【团体标准】 皮安表/电压源操作规范

1范围本规范规定了皮安表/电压源的适用范围、工作原理、环境条件、操作方法和注意事项。1.1主题内容本规范规定了皮安表/电压源的适用范围、工作原理、环境条件、操作方法和注意事项。1.2适用范围本规范适用于对直流电流范围20pA～20mA，直流电压范围-30V～30V的皮安表/电压源的使用。2规范性引用文件无。3术语定义本文件没有需要界定的术语和定义。4概述4.1前后面板说明图1前面板实物图图2按键实物图1—显示屏幕；2—通道选择；3—显示切换；4—上下移动按键；5—电流测量通道1和电流测量通道2；6—比例测量；7—差值测量；8—量程切换按键；9—左右移动按键；10—功能按键，具体包括：本地：取消远程操作偏移：启用或者禁用相对读数（仅限电流测量功能）滤波：显示当前功能的数字滤波器状态，并切换滤波器开和关极限：执行配置的极限测试触发：在前面板触发测量扫描：启动配置的扫描位数：改变显示分辨率的位数速度：通过选择精度或者指定NPLC改变测量速度存储：设置缓冲区大小并启动读数存储调用：显示存储数据和时间戳配置：按配置键来配置功能或操作。菜单：访问和配置主菜单选择。输入数字数据时，使用清除读数至最小绝对值。退出：取消选择。用于返回上一个菜单。确认：接受选择。11—电压输出；12—电压输出指示灯；13—电压源输出1和电压源输出2。图3设备后面板实物图1—电源插座；2—电流测量接口1和电流测量接口2，双屏蔽BNC；3—模拟电压输出接口1和模拟电压输出接口2，双屏蔽BNC；4—直流电压源输出接口1和直流电压源输出接口2；5—串口；6—输出使能接口；7—触发接口；8—接地柱；9—GPIB接口；10—网口。图4连接器终端示意图表1连接器终端说明序号连接器描述终端1输入输入高电平内导体2输入低电平（模拟公共端）内屏蔽层3机箱地外屏蔽层4模拟输出模拟输出高电平内导体5模拟输出低电平（模拟公共端）内屏蔽层6机箱地外屏蔽层7电压源输出电压源（输出）安全香蕉插座4.2环境条件a）环境温度：23℃±5℃；b）环境湿度：（20～70）%RH；c）供电电源：交流电压220V±10V，频率50Hz±1Hz；d）其它：周围无影响测量系统正常工作的机械振动和电磁干扰。5操作方法5.1使用前准备使用前开机预热至少一个小时。5.2仪器启动图5启动界面仪器正常供电后按下后面板右下方电源插座，仪器正常启动，等待五秒钟后进入测量电流和输出电压界面，如上图5所示，该界面中上半部分显示通道1的电流、电压及其他参数的数值，下半部分显示通道2的电流、电压及其他参数的数值。在此界面下，按下前面板显示屏下方的“通道选择”可在1通道和2通道之间切换，按下旁边的“显示切换”可只显示1通道或2通道，或两个通道均显示出来。按下键盘右下方的白色按钮“配置”按键进入配置界面，如图6所示，该界面共两页，内有测量、比例、量程、位数、速度、滤波、偏移、扫面、触发等功能可供选择。按下键盘右下方的白色按钮“菜单”键进入菜单界面，如图7所示，该界面内有保存、调用和重置三个功能可供选择。在任意界面下，按白色按键“退出”键返回到初始界面。图6进入配置界面图7进入菜单界面5.3电流测量功能按照如图8所示连接设备，即将皮安表/电压源后面板左上方的电流输入端口1或端口2与待测设备的电流输出端口连接，连接电缆为三同轴电缆，如有需要可采用转接头。相应地，按下键盘左上方深灰色按钮“电流1”或“电流2”进入通道1或通道2的电流测量功能界面，电流测量功能界面如图9所示。图8电流测量功能连接示意图（a）1通道电流测量界面（b）2通道电流测量界面图9两个通道的电流测量界面a)按下两个白色三角形“量程”按键，可以手动设置量程。开机默认量程为最大量程20mA，范围从200pA~20mA可选。按下正三角形按键量程从20mA切换到最小量程200pA，按下倒三角形按键量程从20mA切换到2mA，每按下一次量程键切换一次量程，；b)被测电流在量程范围内等待5秒即可读数，被测电流超出量程时，显示器显示“Overload！”。5.4电压源输出功能图10电压输出功能连接示意图（a）1通道电压源输出界面（b）2通道电压源输出界面图11两个通道的电压源输出界面按照如图10所示连接设备，即将皮安表/电压源后面板左下方的电压输出端口1或端口2与待测设备的电压输入端口Hi连接，接地柱与待测设备Lo相连。这里需要注意得是在电流输入端口或者模拟输出端口相对应的端口上安装三转二同轴转接头。相应地，按下深灰色按键“电压1”或“电压2”进入直流电压输出功能界面，该界面与电流测量界面相同，如图11所示。在电压源功能界面下：a)电压输出默认为禁止，按下键盘右下方深灰色矩形按键“电压输出”使能或禁止输出，电压输出一旦使能，电压输出指示灯即矩形按键正上方的半透明圆形按键点亮；b)输出电压默认为1V，按下白色按键“编辑”可以左右移动改变光标位置，按下深灰色“上下移动按键”可以更改输出电压的数值，更改数值后按白色按键“确认”按钮确认更改，再按下“电压输出”按钮输出更改后的电压值。5.5菜单功能5.5.1存储与调用功能按下白色按钮“菜单”键进入数据存储调用与通信功能界面，如下图所示。图12菜单功能界面该菜单下有三个功能，第一个是存储功能，第二个是调用功能，第三个是重置功能。按“确认”键进入数据存储功能界面，如下图所示，可存储五种状态及出厂设置。图13存储功能移动“上下移动键”移动至“RECALL”再按下“确认”键，进入数据调用功能界面，可调用五种存储的数据及出厂设置。按下“退出”按钮返回上一级菜单。图14调用功能移动“上下移动键”移动至“RESET”按下确认键，进入重置功能界面，选择“Y”或者“N”确定是否重置。图15重置功能5.5.2通信功能在菜单中通过“移动上下键”选择“COMMUNICATION”按键可实现远程通信功能，如下图所示。接口默认为“RS-232”串口方式。可通过“移动上下键”选择其他接口形式。接口设置方式如下图所示。串口需要设置波特率、位数等信息。GPIB接口需要设置地址。网口需要设置IP地址、子网掩码和默认网关。图16通信功能界面图17串口设置界面图18GPIB接口设置界面图19网口界面设置5.6配置功能按下白色“配置”按键进入配置功能界面，如下图所示。图20配置功能界面配置功能界面中包含很多其他功能，比如测量功能，比例测量功能，量程，位数，速度，滤波等。通过移动“上下移动按键”选择“MEASURE”功能，如下图所示。测量功能包含以下I/V，V/I，MX+B，电功率（V×I）这些数学函数，其中针对MX+B函数，还可设置M和B值。按下“退出”按钮返回上一级菜单。图21测量功能比例或差值测量功能可实现M1/M2，M2/M1，M1-M2，M2-M1这些数学函数的测量，还可通过直接按按键上方的深灰色按钮“比例”或者“差值”按键直接进入该界面。图22比例或差值测量功能界面电流量程功能可实现电流测量从200pA、2nA、20nA、200nA、2μA、20μA、200μA、2mA和20mA范围的量程切换选择，还可通过直接按下两个三角形“量程”按键或者“AUTO”按键直接进入该界面。图23电流量程切换功能界面位数选择功能通过“上下移动键”选择需要的位数精度，还可通过直接按白色按钮“位数”按键直接进入该界面。图24位数选择功能界面速度选择功能通过“上下移动键”选择需要的速度，有highaccuracy、normal、fast、other等分别对应0.01NPLC、0.1NPLC、1.0NPLC和10NPLC速度可供选择，还可通过直接按白色按钮“速度”按键直接进入该界面。图25速度选择功能界面滤波功能通过“上下移动键”选择需要的滤波器形式，有平均滤波、中值滤波可供选择，还可通过直接按白色按钮“滤波”按键直接进入该界面。图26滤波选择功能界面通过移动“上下移动键”移动至“LIMIT”进入极限测试功能设置页面，可设置电压上下限和电流上下限值，还可通过直接按下白色按钮“极限”按键直接进入该界面。图27极限设置界面通过移动“上下移动键”移动至“TRIG”进入触发功能设置页面，可设置“TRIG-IN”和“TRIG-OUT”对应的触发输入端口和输出端口，还可通过直接按下白色按钮“触发”按键直接进入该界面。图28设置触发端口界面通过移动“上下移动键”移动至“SWEEP”进入电压扫描功能页面，可设置电压扫描类型、起始数值以及对应步长，还可通过直接按下白色按钮“扫描”按键直接进入该界面。图29电压扫描功能界面通过移动“上下移动键”移动至“REL”进入相对读数功能页面，可通过左右移动键“编辑”选择偏移是否开启或关闭，并设置电流值偏移量，还可通过直接按下白色按钮“偏移”按键直接进入该界面。图30相对读数功能界面5.7模拟输出功能按照如图31所示连接设备，即将皮安表/电压源后面板左上方的电流输入端口1或端口2与待测设备的电流输出端口连接，连接电缆为三同轴电缆，如有需要可采用转接头。相应地，按下按键左上方深灰色按钮“电流1”或“电流2”进入通道1或通道2的电流测量功能界面。再将皮安表/电压源后面板左侧中间的模拟输出端口1或端口2与数字多用表端口连接。待测设备输出待测电流，在皮安表/电压源中读出电流读数，同时从数字多用表显示屏上可直接读出模拟输出直流电压的数值。图31模拟输出功能连接示意图6注意事项a)待测设备的直流电流不宜过大，一般超过量程的105%就会显示overload，此时可选择更大档位的量程进行测量；b)启用电压输出功能时，必须在电流输入或模拟输出相应端口上安装三转二同轴转接器。c)模拟输出端口输出的直流电压值可间接检验直流电流测量功能是否正常。表2模拟输出电压正常值序号量程模拟输出示值指标电压正常值范围120mA-10V2.5%+9mV-10.259V～-9.741V22mA-10V6.0%+90mV-10.69V～-9.31V3200μA-10V2.5%+9mV-10.259V～-9.741V420μA-10V6.0%+90mV-10.69V～-9.31V52μA-10V3.0%+9mV-10.309V～-9.691V6200nA-10V6.0%+90mV-10.69V～-9.31V720nA-10V3.0%+9mV-10.309V～-9.691V82nA-10V6.0%+90mV-10.69V～-9.31V9200pA-10V6.0%+90mV-10.69V～-9.31V——————————以下空白