電壓源、電流源、電壓錶、電流錶四合一新型儀器,適用於快速直流測試 可選高電壓型 (1100V)、大電流型 (3A) 或大電流脈衝型 (10A) 電源/測量 最大功率:20W (2400和2410),60W (2420),100W (2425/2430 直流模式),1kW (2430 脈衝模式)
五位半數字電錶, 0.012%準確度 可作六線式歐姆測量
程式控制電流/電壓,並可設定箝制準位 最快速度可達1000點/秒(GPIB介面)
內建快速「通過/失效」比較器,適用於自動化品質管制 數位I/O可直接與其他儀器溝通 IEEE-488和RS-232介面
除量測電壓、電流外,並可直接量測電阻、功率、百分率、補償電阻(Offset Compensated Ω)、變阻器α值(Varistor α)、電壓係數,如需做接觸檢測(Contact Check),可選用 2400C 系列
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Keithley 2400系列 (2400,2410,2420,2430) 多功能電源電錶簡易操作手冊
一、功能:
電壓源、電流源、電壓錶、電流錶四合一新型儀器,適用於快速直流測試 可選高電壓型 (1100V)、大電流型 (3A) 或大電流脈衝型 (10A) 電源/測量 最大功率:20W (2400和2410),60W (2420),100W (2430 直流模式),1kW (2430 脈衝模式) 五位半電錶, 0.012%準確度 可作六線式歐姆測量 程式控制電流/電壓,並可設定箝制準位 最快速度可達1000點/秒(GPIB介面) 內建快速「通過/失效」比較器,適用於自動化品質管制 數位I/O可直接與其他儀器溝通 IEEE-488和RS-232介面 除量測電壓、電流外,並可直接量測電阻、功率、百分率、補償電阻(Offset Compensated Ω)、變阻器α值(Varistor α)、電壓係數(Voltage Coefficient) 二、面板簡介:
123.456 uA ( 量測值 ) ON (輸出開/關)
Vsrc: +00.0000V ( 電源輸出值 ) Cmpl:105.000uA(箝位值)
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圖2-1 2400螢幕顯示圖
螢幕顯示:如圖2-1所示,螢幕左上方所顯示為「量測值」,右上方為「輸出開/關」顯示,左下方為「電源輸出值」,右下方為「箝位值」顯示。
圖2-2 2400正面圖
圖2-3 2400背面圖
Power:電源開關
MEAS選擇鍵:選擇所欲量測的訊號 (1) V (2) I (3) Ω (4) FCTN
量測電壓 量測電流 量測電阻
量測功率 , 補償電阻 ,電壓係數 , 變電阻ALPHA值 ,百分率 (初
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始設定為功率)
SOURCE選擇鍵:選擇電源輸出型式 (1) V (2) I (3)▲和▼ 操作鍵: (1) EDIT (2) TOGGLE (3) LOCAL (4) REL (5) FILTER (6) LIMIT (7) TRIG (8) SWEEP (9) DIGITS (10) SPEED (11) STORE (12) RECALL (13) CONFIG (14) MENU (15) EXIT (16) ENTER RANGE:範圍選擇
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輸出電壓 輸出電流
增加或減少輸出值或箝位值 (Cmpl)
選擇設定電源輸出值或箝位值 切換輸出值與量測值位置
取消遠端電腦控制,回到儀器面板控制 開啟/取消參考數值比較 開啟/取消數位濾波 開啟/取消限制值測試 從面板觸發開始量測
開始輸出設定好的掃瞄電壓或電流 改變量測顯示數位 改變量測速度及精準度 設定記憶數量並開始儲存 顯示儲存的量測數值
設定 (加上其他按鍵,如CONFIG + SWEEP 可設定掃瞄輸出) 進入可儲存設定值,更改通訊方式(IEEE-488 or RS232),或校正 跳出 確認
(1) ▲ (2) ▼ (3) AUTO OUTPUT: (1) ON/OFF
更改為較大的範圍 更改為較小的範圍 自動切換至最佳範圍
開啟/取消電源輸出
三、操作入門
A.輸出電壓,量測電流
1.接線如圖3-1。
2.按SOURCE V ,設定輸出電壓(由”EDIT” 左、右鍵來更改游標位置,並經由 ”SOURCE” ▲ , ▼ 及各數字鍵來設定數值)。 3.按MEAS I(量測電流)。
4.按OUTPUT ON/OFF 輸出。(燈亮代表輸出) ※若單純量測電流,可將電壓設為0V做電流錶用。 5.自面板讀取量測值。
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圖3-1 二線式接線圖
B.輸出電流,量測電壓
1. 接線如圖3-1。
2.按SOURCE I ,設定輸出電流(由”EDIT” 左、右鍵來更改游標位置,並經由 ”SOURCE” ▲ , ▼ 及各數字鍵來設定數值) 3.按MEAS V(量測電壓)。
4.按OUTPUT ON/OFF 輸出。(燈亮代表輸出) ※若單純量測電壓,可將電流設為0A做電壓錶用。 5.自面板讀取量測值。
C.量測電阻
1.做兩線式量測接線如圖3-1;若做四線式量測接線如圖3-2。
2.先按「CONFIG」再按「」,做電阻量測設定,進入「SENSE-MODE」,選擇兩線式量測或四線式量測。 3.按SOURCE I。
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4.按MEAS Ω。
5.按OUTPUT ON/OFF 輸出電源。 6.自面板讀取量測值。
圖3-2 四線式接線圖
D.量測功率
1. 接線如圖3-1。
2.先按「CONFIG」,然後按「FCTN」,選擇「POWER」然後按「ENTER」。 3.按SOURCE I或 V。 4.按MEAS 「FCTN」。
5.按OUTPUT ON/OFF 輸出電源。 6.自面板讀取量測值。
E. 補償電阻(Offset Compensated Ω)
補償電阻V2V1I2I1
1. 接線如圖3-1。
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2.先按「CONFIG」,然後按「FCTN」,選擇「OFF-COMP-OHMS」然後按「ENTER」。 3.設定I1,I2。 4.按SOURCE I。 5按「FCTN」。
6.按OUTPUT ON/OFF 輸出電源。 7.自面板讀取量測值。
F.量測變阻器α值(Varistor α)
Ilog(2I1V1)) Vlog(2
1.接線如圖3-1。
2.先按「CONFIG」,然後按「FCTN」,選擇「VAR-ALPHA」然後按「ENTER」。 3. 設定I1,I2。 4.按SOURCE I。 5.按「FCTN」。
6.按OUTPUT ON/OFF 輸出電源。 7.自面板讀取量測值。
G.量測電壓係數
電壓係數%R2R1100%
R2(V2V1)1. 接線如圖3-1。
2.先按「CONFIG」,然後按「FCTN」,選擇「VOLT-COEFF」然後按「ENTER」。 3.設定V1,V2。 4.按SOURCE V。 5.按MEAS 「FCTN」。
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6.按OUTPUT ON/OFF 輸出電源。 7.自面板讀取量測值。
H.量測百分比
%儀器讀值參考值100
參考值1. 接線如圖3-1。
2.先按「CONFIG」,然後按「FCTN」,選擇「%DEV」然後按「ENTER」。 3.設定參考值「REF」。
4.設定參考高低容許範圍「HI TOL」、「LO TOL」。 5.按SOURCE I或 V。 6.按MEAS 「FCTN」。
7.按OUTPUT ON/OFF 輸出電源。 8.自面板讀取量測值。
四、電源掃描(sweep)設定
2400共有四種掃描模式:線性階梯波掃描(linear staircase)、對數階梯波掃描(logarithmic staircase)、自訂波型掃描(custom)、記憶體掃描(source memory)。這四種模式簡述如下:
線性階梯波掃描(linear staircase)
如圖4-1所示,必須設定起始準位(START)、結束準位(STOP)、位階大小(STEP)、延遲時間(DELAY)。
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圖4-1 線性階梯波
對數階梯波掃描(logarithmic staircase)
如圖4-2所示,必須設定起始準位(START)、結束準位(STOP)、掃描點數(NO OF POINTS)、延遲時間(DELAY)。
圖4-2 對數階梯波
自訂波型掃描(custom)
如圖4-3所示,必須設定掃描點數(#-POINTS)、各點的準位(ADJUST-POINTS)、延遲時間(DELAY)。
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圖4-3 對數階梯波
記憶體掃描(source memory)
我們可以把不同的量測組態存在記憶體中,然後透過記憶掃描來做不同組態的測試,最多可以設定100組不同的量測組態。舉例而言,對一待測元件,我想先送電壓量電流,然後再送電流量電壓,最後測它的電阻值,那麼我可以先把送電流量電壓的設定存入記憶體中,再存入送電流量電壓的設定,最後存入電阻量測的設定,完成以上設定之後做記憶掃描即可循序完成以上三種測試。
操作:
A. 線性階梯波掃描(linear staircase)
1. 選擇送電壓(按「V」)或送電流(按「I」)。
2. 按「CONFIG」然後按「SWEEP」,進入「TYPE」選項,選擇「STAIR」。
3. 進入起始準位(START)設定,按EDIT左、右鍵來改變游標位置,可直接按各鍵來設定數值(如按「LOCAL」即”0”, 「REL」即”1” …),或按▲和▼來循序改變數值,確定之後按「ENTER」。
4. 同步驟三,依序設定結束準位(STOP)、位階大小(STEP)後,回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS)。
5. 選擇「SWEEP COUNT」,選擇掃描迴圈數,「FINITE」可設定有限迴圈數,「INFINITE」
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則可無限制進行掃描。
6. 回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS),進入「SOURCE-RANGING」,設定電源範圍模式設定,「BEST-FIXED」、「AUTO-RANGE」或「FIXED」。
※以上三種電源範圍模式詳細說明可參考「User’s Manual 」10-10頁。
7.做完以上設定之後,按「EXIT」鍵回到主畫面,按「CONFIG」鍵後按「TRIG」鍵,進入「TRIG-LAYER」,再進入「DELAY」選項,設定延遲時間(DELAY)。 8.回到主畫面,按「ON/OFF」輸出電源,然後按「SWEEP」則自動進行掃描量測。 9. 掃描完畢之後,再按一次「ON/OFF」關閉電源,按「RECALL」鍵可顯示記憶體中儲存的各量測值,如圖4-4。可按▲和▼改變記憶體位置,選擇不同掃描準位下的量測值,右下角並顯示時間(以開始量測的時間為基準時間)。
圖4-4 記憶體資料顯示
123.456uA ( 量測值 ) #0025(記憶體位置)
Vsrc: +02.5000V ( 電源輸出值 ) @0000014.209s(時間)
B. 對數階梯波掃描(logarithmic staircase)
1.選擇送電壓(按「V」)或送電流(按「I」)。
2.按「CONFIG」然後按「SWEEP」,進入「TYPE」選項,選擇「LOG」。
3.進入起始準位(START)設定,按EDIT左、右鍵來改變游標位置,可直接按各鍵來設定數值(如按「LOCAL」即”0”, 「REL」即”1” …),或按▲和▼來循序改變數值,確定之後按「ENTER」。
4.同步驟三,依序設定結束準位(STOP)、掃描點數(NO OF POINTS)後,回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS)。
5.選擇「SWEEP COUNT」,選擇掃描迴圈數,「FINITE」可設定有限迴圈數,「INFINITE」則可無限制進行掃描。
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6.回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS),進入「SOURCE-RANGING」,設定電源範圍模式設定,「BEST-FIXED」、「AUTO-RANGE」或「FIXED」。
※以上三種電源範圍模式詳細說明可參考「User’s Manual 」10-10頁。
7.做完以上設定之後,按「EXIT」鍵回到主畫面,按「CONFIG」鍵後按「TRIG」鍵,進入「TRIG-LAYER」,再進入「DELAY」選項,設定延遲時間(DELAY)。 8.回到主畫面,按「ON/OFF」輸出電源,然後按「SWEEP」則自動進行掃描量測。 9.掃描完畢之後,再按一次「ON/OFF」關閉電源,按「RECALL」鍵可顯示記憶體中儲存的各量測值,如圖4-4。可按▲和▼改變記憶體位置,選擇不同掃描準位下的量測值,右下角並顯示時間(以開始量測的時間為基準時間)。
C. 自訂波型掃描(custom)
1.選擇送電壓(按「V」)或送電流(按「I」)。
2.按「CONFIG」然後按「SWEEP」,進入「TYPE」選項,選擇「CUSTOM」。
3.進入點數(#-POINTS)設定,按EDIT左、右鍵來改變游標位置,可直接按各鍵來設定數值(如按「LOCAL」即”0”, 「REL」即”1” …),或按▲和▼來循序改變數值,確定之後按「ENTER」。
4.回到自訂波型掃描畫面(CUSTOM SWEEP),進入各點設定(ADJUST-POINTS),左邊代表第幾點,右邊代表該點的準位,”P0010 : +5.000000 _V”代表第十一點(第一點為P0000)準位為”+5.000000V”,按EDIT左、右鍵改變游標位置,直接按各鍵來設定數值(如按「LOCAL」即”0”, 「REL」即”1” …),或按▲和▼來循序改變數值,確定之後按「ENTER」。
5.如果連續數點準位相同,如第六點到第十一點準位皆為”+3V”,則可進入自訂波型掃描畫面(CUSTOM SWEEP)下的「INIT」,設定準位值(VALUE)及起始點(START PT)和結束點(STOP PT)。
6.選擇「SWEEP COUNT」,選擇掃描迴圈數,「FINITE」可設定有限迴圈數,「INFINITE」
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則可無限制進行掃描。
7.回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS),進入「SOURCE-RANGING」,設定電源範圍模式設定,「BEST-FIXED」、「AUTO-RANGE」或「FIXED」。
※以上三種電源範圍模式詳細說明可參考「User’s Manual 」10-10頁。
8.做完以上設定之後,按「EXIT」鍵回到主畫面,按「CONFIG」鍵後按「TRIG」鍵,進入「TRIG-LAYER」,再進入「DELAY」選項,設定延遲時間(DELAY)。 9.回到主畫面,按「ON/OFF」輸出電源,然後按「SWEEP」則自動進行掃描量測。 10. 掃描完畢之後,再按一次「ON/OFF」關閉電源,按「RECALL」鍵可顯示記憶體中儲存的各量測值,如圖3-3。可按▲和▼改變記憶體位置,選擇不同掃描準位下的量測值,右下角並顯示時間(以開始量測的時間為基準時間)。
D. 記憶體掃描(source memory sweep)
1.設定第一組所欲量測的測試組態,包括:電源、量值、位數、速度…等。
2.按「MENU」鍵,選擇「SAVESETUP/SOURCE MEMORY/SAVE」,並選擇所欲儲存的記憶體位置,按「ENTER」確定。
3.重覆步驟1~2,將各組測試狀態儲存於不同記憶體中。
4.按「CONFIG」然後按「SWEEP」,進入「TYPE」選項,選擇「SRC MEMORY」。 5.選擇你所要掃描的起始記憶體位置,以及所欲掃描的點數。
6.回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS),進入「SWEEP COUNT」,選擇掃描迴圈數,「FINITE」可設定有限迴圈數,「INFINITE」則可無限制進行掃描。
7.回到掃描設定選單(CINFIGURE SWEEPS),進入「SOURCE-RANGING」,設定電源範圍模式設定,「BEST-FIXED」、「AUTO-RANGE」或「FIXED」。
※以上三種電源範圍模式詳細說明可參考「User’s Manual 」10-10頁。
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8.做完以上設定之後,按「EXIT」鍵回到主畫面,按「CONFIG」鍵後按「TRIG」鍵,進入「TRIG-LAYER」,再進入「DELAY」選項,設定延遲時間(DELAY)。 9.回到主畫面,按「ON/OFF」輸出電源,然後按「SWEEP」則自動進行掃描量測。 10.掃描完畢之後,再按一次「ON/OFF」關閉電源,按「RECALL」鍵可顯示記憶體中儲存的各量值,如圖4-4。可按▲和▼改變記憶體位置,選擇不同掃描準位下的量測值,右下角並顯示時間(以開始量測的時間為基準時間)。
五、常見問題集
1.如何設定輸出電源值?
答:先選擇所要輸出的電源類型,電壓輸出或電流輸出,然後按「EDIT」,游標將停在左
下方「電源輸出值」(Isrc或是Vsrc),可按EDIT左、右鍵來改變游標位置,並可直接按各按鍵來設定數值(如按「LOCAL」即”0”, 「REL」即”1” …),或按▲和▼來改變數值。
2.何謂箝位值(compliance)?如何設定箝位值?
答:為保護儀器本身及待測元件,避免因輸出電路短路造成元件及儀器損壞,所以必須設
定一箝制準位,若量測值大於箝制準位則自動被限制於箝制準位,以保護元件及儀器安全(若量測值大於箝制準位則螢幕右下方「Cmpl」會閃爍,並限制於所設定的箝位值)。因此如果是輸出電壓,我們必須設定量測電流的箝位值;反之如果是輸出電流,我們必須設定量測電壓的箝位值。設定方式如下:
先選擇所要輸出的電源類型,電壓輸出或電流輸出,然後按「EDIT」兩下,游標將停在右下方「箝位值」(Cmpl),可按EDIT左、右鍵來改變游標位置,並可直接按各按鍵來設定數值(如按「LOCAL」即”0”, 「REL」即”1” …),或按▲和▼來改變數值。
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