 電阻率值。為了幫助您準(zhǔn)確比較在不 同情況下測(cè)得的讀數(shù)，6517B型靜電 計(jì)/高阻表提供內(nèi)置K型熱電偶和一個(gè) 可選的6517-RH型相對(duì)濕度探頭。其 內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩沖器允許記錄和調(diào)用 具有時(shí)間、溫度和相對(duì)濕度Stamping 的讀數(shù)。

附件擴(kuò)展測(cè)量能力

利用多種可選附件，可以擴(kuò)展 6517B型靜電計(jì)/高阻表的應(yīng)用，并改 進(jìn)其性能。

掃描卡。利用兩張掃描卡，可以簡(jiǎn)化 多個(gè)信號(hào)的掃描。每張卡都可以輕松 插入儀器后面板的插槽。6521型掃描 卡提供10個(gè)低電平電流掃描通道。 6522型掃描卡提供10個(gè)高阻抗電壓開(kāi) 關(guān)或低電流開(kāi)關(guān)通道。

測(cè)試夾具。8009型電阻率夾具是一款 受保護(hù)的測(cè)試夾具，用于樣本材料的 體電阻率和表明電阻率測(cè)量。它包括 按ASTM標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的不銹鋼電極。該 夾具的電極尺寸已在6517B型靜電計(jì) /高阻表預(yù)編程，因此無(wú)需計(jì)算其數(shù) 值，可以稍后手動(dòng)輸入。這個(gè)附件旨 在保護(hù)用戶避免接觸潛在的危險(xiǎn)電壓 ——自動(dòng)開(kāi)啟夾具蓋，關(guān)閉6517B型 靜電計(jì)/高阻表電壓源輸出。

應(yīng)用

6517B型靜電計(jì)/高阻表非常適合物 理、光學(xué)、納米技術(shù)和材料科學(xué)等研究 領(lǐng)域的低電流和高阻抗電壓、電阻和電 荷測(cè)量。其極低的電壓降非常適合太陽(yáng) 能電池測(cè)量，其內(nèi)置電壓源和低電流靈 敏度使之成為基于聚合物的納米線等高 阻測(cè)量的出眾解決方案。其高速和易用 性使之成為質(zhì)量控制、產(chǎn)品工程和生產(chǎn) 測(cè)試（包括漏流、擊穿和電阻測(cè)試）應(yīng) 用的*選擇。利用6517B型靜電計(jì)/高 阻表的電壓反轉(zhuǎn)方法，可以大幅改進(jìn)對(duì) 絕緣材料的體電阻率和表面電阻率測(cè)量。 6517B型靜電計(jì)/高阻表還非常適合電化 學(xué)應(yīng)用，如離子選擇性電極和pH測(cè)量、 電導(dǎo)電池和電勢(shì)測(cè)定。

改進(jìn)型6517B靜電計(jì)/高阻表

6517B型靜電計(jì)/高阻表是一款升 級(jí)型號(hào)，用于取代1996年推出的6517A 型儀器。利用SCPI指令為6517A型儀器 建造的軟件應(yīng)用程序無(wú)需任何修改即可 用于6517B型靜電計(jì)/高阻表。不過(guò)，同 早期的6517A設(shè)計(jì)相比，6517B型靜電 計(jì)/高阻表進(jìn)行了一些改進(jìn)。其內(nèi)部電 池供電的內(nèi)存緩存可存儲(chǔ)高達(dá)50,000個(gè) 讀數(shù)，允許用戶更長(zhǎng)時(shí)間地記錄測(cè)試結(jié) 果，并存儲(chǔ)更多與讀數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)。該 新型儀器還為內(nèi)部緩存提供更快的讀取 速度(高達(dá)425讀數(shù)/秒)，還可通過(guò)IEEE 總線存入外部存儲(chǔ)器(速度高達(dá)400讀數(shù) /秒)。為了滿足現(xiàn)代連接和安全需求， 6517B型還連接器進(jìn)行了幾處改動(dòng)。

泰克6517B 靜電計(jì)/高阻表

電壓

常模抑制比（NMRR）：2V和20V量程>60dB, 200V量程>55dB。
50Hz或60Hz2。
共態(tài)抑制比（CMRR）：直流時(shí)>120dB，50Hz或60Hz。
輸入阻抗：>200TΩ，并聯(lián)20pF電容，保護(hù)電容<2pF(1MΩ零檢查)。
前置放大器輸出端的小信號(hào)帶寬: 典型值100kHz (–3dB)。

注：

1. 適當(dāng)歸零時(shí)，5½位，1個(gè)PLC (電力線周期)，中值濾波器開(kāi)啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。
2. 線路同步。

電流

輸入偏置電流：<3fA（典型值）。
溫度系數(shù) = 0.5fA/°C，20pA量程。
輸入偏置電流噪聲：<750aA p-p (capped input)，帶寬0.1Hz～10Hz， 阻尼。數(shù)字濾波器= 40讀數(shù)，量程20pA。
輸入電壓降（典型溫度±1°C）：
在20pA, 2nA, 20nA, 2μA與20μA量程時(shí)，<20μV。
在200pA, 200nA與200μA量程時(shí)，<100μV。
在2mA量程時(shí)，<.2mV。在20mA量程時(shí)，<5mV。
輸入電壓降溫度系數(shù)：在pA, nA與μA量程時(shí)，<10μV/°C。
前置放大器建立時(shí)間(達(dá)到終值10%)典型值：在pA量程時(shí)， 為0.5s (阻尼關(guān)閉)和2.0 s (阻尼開(kāi)啟)。在nA量程時(shí)，為15ms (阻尼關(guān)閉)；在μA量程時(shí)，為1ms (阻尼關(guān)閉)；在mA量程時(shí)， 為500μs (阻尼關(guān)閉)。
常模抑制比（NMRR）：在50Hz或60Hz³時(shí)，在各個(gè)量程均>60dB。

注：
1. 適當(dāng)歸零時(shí)，5½位，1個(gè)PLC (電力線周期)，中值濾波器開(kāi)啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。
2. aA = 10-18A，fA = 10-15A
3. 線路同步。

電阻(常規(guī)方法)

注：
1. 自動(dòng)電壓源歐姆性能指標(biāo)，適當(dāng)歸零時(shí)，5½位，1個(gè)PLC (電力線周期)，中值濾波器開(kāi)啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。如果需要用戶可選電壓，請(qǐng)使用手動(dòng)模式。手動(dòng)模式顯示通過(guò)測(cè) 得電流計(jì)算出的電阻(高達(dá)1018Ω)。其準(zhǔn)確度等同于電壓源準(zhǔn)確度加選定電流量程的準(zhǔn)確度。
前置放大器建立時(shí)間：在電流性能指標(biāo)中，為前置放大器建立時(shí)間增加電壓源建立時(shí)間。
超過(guò)20GΩ的范圍需要根據(jù)載荷特性額外設(shè)定。

電阻(變換極性法)

變換極性序列可以補(bǔ)償待測(cè)材料或期間的背景（偏移）電流。大容許偏移為所用電流量程 的滿刻度。
使用吉時(shí)利8009夾具
可靠性：ΔI_BG × R/V_ALT + 0.1% (1σ) (儀器溫度常數(shù)±1°C)。
準(zhǔn)確度：(V_SRCErr + I_MEASErr × R)/V_ALT
其中：ΔI_BG是測(cè)量得到的來(lái)自樣本和測(cè)試夾具的典型背景電流噪聲。
V_ALT是使用的變換極性電壓。
V_SRCErr是使用V_ALT作為設(shè)置的電壓源準(zhǔn)確度(單位：V) 。
I_MEASErr是使用作為V_ALT /R讀數(shù)的電流計(jì)準(zhǔn)確度(單位：A)。

電壓源

大輸出電流：
100V量程：±10mA, 在<14mA時(shí)，采取硬件短路電流保護(hù)。
1000V量程：±1mA, 在<1.4mA時(shí)，采取硬件短路電流保護(hù)。
建立時(shí)間：
100V量程：到達(dá)額定準(zhǔn)確度<8m s。
1000V量程：到達(dá)額定準(zhǔn)確度<50ms。
噪聲(典型值)：
100V量程：<2.6mV rms。
1000V量程：<2.9mV rms。

電荷

注：
1. 性能指標(biāo)適用于電荷剛采集后。增加
|QAV| (4fA + _____ ) T_A RC 其中，T_A = 電荷歸零與測(cè)量之間的時(shí)間周期（單位：秒）
QAV = 在T_A周期測(cè)得的平均電荷，RC = 300,000（典型值）。
2. 適當(dāng)歸零時(shí)，5½位，1個(gè)PLC (電力線周期)，中值濾波器開(kāi)啟, 數(shù)字濾波器 = 10個(gè)讀數(shù)。
輸入偏置電流: 典型值時(shí)，<4fA。溫度系數(shù)= 0.5fA/°C，量程2nC。

溫度（熱電偶）

注：1. 不包括探測(cè)誤差，Tcal ± 5°C, 1 PLC積分時(shí)間。

濕度

注： 1. 必須增加濕度探測(cè)準(zhǔn)確度。對(duì)于6517-RH型，為±3% RH，探測(cè)環(huán)境溫度高達(dá)65°C， 不超過(guò)85°C。

6517B型靜電計(jì)/高阻表后面板

IEEE-488總線實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)：SCPI (IEEE-488.2, SCPI-1999.0)。
從觸發(fā)到完成讀數(shù)：150ms典型值，包括外部觸發(fā)器。
RS-232實(shí)現(xiàn)：支持：SCPI 1991.0。波特率: 300, 600, 1200, 2400,4800, 9600, 19.2k, 38.4k, 57.6k與115.2k。
流程控制：無(wú)，Xon/Xoff。
連接器：DB-9 TXD/RXD/GND。

公共指標(biāo)

過(guò)量程指示：當(dāng)讀數(shù)>105%量程時(shí)，顯示讀數(shù) “OVERFLOW”（超額）。對(duì)于 嚴(yán)重過(guò)量程情況，顯示 “OUT OF LIMIT”（超限）。
量程設(shè)置：自動(dòng)或手動(dòng)。
轉(zhuǎn)換時(shí)間：可選擇0.01PLC至10PLC。
大輸入：250V峰值，直流至60Hz正弦波；對(duì)于mA量程，每分鐘大值10s。
大共模電壓(直流至60Hz正弦波)：靜電計(jì)，500V峰值；電壓源，750V峰值。
隔離(儀表公共端至底盤)：>1010Ω, <500pF。
輸入連接器：后面板包含3個(gè)三同軸電纜連接器。
2V模擬輸出：對(duì)滿量程輸入，為2V。在電壓模式下非反相，測(cè)量電流、電阻 或電荷時(shí)反相。輸出阻抗10kΩ。
峰值輸出：為電壓測(cè)量提供保護(hù)輸出。在電流和電荷模式下可以用作反相輸出 或外部反饋。
外部觸發(fā)器：TTL兼容的外部觸發(fā)器與靜電計(jì)。
保護(hù)：切換至可用電壓保護(hù)。
數(shù)字I/O與觸發(fā)線路：可用，參見(jiàn)使用手冊(cè)。
EMC：符合歐盟指令89/336/EEC, EN 61326-1。
安全：符合歐盟指令73/23/EEC, EN 61010-1。
讀數(shù)存儲(chǔ)：50,000。
讀數(shù)率：
至內(nèi)部緩存：425 讀數(shù)/秒1
至IEEE-488總線：400讀數(shù)/秒1,2
總線傳輸：3300讀數(shù)/秒2
1. 0.01PLC，數(shù)字濾波器關(guān)閉，前面板關(guān)閉，溫度+ RH關(guān)閉，線路同步關(guān)閉。
2.二進(jìn)制傳輸模式。
數(shù)字濾波器 ：中值 和平均。
環(huán)境：工 作：0 ～ 50°C；相對(duì)濕度70%非冷凝，zui高35°C。
存儲(chǔ)：–25 ～ +65°C。
海拔：zui高高出海 平面2000 m，符合EN 61010-1標(biāo)準(zhǔn)。
預(yù)熱：1小時(shí)至額定準(zhǔn)確度(關(guān)于推薦的程序，參見(jiàn)手冊(cè))。
電源：用戶可選擇100, 120, 220, 240VAC ±10%; 50/60Hz, 100VA大值。
外形：箱體尺寸：90mm 高× 214mm 寬 × 369mm 長(zhǎng)(3½ in. × 8½ in.× 14½ in .)。
工作尺寸：從殼體前面到后面（包括電源線和IEEE-488連接器）：15.5 in。
凈重：5.4kg (11.8 lbs.)。
毛重：6.9kg (15.11 lbs.)。