吉時利2400源表精度(吉時利電源怎么設(shè)置電流)

原標題：如何使用KeithleySourceMeter2460測量大電流、低電阻器件

低電阻測量提供了一種識別隨時間變化的電阻元素的好方法。通常，此類測量用于評估設(shè)備或材料是否因熱、疲勞、腐蝕、振動等環(huán)境因素而退化。對于許多應(yīng)用，這些測量值通常低于10。電阻的變化通常是兩個觸點之間發(fā)生某種形式的退化的最佳指示。為了評估大功率電阻器、斷路器、開關(guān)、母線、電纜、連接器和其他電阻元件，通常使用高電流進行低電阻測量。

大多數(shù)數(shù)字萬用表(DMM)無法進行大電流低電阻測量?？梢允褂脭?shù)字萬用表(DMM)和電源進行測量，但為了實現(xiàn)測量過程的自動化，必須首先將這些儀器集成到系統(tǒng)中，然后必須手動計算電阻。

使用源測量單元(SMU)儀器或數(shù)字源表儀器可以簡化高電流激勵的低電阻測量。SourceMeter儀器能夠輸出和測量電流和電壓。吉時利源表2460型大電流數(shù)字源表源測量單元（SMU）儀器具有拉/灌大電流并測量電壓和電流的靈活性，使之成為測量低阻器件（需要高達7A激勵電流）的完美解決方案。2460型儀器可以自動計算電阻，因此無需人工計算。其遠程檢測和偏移補償?shù)葍?nèi)建特性有助于優(yōu)化低阻測量。2460型儀器分辨率小于1m。

可以通過KeithleySourceMeter2460儀器的前面板或后面板端子進行低電阻測量，如圖1和2所示。請注意，您可以單獨使用前面板端子或后面板端子，但不能交叉使用連接混合。

當(dāng)引線連接到被測設(shè)備(DUT)時，請注意，F(xiàn)ORCELO和SENSELO連接到DUT被測設(shè)備(DUT)引線的一端，F(xiàn)ORCEHI和SENSEHI連接到DUT引線的另一端。DUT被測設(shè)備(DUT)引線。檢測。連接應(yīng)盡可能靠近被測電阻。這種4線測量消除了測試引線電阻對測量的影響。

圖1顯示了前面板連接，可通過四根最大額定電流為7A的絕緣香蕉電纜進行連接，例如兩組Keithley8608型高性能鱷魚夾測試引線組。

圖12460儀器進行低電阻測量時前面板連接圖

圖2顯示了后面板連接，可通過2460-KIT型螺絲端子連接器套件（2460型儀器附帶）或2460-BAN型香蕉測試引線/適配器電纜進行連接。

圖2執(zhí)行低電阻測量時2460儀器的后面板連接

常見的低電阻測量誤差源

低電阻測量中存在許多誤差源，包括引線電阻、非歐姆接觸和器件加熱。

引線電阻

如圖3所示，所有測試引線都有一定的電阻，有的高達數(shù)百毫歐。如果引線電阻足夠高，可能會導(dǎo)致測量結(jié)果不正確。

熱電電壓

當(dāng)電路的不同部分處于不同溫度時，或者當(dāng)不同材料的導(dǎo)體相互接觸時，就會產(chǎn)生熱電動勢或熱電動勢。實驗室溫度或敏感電路附近氣流的波動可能會導(dǎo)致測試電路中出現(xiàn)溫度梯度，從而可能產(chǎn)生幾微伏的熱電電壓。

非歐姆接觸

當(dāng)觸點兩端之間的電位差與流過觸點的電流不成線性比例時，就會發(fā)生非歐姆接觸。非歐姆接觸可能發(fā)生在由氧化膜或其他非線性連接形成的低壓電路中。為了避免非歐姆接觸現(xiàn)象，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)慕佑|材料，例如銦或金。確保輸入鉗位電壓足夠高，以避免源觸點非線性引起的問題。為了減少電壓表非歐姆接觸引起的誤差，采用屏蔽和適當(dāng)?shù)慕拥卮胧﹣頊p少交流干擾。

設(shè)備加熱

進行低電阻測量時使用的電流通常比進行高電阻測量時使用的電流大得多。如果測試電流足夠高并且器件的電阻值發(fā)生變化，則必須考慮器件的功耗。電阻器的功耗由下式?jīng)Q定：

P=I2R。

從這個關(guān)系式可以看出，當(dāng)電流增加一倍時，器件的功耗將增加到4倍。因此，最大限度地減少器件熱效應(yīng)的一種方法是使用盡可能低的電流，同時保持被測器件(DUT)上所需的電壓。如果無法降低電流水平，請考慮使用窄電流脈沖而不是直流信號。

如何成功實施低電阻、高電流測量

引線電阻和4線（開爾文）法

電阻測量通常使用圖3所示的兩線法進行。我們強制測試電流流過測試引線和被測電阻(R)。然后儀表通過同一組表筆測量電阻器兩端的電壓并計算出相應(yīng)的電阻值。

圖3使用源測量單元(SMU)儀器進行2線電阻測量

使用兩線測量方法進行低電阻測量時的主要問題是引線的總電阻(RLEAD)添加到測量結(jié)果中。由于測試電流（I）在引線電阻上產(chǎn)生很小但很重要的壓降，因此儀器（VM）測量到的電壓（VM）將不會與被測電阻（R）上的電壓完全相同，從而導(dǎo)致相當(dāng)大的誤差。典型的引線電阻范圍為1m10m，因此當(dāng)被測電阻小于10100時，采用兩線測量方法很難得到準確的測量結(jié)果（取決于引線電阻的大?。?/p>

由于兩線法的局限性，對于低電阻測量，人們通常更喜歡使用四線連接法（開爾文法），如圖4所示。在這種配置中，強制施加測試電流（I）通過一組測試引線流過被測電阻（R）；而被測設(shè)備(DUT)兩端的電壓則通過稱為檢測引線的第二組引線進行測量。的。盡管檢測引線中流過小電流，但這些電流在所有實際測量操作中可以忽略不計。

圖4使用源測量單元(SMU)儀器進行4線電阻測量

由于檢測引線兩端的電壓降可以忽略不計，因此儀表測量的電壓(VM)和電阻器(R)兩端的電壓實際上是相同的。這樣，可以比兩線法更精確地確定電阻器的值。注意，電壓采樣線應(yīng)盡可能靠近被測電阻，以避免將測試線的電阻包含在測量中。

?熱電壓（熱電動勢）和偏移補償歐姆法

偏移補償歐姆方法是一種最小化熱電動勢的技術(shù)。如圖5a所示，源電流僅在測量周期的一部分時間內(nèi)施加到被測電阻器上。當(dāng)源電流打開時，儀器測量的總電壓包括電阻器兩端的壓降和熱電動勢（圖5b）。在測量周期的后半段，源電流被關(guān)閉。此時儀器測得的總電壓只是電路中出現(xiàn)的熱電動勢（圖5c）。如果在后半個測量周期內(nèi)能夠準確測量出VEMF，則可以將其從前半個測量周期內(nèi)測得的電壓中減去，這樣偏移補償電壓測量結(jié)果就變?yōu)椋?/p>

VM=VM1VM2

VM=(VEMF+IR)VEM

FVM=IR

然后，

R=VM/I

此外，我們注意到該測量過程消除了熱電動勢項(VEMF)。儀器限制

即使像源測量單元(SMU)儀器這樣能夠提供高達7A直流電流的儀器，在總輸出功率方面也存在限制，這可能會影響電阻器的測量電阻。這種限制源于設(shè)備設(shè)計，并且通常取決于設(shè)計參數(shù)，例如儀器內(nèi)部電源的最大輸出、設(shè)備中使用分立元件的安全工作區(qū)域、儀器內(nèi)部電路板上金屬跡線的間距等。一些設(shè)計參數(shù)受最大電流限制，一些設(shè)計參數(shù)受最大電壓限制，一些設(shè)計參數(shù)受最大功率限制（IV）限制。

圖6顯示了2460儀器在不同工作點的最大直流電流和最大功率。例如，源測量單元(SMU)功率包絡(luò)的最大電流為7A（圖中的A點），最大電壓為100V（D點）。源測量單元（SMU）可輸出的最大功率為100W，在D點（1A100V）達到。在A點，其功率低于49W。

圖5偏置補償歐姆法

圖62460型高電流源測量單元(SMU)儀器功率包絡(luò)

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