Q2/2016 版

社论

本月瑞士苏黎世仪器公司 (Zurich Instruments) 推出了 MFIA 5 MHz,这是其用于中频检测应用的首款阻抗分析仪和 LCR (电感电容电阻)测量仪。 MFIA 是 HF2IS 阻抗谱仪的补充产品,HF2IS 在测量动态阻抗信号方面的性能卓越,最高带宽可达 50 MHz。而 MFIA 是我们用于在低时间分辨率下测量时需要高准确度、高精确度以及高可重复性的应用的首款仪器。

请阅读我们对 Juerg Schwizer 的采访记录,他是 MFIA 开发项目的首席工程师。

我们也很高兴地宣布在我们的 YouTube 频道发布了一系列新视频,比以往更详细地讲述了 LabOne 工具。新视频的目标受众是新用户,演示了如何使用扫频仪和频谱分析仪

针对仍有需要下次会议出差资助的朋友,我们也刚刚宣布了2016 年学生差旅补助的竞赛活动。赶快申请吧!

让众多令人兴奋的测量成果陪你渡过一个美好的夏天吧!

新产品:MFIA 5 MHz 阻抗分析仪和精准 LCR 测量仪

MFIA 5 MHz 基本规格

  • 直流到 5 MHz
  • 0.05% 精确度
  • 1 mΩ 到 10 GΩ 

实例应用

  • 分立元器件检测
  • 介电特性
  • 生物阻抗监控
  • 半导体和太阳能电池检测
  • 微流体
瑞士苏黎世仪器公司的 MFIA 是数字阻抗分析仪和精确 LCR 测量仪,该产品设定 了从直流到 5 MHz 频率范围内的阻抗测量的新标准。MFIA 提供了 0.05% 的基 本精度和 1 mΩ 到 10 GΩ 的测量范围。该仪器具有高测量可重复性和较小的温 度漂移。通过 LabOne 用户界面,MFIA 提供了诸多期待已久的阻抗和 LCR 测量创新功能,而无需下载和安装软件。

新方法

我们选择了一种方法,可以直接测量流经被测对象的电压和电流。这样可以消除反 馈回路,而许多其他基于平衡桥的仪器仍存在该现象。这种直接法可以使频率范围 的起点低至 1 Hz,使测量范围最高可达到 10 GΩ。测量速度要快于其他中频阻抗 分析仪,在 20 ms/数据点 (f %gt; 10 kHz) 的出色水平下提供完全精度保证。另外, 还为快速的操作人员设计了启动漂移!在启动仪器后的 25 秒内即可以进行精确测 量。

但我们知道,出色的参数并不是阻抗分析仪的全部!

软件让它更出众

阻抗分析仪与 LCR 测量仪在使用上和工作效率上几乎没什么创新之处。市场上许 多主要设备竟无法实现扫频,还有一些产品把每次扫描限制到 201 个数据点的范 围内。现在我们的仪器控制软件 LabOne 设定了新的标准,它甚至不需要您安装 软件;相反,通过网页浏览器或 USB/LAN 连接即可以轻松访问且全部程控。

让我们快来看一下 LabOne 在阻抗分析上最重要的 3 项创新功能:

补偿建议:为了实现高的测量精度,必须补偿通常由仪器和被测对象 (DUT) 之间 的测试夹具或线缆导致的寄生效应。 LabOne 补偿建议通过高效的工作流程按部就 班地指导用户,从而实现最佳的测量性能。每个补偿步骤都会通过验证,且在修正 测量误差前,向用户提供反馈。

置信指示器:屏蔽、增益误差、补偿误差、满溢出或下溢出的每个数据点都会通过 LabOne 置信指示器验证。如果准确度不高,则将给出如何改进结果的建议。

参数扫频:用户可以随意扫描任何仪器参数(例如频率、偏压、测试振幅)。可以在不受限的步进点数中自由调整范围。同时支持线性扫描和对数扫描。为了避免繁琐的手动调试,预先编制了多种应用模式。每项应用模式均优化了设置,可以在最短的测量时间内实现最准确的结果。

另外,成熟的 LabOne 时间和频率分析工具包还包括数值工具、示波器、SW 触 发器、绘图机和 FFT 分析仪。只需点击鼠标,这些工具中的数据即可以另存为矢 量图形或纯数据文件。对于在其他软件中的扩展等效电路分析,支持 ZView、 MATLAB 和自定义的 CSV 导出文件格式。

MFIA 也具有了瑞士苏黎世仪器公司MFLI 锁相放大器的功能。测量值可以轻松与 外部来源同步。支持高带宽下的单独电压和电流测量,并可以在直流下进行测量, 如 I-V 曲线记录所示。

即刻体验不同

每一款仪器都配备了 MFITF 阻抗测试夹具,将寄生电容优化到最低水平(< 8 fF 电容)。另外加入了一组 12 个试样载体,含有适用于多种补偿方案的短路、开路 及精密的 1 kΩ 负载。

即刻就开始你的测量吧!

采访:Juerg Schwizer


Juerg Schwizer,物理学家和软件开发主管,正在瑞士苏黎世仪器公司带领开发阻抗分析仪与 LCR 测量仪。
你好 Juerg!你一直带领着新 MFIA 阻抗分析仪的开发。你认为在这个过程中, 你面临的最富有挑战的事情是什么?

制造一个覆盖 13 个数量级的测量范围,以及横跨 6 个数量级的频率范围的精密 仪器,需要采取严格方法来验证数据的准确性。我们的团队开发了一种全自动化的 测试台,可以在短时间内画出高精度的完整阻抗图。它向我们提供大量信息,以改 进仪器的硬件和软件。

你能否举出一个硬件方面的例子?

当我们在设置时加入温度影响少于 0.2 ppm/K 的高精度参考电阻后,我们调整了输入时的几项基本参数,从而进一步改进了测量可重复性(参见温度漂移图表),并实现了仅 25 秒的快速启动时间。这两点对日常实验室工作都具有极大的现实意义。我们看到,与市场上的其他仪器相比,MFIA 在这方面的性能更好。

那么在软件方面呢?

为了实现测试台测量的自动化,我们在扫频、偏压和施压时,调整了 LabOne 扫 频仪来显示阻抗测量参数。它目前也支持输出和输入的量程以及带宽的自动调整。 这也将有助于众多用户快速、轻松地实现测量的自动化。

但是软件是怎样在提高准确度方面发挥作用的呢?

硬件是准确测量的基本前提条件。然而,但在许多情况下,能实现的准确度受到使用仪器的方式和读取测量数据的方式限制。我们引以为傲地设计出了置信指示器和 补偿建议工具,可以指导用户并提供反馈,以克服可能的限制因素。

你是否能举出一个具体的例子?

我举两个关于置信指示器发挥巨大作用的例子。一个非常明显的问题现象,是在任 何相关仪器输入中的满溢出或下溢出问题。这通常是由错误的线缆连接造成的。

次优测量的一个更微妙现象是,当模型参数,例如 Z=R||C 电路中的 C 仅对测量 的阻抗 Z 有微弱的灵敏度时。这可能导致模型参数的准确度降低,而置信指示器 及时报告了该问题。调整测量参数或设置通常可以改善情况。最困难的问题是仪器 与被测对象之间的连接问题。

这时就需要测试夹具了...

的确。要实现高精度,开始阶段的极低的寄生效应非常重要。每位 MFIA 客户都 配有精心设计的 MFITF 测试夹具和一套元器件载体。元器件夹具组合相当于不到 8 fF 寄生电容。依靠开路、短路和精密的 1 kΩ 载体,每位客户在测量开始时就 可以明确简单的获得准确的测量值。

你的下一个目标是什么?

在数月高强度的开发工作后,我非常期待彻底放松一下,度一次冲浪假期,挑战 6 级波弗特海风和大浪!

新视频:详细解释扫频、数值工具、绘图机和 SW 触发器

LabOne 是我们的创新仪器控制软件,可与所有仪器系列配合使用:MF 系列HF2 系列UHF 系列。它包括众多可用于多种仪器和系列常见的时域和频域分 析的工具。

在比快速开始指南更深入描述的扫频使用视频和频谱分析仪使用视频中了解 Paolo。

我们希望启发用户探索 LabOne的全部功能。敬请查看当今仪器控制和数据分析达 到了怎样的直观有效程度。

学生差旅补助

 

 
继去年瑞士苏黎世仪器公司 2015 年学生差旅补助获得成功后,我们决定今年再次启动 该竞赛活动。

3 名博士生将获得 1,500 瑞士法郎的会议补助。

请点击这里了解更多信息并申请。

展览日程

我们将参加:

致电: +86 21 6487 0287
或者给我们留言,我们免费提供样机试用。

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