2022-02-15 09:44:52 由 yihong 发表
超低温测量
在 100 mK 以下进行测量绝非易事,即使是最少量的额外能量也会导致自热和不必要的温度变化。在 372 型上做出的每一项设计决策都旨在最大限度地减少进行测量所需的能量。
噪声抑制
如果允许外部产生的电子噪声耦合到被测设备中,则它可能是自热的主要原因。值得庆幸的是,已经实施了多种噪声抑制策略来大大减少这种影响:
我们获得专利的*平衡噪声抑制电流源确保外部信号没有通过测量电路接地的路径,有效地使 372 型不受这些噪声源的影响。
测量信号电缆使用驱动保护装置,可减少将扫描仪连接到 372 型的电缆中的寄生电容。这有助于进一步平衡测量网络并增强噪声抑制电路的完整性。
所有测量电路都与其他仪器组件隔离,从而限制了任何小电气干扰的影响。
选择用于测量信号的 AC 频率选项以自然地适应线路电压频率(50 和 60 Hz)。
交流测量信号
通过将交流电 (AC) 测量与专门设计的内部锁定放大器结合使用,372 型能够从背景噪声中提取非常小的测量信号。与传统的直流 (DC) 系统相比,这允许使用低得多的激励水平,从而最大限度地减少耗散到被测设备中的能量。
这些交流激励电平可设置为低至 10 pA,同时在相当宽的电阻范围内仍保持优于 1% 的精度。这使得阻抗和温度测量能够进行,同时增加如此小的功率水平,以至于它们在阿瓦特范围内 (10 -18 W) 进行测量。这些特性对于进行准确测量同时最大限度地减少自热的负面影响至关重要。
低噪声信号恢复
由于用于测量的激励电平非常低,因此必须首先提高产生的电压电平才能测量这些信号。372 型的内部锁定放大器经过专门设计,可最大限度地减少添加到信号中的噪声量。这会导致输入噪声系数小于 10 nV/√Hz,从而提高测量分辨率并限制需要应用的测量后滤波量。
温度测量
通过将 372 型与负温度系数 (NTC) 电阻温度设备 (RTD) 结合使用,可以实现极其准确和可靠的超低温测量,例如 Lake Shore Cernox ®、Rox™ 或锗温度传感器。多条校准曲线可以轻松上传到 372 型,允许使用三次样条插值(与旧仪器相比改进的插值技术)将传感器电阻高精度转换为等效温度。
用户生成的校准曲线也可以创建并加载到 372 型中,从而在使用的电阻传感器类型方面具有很大的灵活性。仪器上最多可以存储 39 条校准曲线,当与 3726 扫描仪一起使用时,最多可以同时连接 17 个传感器,每个传感器都有自己的曲线。
测量各种电阻设备
提供多达 22 种不同的电流 (I) 激励电平,372 型能够执行从几微欧 (10 -6 Ω) 到多兆欧 (10 6 Ω) 的精确阻抗测量,同时将功耗水平保持在绝对最低限度。
添加全正交测量意味着现在可以测量阻抗的电阻和电抗分量。通过允许测量电容或电感组件,可以更好地表征被测设备。
向后兼容性
372 型旨在与围绕上一代 370 型构建的现有设备和软件进行无故障集成。
Model 372 上的仿真模式旨在模仿 Model 370 的所有重要通信功能。在大多数情况下,以前为 Model 370 编写的编程可用于与 Model 372 交互。
也可以购买方便的加热器连接器适配器 (117-071)。该适配器复制了 370 型上可用的 BNC 加热器连接,允许在 372 型和 370 型之间进行连接交换,而无需重新连接实验电缆。
连接性和可用性——通信选项
物理连接
提供了多种与 372 型通信的方法:
以太网:允许对整个 IP 网络进行完全控制和报告。
USB:通过模拟标准 RS-232 连接提供直接串行通信。
IEEE-488.2:允许连接到 GPIB 系统。
可用功能
通过各种远程访问选项之一连接到 Model 372 时,可以执行多项操作:
向仪器发送任何可以通过前面板输入的命令
读取和存储仪器生成的测量数据
使用 Lake Shore Cryotronics Chart Recorder 软件实时查看数据
加载新的校准曲线以用于新的温度传感器
如果需要,上传新固件
可扩展性
对于必须在多个位置进行温度测量的情况,3726 扫描仪和前置放大器可以与 372 型配对,为 4 线电阻测量提供多达 16 个连接。372 型可以根据需要将测量切换到这些连接中的任何一个,无需物理切换仪器上的电缆以查看不同的传感器。测量信号也由 3726 中的前置放大器电路增强,保持 372 型传感器和测量电路之间的信噪比。这允许在372 型和 3726 型。
3726 扫描仪选件
如果需要在实验空间内的多个位置同时进行测量,则可以一起使用额外的 372 型装置。为此,有五种不同的交流激励频率可供使用,确保可以同时执行多达五次测量,而不会出现同信道干扰的风险。