Description
Desde 1994, la tecnología 6010B y 6010C de Measurements International (MI) ha establecido el estándar para el rendimiento del puente de resistencia del comparador de corriente CC (DCC) en los laboratorios de calibración de todo el mundo. El momento ha llegado para avanzar en este mejores en su clase de serie, aprovechando-siglo XXI
AccuBridge ® tecnología.
Figura 1 – Sistema 6800
Mediciones principal ventaja tecnológica de Internacional en mediciones de resistencia es el desarrollo del sistema primero disponible comercialmente portátil Quantum Hall, 6800, (figura 1), que utiliza AccuBridge ® tecnología como el sistema de medición operado a temperatura ambiente. El rango de corriente es de 1 μA a 200 mA para su uso como puente Quantum Hall y puente de resistencia. El 6020Q presenta una mayor sensibilidad de amperio-vuelta (AT) con más vueltas en los devanados maestro y esclavo y un nuevo circuito de retroalimentación de voltaje para mejorar el error de linealidad del amplificador de nanovoltios.
Measurements International tiene experiencia de clase mundial en metrología de resistencia de CC en la acreditación de NMI e ISO 17025 en toda la industria. Como su socio de acreditación y socio de soporte global, MIL ofrece conocimiento líder en productos y experiencia en aplicaciones a través de entrenamiento, diseño de sistemas, implementación, servicios de calibración y soporte experto continuo que garantiza su ventaja competitiva.
En MI, no se trata solo del equipo y la ciencia, sino también de
lo que puede hacer y la facilidad con la que puede hacerlo.
Figura 2 – Muestra 6800
El puente de resistencia Quantum Hall de temperatura ambiente AccuBridge ® 6020Q (además 6020Q) se puede utilizar para caracterizar muestras de GaAs / AlGaAs (figura 2) o grafeno midiendo y trazando el barrido de campo, la resistencia de contacto (V cr ), la resistencia longitudinal disipación de la meseta I = 2 (Vxx) y transferir la resistencia Hall (Vxy) a resistencias estándar de 1 kΩ o 10 kΩ.
Mejoras utilizando AccuBridge ® tecnología incluyen una sensibilidad amperios-vuelta más elevada que cubre una gama más amplia de la relación de la resistencia, un circuito de realimentación de corriente y tensión para un mayor rendimiento de linealidad y una nueva técnica de calibración con una mayor resolución en la obtención del pliego aún más estrictas. Además de la tecnología actualizada, tiene la confiabilidad del 6010, la calibración simplificada, la facilidad de uso, la automatización, la velocidad de medición y el soporte mundial, lo que convierte al 6020Q en el mejor y único puente de resistencia que ofrece especificaciones de incertidumbre que rivalizan con cualquier cosa disponible en la actualidad.
El 6020Q es un puente completamente automatizado. Su velocidad, precisión y exactitud de medición explica su estado preferido como el puente de resistencia primario en la mayoría de NMI en todo el mundo. Está diseñado para ofrecer flexibilidad y facilidad de uso y es ideal para calibraciones de resistencias independientes.
El 6020Q tiene dos entradas: R x y R s . El número de entradas se puede ampliar a 40 cuando se utiliza junto con los escáneres de matriz de cuatro terminales de baja temperatura de la serie 4200 ( 42XXA y 42XXB ), consulte la Figura 3. Se recomienda solicitar el escáner de matriz de 10 canales modelo 4210A para utilizar en el Quantum Hall System. Las mediciones se pueden realizar automáticamente con el software. Las mediciones retrasadas o programadas se pueden realizar en cualquier momento. La inversión de corriente automática asegura que las compensaciones de CC y las térmicas se cancelen fuera de la medición.
Figura 3 – Escáner de matriz 4210A
Especificaciones
Nota:
Puede seleccionarse R s o R x como estándar. Las incertidumbres de 6020Q
en el puente y el software se especifican en el nivel 2σ (95%), esto incluye todas las especificaciones secundarias, como linealidad y ruido, con una variación de temperatura de ± 2 ° C. | 0,1 Ω a 100 kΩ |
| R x | Relación y precisión (ppm) * |
| – | 1: 1 | 10: 1 | 14: 1 |
| 0,1 Ω | <0.02 | – | – |
| 1 Ω | <0.015 | <0.015 | <0.015 |
| 10 Ω | <0.015 | <0.015 | <0.015 |
| 100 Ω | <0.015 | <0.015 | <0.015 |
| 1 kΩ | <0.015 | <0.015 | <0.015 |
| 10 kΩ | <0.02 | <0.015 | – |
| 100 kΩ | – | <0.05 | – |
* Como dispositivo de relación, las especificaciones de precisión se pueden mejorar en función de sus estándares y condiciones ambientales.
| Modo de medición | 4 hilos |
| Linealidad | <0,005 ppm de escala completa |
| Condiciones de operación | 10 ° C a 35 ° C, 10% a 90% RH sin condensación |
| Rango de corriente de prueba | 1 μA hasta 200 mA |
| Prueba de resolución actual | 18 bits |
| Interfaz | IEEE-488 |
| Monitor | Pantalla táctil (sin teclado externo), resolución 0,001 ppm |
Como dispositivo independiente, el 6020Q es capaz de realizar la verificación de barrido, la resistencia de contacto, la diferencia de potencial longitudinal (disipación) y las mediciones de resistencia de pasillo en la muestra de resistencia cuántica de pasillo (QHR). Puede seleccionar funciones controladas por menús utilizando la pantalla del panel frontal o mediante IEEE-488. Además, puede utilizar el 6020Q como un puente de relación de resistencia de CC de alta precisión para calibrar resistencias utilizando resistencias estándar de 1 Ω o 10 kΩ. Para laboratorios sin un sistema QHR, el 6020Q se puede utilizar para aumentar desde 1 Ω o hacia abajo desde 10 kΩ.
Figura 4 – Medidas de verificación de barrido
El 6020Q realiza la medición de verificación de barrido de campo (consulte la figura 4) introduciendo una corriente en la fuente y el drenaje de la muestra y luego invirtiéndola. Esto permite medir las diferencias de potencial entre varios puntos de la muestra. Estas diferencias de potencial se pueden medir en las resistencias Hall Vxy (1-2) o Vxy (3-4) y la resistencia longitudinal Vxx (1-3) y Vxx (2-4) en la muestra. Vxy (1-2) y Vxy (3-4) deben coincidir estrechamente entre sí, al igual que Vxx (1-3) y Vxx (2-4).
Figura 5 – Medida de disipación
El detector de microvoltios del 6020Q realiza mediciones de resistencia de contacto. Es importante medir la resistencia de contacto cada vez que el dispositivo QHR se cicla a temperatura ambiente y se vuelve a enfriar, ya que las grandes resistencias de contacto pueden provocar errores en la medición de QHR. El 6020Q utiliza una medición de tres sondas en cada uno de los contactos para medir la resistencia del contacto. La resistencia de contacto es igual a V cr / I = resistencia de cable + resistencia de contacto + resistencia de 2-DEG.
Para una transferencia precisa del valor QHR, se debe medir la diferencia de potencial longitudinal. Puede hacer esto midiendo entre Vxx (1-3) y Vxx (2-4) usando el modo de nanovoltios Vxx del 6020Q. Tome esta medida para verificar que no haya disipación (ver figura 5) en el 2-DEG. Cuando se cuantifica el 2-DEG, Vxx debe ir a 0 y debe ser <2 × 10 -8 de Vxy.
Para mediciones rastreables, use el teclado en la pantalla táctil para ingresar el valor QHR y la incertidumbre relacionada en el archivo de estándares de ID de la resistencia y la resistencia de transferencia de 1000 Ω en el archivo de ID de medida (desconocida). Ingrese resistencias estándar como 1 Ω o 10 kΩ en el archivo de estándares después de que hayan sido calibradas. Ingrese las resistencias que se calibrarán en el mensurando (R x ) o archivo desconocido. Con el teclado, ingrese funciones de medición como la corriente a través de la resistencia desconocida, el tiempo de estabilización, el número de mediciones y el número de estadísticas en el archivo de programas.
Ejemplo (para las especificaciones indicadas)
Tasa de inversión de corriente máxima = 12 segundos
Configuración máxima de medición = 50 mediciones
Configuración estadística máxima = 40 mediciones
El 6020Q es compatible con el software 6800A y 6800B , así como con los escáneres Matrix 4220 y 4210 .
Al realizar mediciones de resistencia, la pantalla táctil de bajo ruido del 6020Q es interactiva con las mediciones. Puede mostrar datos (varias mediciones a la vez), una combinación de datos y un gráfico de las mediciones, o simplemente el gráfico. Cuando se completa una lectura, se muestran el valor promedio y la incertidumbre (basados en el número de estadísticas). Todos los cálculos de incertidumbre son de nivel 2σ. Para las mediciones de resistencia, la pantalla Resumen muestra datos de medición, así como información gráfica para mediciones de corriente, que se pueden ver en cualquier momento en relación u ohmios.
