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吉时利2400源表精度(吉时利电源怎么设置电流)

发布时间:2025-01-05 18:22:29 课外活动 192次 作者:合肥育英学校

原标题:如何使用KeithleySourceMeter2460测量大电流、低电阻器件

低电阻测量提供了一种识别随时间变化的电阻元素的好方法。通常,此类测量用于评估设备或材料是否因热、疲劳、腐蚀、振动等环境因素而退化。对于许多应用,这些测量值通常低于10。电阻的变化通常是两个触点之间发生某种形式的退化的最佳指示。为了评估大功率电阻器、断路器、开关、母线、电缆、连接器和其他电阻元件,通常使用高电流进行低电阻测量。

吉时利2400源表精度(吉时利电源怎么设置电流)

大多数数字万用表(DMM)无法进行大电流低电阻测量。可以使用数字万用表(DMM)和电源进行测量,但为了实现测量过程的自动化,必须首先将这些仪器集成到系统中,然后必须手动计算电阻。

使用源测量单元(SMU)仪器或数字源表仪器可以简化高电流激励的低电阻测量。SourceMeter仪器能够输出和测量电流和电压。吉时利源表2460型大电流数字源表源测量单元(SMU)仪器具有拉/灌大电流并测量电压和电流的灵活性,使之成为测量低阻器件(需要高达7A激励电流)的完美解决方案。2460型仪器可以自动计算电阻,因此无需人工计算。其远程检测和偏移补偿等内建特性有助于优化低阻测量。2460型仪器分辨率小于1m。

可以通过KeithleySourceMeter2460仪器的前面板或后面板端子进行低电阻测量,如图1和2所示。请注意,您可以单独使用前面板端子或后面板端子,但不能交叉使用连接混合。

当引线连接到被测设备(DUT)时,请注意,FORCELO和SENSELO连接到DUT被测设备(DUT)引线的一端,FORCEHI和SENSEHI连接到DUT引线的另一端。DUT被测设备(DUT)引线。检测。连接应尽可能靠近被测电阻。这种4线测量消除了测试引线电阻对测量的影响。

图1显示了前面板连接,可通过四根最大额定电流为7A的绝缘香蕉电缆进行连接,例如两组Keithley8608型高性能鳄鱼夹测试引线组。

图12460仪器进行低电阻测量时前面板连接图

图2显示了后面板连接,可通过2460-KIT型螺丝端子连接器套件(2460型仪器附带)或2460-BAN型香蕉测试引线/适配器电缆进行连接。

图2执行低电阻测量时2460仪器的后面板连接

常见的低电阻测量误差源

低电阻测量中存在许多误差源,包括引线电阻、非欧姆接触和器件加热。

引线电阻

如图3所示,所有测试引线都有一定的电阻,有的高达数百毫欧。如果引线电阻足够高,可能会导致测量结果不正确。

热电电压

当电路的不同部分处于不同温度时,或者当不同材料的导体相互接触时,就会产生热电动势或热电动势。实验室温度或敏感电路附近气流的波动可能会导致测试电路中出现温度梯度,从而可能产生几微伏的热电电压。

非欧姆接触

当触点两端之间的电位差与流过触点的电流不成线性比例时,就会发生非欧姆接触。非欧姆接触可能发生在由氧化膜或其他非线性连接形成的低压电路中。为了避免非欧姆接触现象,应选择适当的接触材料,例如铟或金。确保输入钳位电压足够高,以避免源触点非线性引起的问题。为了减少电压表非欧姆接触引起的误差,采用屏蔽和适当的接地措施来减少交流干扰。

设备加热

进行低电阻测量时使用的电流通常比进行高电阻测量时使用的电流大得多。如果测试电流足够高并且器件的电阻值发生变化,则必须考虑器件的功耗。电阻器的功耗由下式决定:

P=I2R。

从这个关系式可以看出,当电流增加一倍时,器件的功耗将增加到4倍。因此,最大限度地减少器件热效应的一种方法是使用尽可能低的电流,同时保持被测器件(DUT)上所需的电压。如果无法降低电流水平,请考虑使用窄电流脉冲而不是直流信号。

如何成功实施低电阻、高电流测量

引线电阻和4线(开尔文)法

电阻测量通常使用图3所示的两线法进行。我们强制测试电流流过测试引线和被测电阻(R)。然后仪表通过同一组表笔测量电阻器两端的电压并计算出相应的电阻值。

图3使用源测量单元(SMU)仪器进行2线电阻测量

使用两线测量方法进行低电阻测量时的主要问题是引线的总电阻(RLEAD)添加到测量结果中。由于测试电流(I)在引线电阻上产生很小但很重要的压降,因此仪器(VM)测量到的电压(VM)将不会与被测电阻(R)上的电压完全相同,从而导致相当大的误差。典型的引线电阻范围为1m10m,因此当被测电阻小于10100时,采用两线测量方法很难得到准确的测量结果(取决于引线电阻的大小)。

由于两线法的局限性,对于低电阻测量,人们通常更喜欢使用四线连接法(开尔文法),如图4所示。在这种配置中,强制施加测试电流(I)通过一组测试引线流过被测电阻(R);而被测设备(DUT)两端的电压则通过称为检测引线的第二组引线进行测量。的。尽管检测引线中流过小电流,但这些电流在所有实际测量操作中可以忽略不计。

图4使用源测量单元(SMU)仪器进行4线电阻测量

由于检测引线两端的电压降可以忽略不计,因此仪表测量的电压(VM)和电阻器(R)两端的电压实际上是相同的。这样,可以比两线法更精确地确定电阻器的值。注意,电压采样线应尽可能靠近被测电阻,以避免将测试线的电阻包含在测量中。

?热电压(热电动势)和偏移补偿欧姆法

偏移补偿欧姆方法是一种最小化热电动势的技术。如图5a所示,源电流仅在测量周期的一部分时间内施加到被测电阻器上。当源电流打开时,仪器测量的总电压包括电阻器两端的压降和热电动势(图5b)。在测量周期的后半段,源电流被关闭。此时仪器测得的总电压只是电路中出现的热电动势(图5c)。如果在后半个测量周期内能够准确测量出VEMF,则可以将其从前半个测量周期内测得的电压中减去,这样偏移补偿电压测量结果就变为:

VM=VM1VM2

VM=(VEMF+IR)VEM

FVM=IR

然后,

R=VM/I

此外,我们注意到该测量过程消除了热电动势项(VEMF)。仪器限制

即使像源测量单元(SMU)仪器这样能够提供高达7A直流电流的仪器,在总输出功率方面也存在限制,这可能会影响电阻器的测量电阻。这种限制源于设备设计,并且通常取决于设计参数,例如仪器内部电源的最大输出、设备中使用分立元件的安全工作区域、仪器内部电路板上金属迹线的间距等。一些设计参数受最大电流限制,一些设计参数受最大电压限制,一些设计参数受最大功率限制(IV)限制。

图6显示了2460仪器在不同工作点的最大直流电流和最大功率。例如,源测量单元(SMU)功率包络的最大电流为7A(图中的A点),最大电压为100V(D点)。源测量单元(SMU)可输出的最大功率为100W,在D点(1A100V)达到。在A点,其功率低于49W。

图5偏置补偿欧姆法

图62460型高电流源测量单元(SMU)仪器功率包络

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