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阻抗分析儀MFIA500k/5MHz(具有MFLI鎖相放大器功能)

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Zurich Instruments MFIA 是一款數字阻抗分析儀和精密 LCR 測試儀,在DC至500kHz/5MHz頻率范圍內樹立了新的業內標桿。MFIA 阻抗測試的基本精度可達0.05%,測量范圍為1 mΩ 至 1 TΩ,并且具有極高的測量重復性以及低的溫漂。通過 LabOne® 用戶界面,MFIA 可為阻抗和 LCR 測量提供眾多備受期待的創新功能,而無需安裝任何軟件。

 

MFIA 主要特點

  • DC 至 5 MHz,1 mΩ 至 1TΩ

  • 0.05% 基本精度(速度為 20ms/數據點)

  • LabOne參數掃描儀,可用于掃描信號輸出頻率、輸出偏置電壓和輸出幅值

  • 用于精確測量的智能補償和置信度指示器

  • 啟動時間僅25秒,重復性高

  • 適用于 C、MATLAB®、LabVIEW®、Python 的 LabOne      API

  • 可選完整的MFLI鎖相放大器功能:動態測量,時間常數范圍從 336ns到83s


MFIA 應用

  • 生命科學:組織阻抗分析、單細胞阻抗譜(多頻)

  • 電化學:電池、燃料電池、刻蝕

  • 電子工程:半導體晶片結構、太陽能電池、LED 和 LCD 測試

  • 材料研究:量子傳輸、陶瓷/復合材料、納米結構特性

  • 其他:掃描電容顯微鏡、食品研究、MEMS 傳感器


硬件特點

  • 前面板接口

儀器前面板有 1 個電流信號輸入、1 個差分電壓輸入、1 個差分信號輸出、2 個可作為參考輸入的輔助輸入和 4 個輔助輸出。對于抗干擾能力要求高的實驗,信號輸入和輸出既可以選擇單端模式,也可以選擇差分模式。接地方式可以是儀器接地或信號輸入的BNC屏蔽層接地。

  • 后面板接口

后面板提供了更多 BNC 接口,包括 2 個觸發輸入、2 個觸發輸出以及 10 MHz 同步時鐘的 1 個輸入和 1 個輸出。以及 1 個可訪問所有 DIO 通道的 SCSI 接口。儀器可以使用90 - 240 V 伏交流電源或 12V 的直流電源(例如使用外部電池組),以便切斷接地回路。

  • 重復性高,啟動迅速

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儀器的溫度變化會嚴重限制啟動速度和測量的可重復性。從上面的啟動漂移圖和頁面底部的電抗圖中可以看出,MFIA 在這兩個方面的表現都非常出色。儀器通電 25s 后即可開始測量。

  • 測試夾具和其他接口

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使用產品隨機附帶的MFITF 測試夾具可以獲得最佳測量結果。設計測試夾具和支架的目的都是使寄生效應和阻尼最小化。同時,該儀器可與其他市售測試夾具和阻抗附件完全兼容。被測對象的更多控制信號及其他儀器的模擬反饋可由輔助輸出產生和輔助輸入接收。數字通道和觸發端口可實現與測試系統中其他設備的同步,滿足精密同步的需求。

  • 電壓和電流測量

MFIA 支持電壓測量和電流測量。模擬前端擁有可變輸入阻抗和交流/直流耦合選擇,以及高頻過采樣技術,來確保優越的鎖相性能和波形的高保真度。


LabOne 軟件

MFIA 配有 LabOne 儀器控制軟件,并運行嵌入式數據和網絡服務器,可在任何網絡瀏覽器上運行圖形化操作界面。只需通過以太網將 MFIA 添加到您的本地網絡或直接通過 USB 連接,將儀器地址輸入您的網絡瀏覽器,即可訪問 LabOne。只需點擊一下鼠標,即可將每個工具的數據存儲為矢量圖或純數據文件。支持在其他軟件中執行進一步分析,可導出如 ZView®、MATLAB® 和自定義 CSV格式的文件。原始數據也可在時域或頻域上使用基本光標和統計功能進行分析。

  • 參數掃描儀

用戶能夠自由調整參數掃描儀的掃描步長,支持線性或對數方式,在指定范圍內進行掃描,以實現自動化測量。而且可以對頻率、偏置電壓或測試信號幅值進行自動化掃描。各種應用模式可幫助用戶以最佳設置進行測量,并在最短的測量時間內獲得最精確的結果,而無需進行繁瑣的手動調整。

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上面的例子的兩張圖是1GΩ 電阻器從 100 Hz到5 MHz 掃頻結果。上面那張圖顯示阻抗的絕對值 |Z| 和電阻 Rp的關系。下面那張圖顯示,在整個掃描范圍內雜散電容 Cp 的測量值保持恒定為約 30fF。同時,也可以選擇顯示其他參數。

  • 數字窗口

數字顯示工具可自定義顯示測量值和參數類型,可自行選擇相關顯示參數。可以同時查看阻抗值、此時的電壓和電流,以及該模式下的參數(L、C、R 等)。

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  • 繪圖儀和軟件觸發

繪圖儀和軟件觸發用于分析時域測量數據和模型參數。繪圖儀可以連續顯示多個數據流。對于 10s 的窗口長度,時間分辨率可達 10μs。基于多種不同的內部和外部觸發條件,軟件觸發可實現并顯示單次觸發。

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LabOne 繪圖儀可以連續顯示阻抗數據。上圖顯示了 100mΩ 電阻在 20 分鐘內的數據。直方圖顯示的標準偏差僅為 6μΩ。

  • 置信度指示器

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軟件向用戶提供測量數據之前都會估算置信度。一旦測量受到干擾,譬如抑制、增益誤差、補償誤差等因素的影響,將出現警告提示,并且告知用戶數據可能不準確。根據警告的類型,可給出建議以改善結果

  • 智能補償

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為了提高測量精度,需要補償由測試夾具或儀器與被測對象之間的連接電纜導致的寄生效應。LabOne 智能補償功能為用戶提供逐步指導和有效的工作流程,以實現最佳測量效果。除了短路開路 (SO) 和短路開路負載 (SOL) 補償之外,還可提供各種其他補償方案。在數據被采納以校正測量誤差之前,每個補償步驟都會被驗證,并且為用戶提供反饋。


MFIA 和 MF-IA產品特點

  • 精度和測量范圍

下面的電抗圖顯示了儀器在特定頻率和阻抗范圍的測量精度。白色區域顯示了1 mHz-500 kHz,1 Ω-1 MΩ 范圍內的精度為 0.05%(高頻時精度有所變化)。當測量范圍為 10 mΩ 和 1 GΩ,精度為 0.1% 和 1%。上述范圍之外,也可進行重復測量,只是精度可能會在 1%左右。在測試頻率接近工頻時,低頻高阻抗測試是非常難的。充分采樣、梳妝濾波器以及直流供電(用電池時)都將確保您得到最精確的結果。

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MFIA 技術規格

常規
尺寸28.3 x 23.2 x 10.2 cm; 11.1 x 9.2 x 4 "
重量3.8 kg; 8.4 lbs
電源AC: 100 - 240 V; DC: 12 V, 2 A
接口USB 2.0, LAN 1GbE


基本規格
頻率范圍DC - 5 MHz
頻率分辨率1 μHz
基本精度0.05% (1 mHz - 500 kHz)
基本溫度穩定性200 ppm/K
測試信號電平0 V - 2.1 Vrms;
解調器帶寬276 μHz - 206 kHz
DC 偏置信號電平2T: ±10 V, 4T: ±3 V
補償SO, SOL, LLL, SL, L, OL


測量參數、范圍和典型精度
阻抗 Z1 mΩ - 1 TΩ, 0.05%
導納 Y1 pS - 1 kS, 0.05%
電壓 V0 V - 3 V, 1%
電流 I0 mA - 10 mA, 2%
相位 ΘZ、 ΘY、 ΘV、 ΘI±180°, 10 μ°分辨率
電阻 RS、 RP1 mΩ - 1 TΩ,最大(10 μΩ,0.05%)1
電容 CS、 CP10 fF - 1 F,最大(10 fF,0.05%)1
電感 LS、 LP100 nH - 1 H,最大(10 nH,0.05%)1
DC 電阻 RDC1 mΩ - 10 GΩ,2%
電抗 X1 mΩ - 1 TΩ, 0.05%
電導 G,電納 B1 nS - 1 kS,最大(100 nS,0.05%)
損耗系數 D10-4 - 10'000
Q 因子10-4 - 10'000


LabOne 參數掃描儀
掃描參數頻率、測試信號幅值、偏置電壓等
掃描點2 - 100'000
掃描分辨率任意,起始值、停止值和掃描點數確定
顯示參數ZX、ZY、Z、ZΘ、VX、VY、VR、VΘ、IX、IY、IR、IΘ、模型參數 1/2、頻率、輔助輸入
顯示選項單圖、雙圖(如波特圖)、多軌跡圖
應用模式阻抗、頻率響應分析儀、3-omega 等
掃描模式順序、二進制、雙向、反向
掃描步進模式線性、對數
掃描速度20 ms/pt, f > 10 kHz


其他菜單和特點
LabOne 工具集數字視圖、頻譜分析儀、繪圖儀、軟件觸發、示波器
APIsC、MATLAB、LabVIEW、Python
模式2-端子、4-端子
置信度指示器抑制、補償、滿溢、下溢
輸入范圍控制自動、阻抗、手動
測試信號幅值自動、手動
帶寬控制自動、手動
等效電路模型Rp||Cp、Rs+Cs、Rs+Ls、G-B, D-Cs、Q-Cs、D-Ls、Q-Ls
DCR 測量
測試夾具兼容性

1 精度是在電路表征主要值下測得的。


MFIA阻抗分析儀產品介紹

MFIA阻抗分析儀使用手冊

MFIA阻抗分析儀操作軟件LabOne18.05下載

阻抗測量手冊--Keysight出版(第6版)



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