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HRLC 高电阻/低电导表

更新时间:2023-02-07

浏览量:1046

  • 品牌:ALPHALAB
  • 型号:HRLC
  • 描述:高电阻测量总是存在一个问题: 只有非常少量的电流流过正在测试的元件。因此,必须采取一定的预防措施,防止外来干扰。一个接地的导电盒带有一个铜丝网观察屏幕,可以在不受杂散静电现象(通常由操作者的动作引起)...
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产品介绍

HRLC 高电阻/低电导表描述:

高电阻测量总是存在一个问题: 只有非常少量的电流流过正在测试的元件。因此,必须采取一定的预防措施,防止外来干扰。一个接地的导电盒带有一个铜丝网观察屏幕,可以在不受杂散静电现象(通常由操作者的动作引起)干扰的情况下测试小部件。这个盒子,附在仪表上,包括在内。此外,“敏感”端子(对静电场敏感的端子)可以通过屏蔽测试电缆(包括)连接,以测量任何不能安装在导电盒中的组件。

仪表的六个电阻范围是 19.999/199.99/1999.9 MegOhms 和 19.999/199.99/1999.9 GigOhms。可读取的最高直接电阻为 1999.9 GigOhms,最小分辨率为 .001 MegOhm (1 KiloOhm),当仪表设置为读数 19.999 MegOhms 时。总体准确度为读数的 +/-2%,+/- 一次计数。

此外,还有两个电导(电阻的倒数)范围。它们是 19.999 NanoSiemens 和 19.999 PicoSiemens。NanoSiemen 等于 1 除以 GigOhm。它与每伏一个 NanoAmp 相同。PicoSiemen 是每伏特一个 PicoAmp,或一个 TeraOhm 的倒数。因此,一个 1 GigOhm 的电阻器将具有 1 NanoSiemen 的电导,而一个 1 TeraOhm 将对应于 1 PicoSiemen。请注意,因为一个是另一个的倒数,所以 2 TeraOhms 对应于 0.5 PicoSiemen。因此,这两个电导范围涵盖以下等效电阻范围: 第一个电导范围从 .001 x 10 -9西门子(=10 12 欧姆或 1 兆欧姆)到 19.999 x 10 -9 西门子(= 大约 5 x 10 6 欧姆或 5 兆欧姆),第二个电导范围从 0.001 x 10-12 西门子(=1015 欧姆或 1000 兆欧姆)到 19.999 x 10-12 西门子(= 大约 5 x 109 欧姆或 5 GigOhms)。精度为读数的 +/-2%,+/- 一次计数,但外部干扰可能会导致额外的不准确性。

使用电导法比使用标准电阻测量法更容易测量非常高的电阻。在标准电阻测量中,一定量的预设电流流过被测电阻器。例如,当仪表设置为 19.999 兆欧时,内部电路会导致正好 100 纳安(10-7安培)流过电阻器。一个 10 MegOhm 的电阻器将具有 1 伏特的电压(=107欧姆 x 10-7 安培),结果显示屏将显示“10.000”。当仪表设置为 6 个电阻范围中的任何一个时,显示屏读数与测试电阻两端的电压成正比。1 伏始终产生半满刻度读数,1.999 伏始终产生满刻度读数 19999,但小数点位置取决于所使用的刻度。有 6 种不同的预设电流量:从 19.999 MegOhm 开始到 1999.9 GigOhm 范围结束,预设电流为 100,10 和 1 NanoAmp;和 100,10, 和 1 PicoAmp。在每种情况下,如果电阻器电压正好是 1.9999 伏特(当适当的电流量通过它时),仪表将显示准确的满刻度。测量电导时,使用了不同的技术:在电阻两端施加电压差,然后测量流过电阻的电流。为了便于说明,将电压视为 1 伏特。然后电导(以西门子为单位)与电流(以安培为单位)的数字相同。例如,如果一个 10 GigOhm (1010 Ohms) 电阻上施加了 1 V 电压,0.1 NanoAmp (1010 Amp) 的电流将流过电阻,这意味着它的电导为 10-10 Siemens 或 0.1 NanoSiemen。

电阻和电导测量之间有两个主要区别:

1)电阻测量可能需要很长时间才能稳定到它的最终值,如果有很多电容连接在电阻上;

2)根据欧姆读数相对于1/欧姆的性质,如果正在测量一个非常高的电阻(一个在仪表上测量接近满刻度的电阻) ,并且电阻在一秒钟到下一秒钟之间以10% 的系数波动(它可能很吵,因为一个高电阻有一个非常“弱”的信号) ,那么显示器将波动10% 的19999计数,或大约2000计数。这很难读懂。一个低电阻(通常是少得多的噪声)将显示一个欧姆设置非常低的数字,所以它会更加稳定。这意味着在进行电阻测量时,小电阻极其稳定,而大电阻则不成比例地不稳定。然而,如果将仪表切换到电导测量,高电阻将读取低电导数字,10% 的波动甚至可能看不到作为一个计数波动。

这里有一个电容如何减慢电阻读数的例子: 当测量一个1 TeraOhm 的电阻时,如果存在少于1 PicoFarad 的电容,电阻测量将在4秒内稳定在最终值的2% 内,电导测量将在3秒内稳定。然而,如果10个 PicoFarads 与1 TeraOhm 并联,那么电阻测量需要40秒来解决,而电导仍然只需要3秒。(请注意,这些稳定时间适用于电路中的气隙电容。固体电容器往往需要较长的时间才能达到平衡,因为它们极化缓慢。)电阻测量的缓慢沉降是因为通过电容-电阻组合的微量电流需要很长时间才能给电容充电到其最终电压。

仪表上有额外的控制旋钮。响应速度(信号平均时间)可以设置为 FAST (推荐)或 SLOW (如果 FAST 上的读数波动过大),以前报价的结算时间是在 FAST 上。

有两个偏移量控制:

1)零欧姆偏移量(通过仪表右侧的一个小孔进入) ,当两个测试终端短路时,调整该偏移量使显示读数为零。这个零点可以在6个电阻范围中的任何一个上完成,并且在切换到另一个电阻范围时不需要重新调整。只有当温度变化超过30oF 时才需要重新调整。

2)零电导偏移(右边缘较大的旋钮)。当终端未连接时,并且只有当 RANGE 旋钮设置为[电导]时,才将其调整为读取零。在[ NanoSiemens ]和[ PicoSiemens ]之间切换开关时,它必须重新调整。这样就从放大器的输入中减去了微小的电流(通常是几个 FemtoAmps) ,以及其他产生微弱电流的机械效应。这个偏移量只有在其他(小旋钮)偏移量完成后才能调整,并且应该比小旋钮偏移量调整得更频繁。

指示:

▶ 零欧姆校准

必须首先正确设置零欧姆偏移旋钮。将短鳄鱼夹插入两个端子。带有较大直径插头的鳄鱼夹进入“非敏感端子”。为避免静电损坏仪表,最好在插入“敏感端子”之前接触两个“屏蔽”插孔之一,并且在接触“敏感端子”之前随时这样做。将鳄鱼夹旋转在一起,直到它们接触,然后将一个夹在另一个上。将 RANGE 旋钮转到任何一个数字(但不是 CONDUCTANCE),并将 UPDATE SPEED 旋钮转到 FAST(这也会打开仪表)。注意旋钮从仪表右侧伸出。那个旋钮旁边的盒子里有一个洞。使用小螺丝刀(随附)调整孔底部的控件,直到显示屏读数为零。这种调整可能永远不需要再次进行,但您应该每年检查一次或两次,看看它是否真的保持为零。

▶ 电阻测量

用鳄鱼夹将“非敏感”端子和“敏感”端子之间的未知分量(电阻)连接起来。(如果组件足够小,你就不需要使用两根电缆; 小的组件可以直接用鳄鱼夹夹在仪表上。)将屏蔽盒的插头插入标有“屏蔽”字样的左侧或右侧插孔中,确保(通过屏幕观察)没有任何测试组件接触到屏蔽盒的内部。如果组件太大,以至于放不进屏蔽箱,可以使用两根电缆来扩大鳄鱼夹的伸展范围。请注意,适合“非敏感端子”的电缆只有一个导体,而“敏感端子”的电缆是同轴(内导体 + 外导体)。如果一根没有屏蔽的长电线意外地连接到“敏感终端”,那么当室内电场发生变化时,即使变化很小,仪表也会发生波动。如果电场停止变化(无论是强度还是方向)超过3秒钟,那么仪表就会变得稳定,它就会读取正确的数量。由于这种对外部场的敏感性,“敏感终端”有一个同轴电缆。外导体保护内导体。请注意,任何连接(在电缆的远端)到这个内导体的终端应该尽可能屏蔽室内的电场。

有三个分离的电压水平来自仪表,不应该连接在一起,即使他们都出现了“接地”:1)两个香蕉连接器,说“屏蔽”是真正的接地。2)非敏感端子的外导体“几乎在完全相同的电压作为案例地,但放大器保持它接近案例地电压。金属轴的“megoms”,“gigoms”拨动开关也在这个潜力。这就是所谓的“保护环”。3)测量电阻时,“不敏感端子”在接地以下的零伏特之间。当测量电导时,它在机箱地面以上3.5伏特。永远不要连接1)到2),1)到3),或2)到3)。

要进行电阻测量,请将 RANGE 切换到1999.9,并将切换开关切换到 GigOhms。如果几秒钟后,显示器上下波动明显,切换响应速度为慢。如果显示器在最左边显示一个“1”,这意味着电阻大于1999.9千兆欧姆。(在这种情况下,只有电导将给出一个读数,将在后面描述)。但是,如果显示器读取一个数字(1999.9千兆欧姆或更少) ,这是正确的电阻。如果数字很小(或者为零) ,你可以把 RANGE 旋钮从1999.9调到199.99或者19.999; 如果显示的数字仍然很小,把切换开关从 GigOhms 调到 MegOhms,然后再次查看1999.9,199.99,19.999的范围,直到你看到一个足够大的数字,可以按照你需要的分辨率读取。如果您走得太远,一个“1”将出现在显示器的左侧,没有其他数字将显示,直到您切换范围回来。

要显示一个稳定、精确的数字可能会有几个问题。

1) 如果存在大量电容(如果你在测量夹在两个电极片之间的绝缘体薄片的电阻,这是预期的),那么测量的电阻可能会增加得非常缓慢,而不是立即上升到正确的值。电阻缓慢上升(需要很长时间才能稳定)的问题最可能发生在高电阻范围:1999.9 gigoms。如果所需要的时间是不可接受的长,电导范围将需要使用。

2) 可能来自外部直流电场的变化,而测试组件没有适当地屏蔽这些电场。“适当的屏蔽”是指组件被金属箔或金属屏包围,金属屏本身连接到仪表的两个“屏蔽”连接器中的一个。

3) 与正在测试的组件有关。这些可能在某些区域保留电荷,而这些区域通常放电较慢。前面提到的一个例子是真实世界的电容器。例如,一个10 PicoFarad真实世界的电容器充电到1伏特可以通过1太欧姆电容器放电。这种电阻器和电容器的组合应该每7秒放电到其先前值的½。也就是说,7秒后,电容器应保留½伏特;14秒后,它应该保留¼伏特,等等。首先,一个真实的电容器将以这种方式工作——每7秒将其电压降低一半。当电压降至1/100伏特左右时,它的速度可能会减慢,每15秒电压就会降低一半。最终它会变得越来越慢,所以最后一点电荷要花很长时间才能去除。这将导致仪表显示花费很长时间来确定其最终值。在被测试的组件上也可能有带电的绝缘表面。这些表面的缓慢放电,即使这些表面没有直接连接到“敏感终端”,也会引起外部场的变化,这导致显示器在最终稳定之前的很长一段时间内读数过高或过低。如果“正在测试的组件”的绝缘表面被意外摩擦,它可能会获得静电荷,就会出现上述问题。一般情况下,在测量之前,可以使用中性电离器或将组件浸入(接地的)盛水的容器中,然后摇干,去除组件上的静电。第一个效应,1)(如上所述),与电容有关,可以通过使用电导来克服。第二种效应,2)(也提到了上面),与电容的意外缓慢放电有关,其中最后一点电荷的清除速度比它应该的要慢得多,不能通过使用电阻或电导来克服。如果第二个影响是一个问题,试着减少正在测量的组件中的任何“涉及固体绝缘体的电容”。气隙电容不会引起第二种效应,因此气隙电容不需要被消除。另一个问题来自于测量通常不用于制造电阻的普通材料的电阻。对于许多类型的材料,电阻取决于施加在材料上的电压。也就是说,当1纳安穿过一个给定的样品时,可能有1伏特穿过它;但当3纳安培通过时,电压是2伏。然而,在一个理想的电阻中,如果1伏特对应1纳安培,那么2伏特对应2纳安培。当你提高两端的电压时,许多材料的电阻会越来越低。

▶ 电导测定

如果电阻高于1999.9 gigoms,或者如果电路的电容非常高,以至于电阻读数上升得太慢,无法等待它稳定下来,就像第一个效应1),使用电导测量法。将量程旋钮调到[电导]。有两个电导范围:19.999 NanoSiemens和19.999 PicoSiemens。一个西门子是一个量的电流(安培),将流过的组件,如果1伏特施加了它。一个电导为。4 PicoSiemens的组件意味着。4 PicoAmp将通过它,如果1伏特施加于它。因此,该元件可称为以下任一种:2.5 terohm电阻或0.4 PicoSiemen导体。

在进行读数之前,必须正确地调整“电导偏移”。此偏移量必须比先前调整的“零欧姆偏移量”更频繁地进行调整。“电导偏移”是由伸出仪表右侧的旋钮控制的。具有“零电导”的电路是一个开路电路。(这与“零电阻”形成鲜明对比,“零电阻”是一种短路。)因此,为了使电导归零,必须首先断开两个测试端子(敏感端子和非敏感端子)之间的连接,当然还要断开(至少一边)任何正在测试的部件。保持鳄鱼夹(或同轴电缆)插入“敏感终端”,但断开从该敏感终端的剪辑其他一切。如果有一个组件准备测试,其中一个导线可以保持连接到“非敏感终端”。这将最大限度地减少在正确的“零电导偏移”完成后连接元件进行测试所需的移动次数。避免触摸或摩擦“非敏感端子”周围的塑料环,或“敏感端子”上将内导体与外导体分开的塑料环。静电荷可能会累积,需要一些时间才能消散。

一旦组件准备好进行测试,但尚未连接到“敏感端子”,如果可能的话,将导电盒插入其位置。切换到[ PicoSiemens ](与 GigOhms 相同的位置)。然后旋转电导偏移旋钮(伸出仪表的右面) ,直到显示器读数接近零。当开关在[ PicoSiemens ]上时,这个设置是正确的,但是如果稍后将开关设置为[ NanoSiemens ] ,旋钮可能需要不同的设置(当您更改开关设置时,重新调整电导偏移量)。然后拆下导电盒(如果使用的话)并连接组件进行测试。请记住,在这种电导设置中,小数意味着高电阻,大数意味着低电阻。如果仪表的温度变化至少2华氏度,则电导偏移量可以移动一个或多个计数。如果在测试组件的表面上有一些电荷,它也可以移动几次; 当这些电荷消散时,偏移电平略微移动。在最敏感的开关位置(PicoSiemens) ,每个计数表示如果在元件上施加1伏特,流过该元件的1 FemtoAmp 的变化。(实际上,3.5伏的电压贯穿整个组件,所以显示器上的每个计数实际上代表了3.5 FemtoAmps 的电流差。)由于 FemtoAmp (10-15安培)非常小,组件非常容易受到外部电场和温度变化的影响,这将影响放大器的偏置电流。如果可能的话,应该使用导电盒。同样,在连接待测部件时,避免接触或摩擦任何绝缘表面。如果读数最初不稳定,检查屏蔽和/或站着不动,以避免在房间的电场移动。

HRLC 高电阻/低电导表规格:

测量从 19.999 MegOhms 到 1999.9 GigOhm 的 6 个范围内的电阻 精度为读数的 +/-2% +/- 1 个计数 6 个测量电流为 100 NanoAmps 到 1 PicoAmp,乘以 10
在 2 个范围内测量电导:19.999 NanoSiemens 和 19.999 PicoSiemens 准确度为读数的 +/-2% +/- 1 个计数 在电导测量期间,3.5 伏特施加在组件上
“响应速度”控件允许选择快速仪表更新(1/3 秒时间常数)或慢速(2 秒)
噪声:对于大于 10 GigOhms 的电阻,每 1/3 秒采样 (FAST) 的 RMS 噪声为 0.0007 PicoSiemens。对于小于 10 GigOhms 的情况,每 1/3 秒采样的 RMS 噪声为 (10 GigOhms/R) 1/2 x 0.0007 PicoSiemens 每 2 秒样本的噪声 (SLOW) 大约是其一半 这种热噪声对显示电阻的影响可以通过首先将预期电阻值转换为电导(通过反转)来计算。然后加上或减去电导噪声并转换回电阻,这些“相加”和“相减”的结果数字是显示电阻的 70% 置信限度,忽略了外部干扰
电池是标准的矩形 9 伏类型,当电池寿命还剩大约一小时时,显示屏上会出现“LOW BATTERY” 使用碱性电池时电池寿命约为 40 小时,使用普通电池时约为 25 小时 包括电池
该仪表的保修期为一年。由 AlphaLab, Inc. 制造 (美国)
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