電阻式傳感器電性能分析VI數字源表
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人氣：442 發布時間：2024-12-18 13:40 關鍵詞：傳感器電性能分析 IV電性能測試 VI曲線儀 數字源表 產品型號：S300 應用領域：電磁輻射 產品價格：1000 想了解更多產品詳情，請 |
概述
氣體傳感器是一種可(ke)以(yi)將(jiang)(jiang)氣體的某些信息(xi)包括濃度和種類轉(zhuan)換為可(ke)以(yi)被操作人(ren)員、儀器儀表、計算機等利用的聲、電(dian)(dian)、光或(huo)者數字信息(xi)的裝(zhuang)置，通(tong)常被安(an)裝(zhuang)于(yu)監(jian)測系統(tong)探測頭內的監(jian)測系統(tong)中(zhong)，用于(yu)現場采(cai)集空氣數據。根據氣敏特(te)性可(ke)將(jiang)(jiang)氣體傳感器分(fen)為半導體式、固體電(dian)(dian)解質式、電(dian)(dian)化學式、接觸燃燒(shao)式、光學式和熱(re)導式等類型(xing)。
其中(zhong)，半導體(ti)氣(qi)(qi)體(ti)傳感器是一種利用氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)吸(xi)附而使半導體(ti)本身的(de)(de)電(dian)(dian)導率發生變化這一機(ji)理來進(jin)行檢測(ce)的(de)(de)器件，具(ju)有靈敏度高(gao)、響應(ying)(ying)快、穩(wen)定性(xing)好、使用簡(jian)單的(de)(de)特點，廣泛應(ying)(ying)用于智能(neng)家居、汽車電(dian)(dian)子、消(xiao)費電(dian)(dian)子、可穿戴(dai)設備、醫(yi)療、工業過程、環境監測(ce)等行業。
半導體(ti)氣體(ti)傳(chuan)(chuan)感器根據材料的(de)(de)不同(tong)，其阻值(zhi)跨度大(da)，覆蓋Ω~GΩ范(fan)圍。針對不同(tong)材料的(de)(de)氣體(ti)傳(chuan)(chuan)感器進(jin)行分選，需要有高(gao)效的(de)(de)檢測(ce)方案。氣體(ti)傳(chuan)(chuan)感器電性能測(ce)試(shi)數(shu)字源表就找普賽(sai)斯儀表，詳詢一八一四零(ling)六(liu)六(liu)三四七六(liu)；
利用(yong)數(shu)字(zi)源表源（SMU）設備(bei)進(jin)行氣(qi)體傳感器電性(xing)能測(ce)試
I-V測試是對待測器件（DUT）施加電壓或電流，然后測試其對激勵做出的響應。根據待測器件（DUT）的不同，信號電平可能相當低，需要高靈敏度源和測量儀器及測試技術，Z大限(xian)度(du)地(di)減少誤差的(de)外部來源，而(er)且(qie)需(xu)要有(you)快的(de)測試速度(du)和(he)高的(de)測試可靠性做保(bao)證。
通常，氣體傳(chuan)(chuan)感器 I-V 特性測(ce)試(shi)(shi)需要幾臺儀器完成，如數字表(biao)、電壓源、電流(liu)源等。然而(er)，由數臺儀器組成的系統需要分別(bie)進(jin)行編程、同步、連接、測(ce)量(liang)和分析(xi)，過程既復雜(za)又耗時(shi)，還占用(yong)(yong)過多測(ce)試(shi)(shi)臺的空間。而(er)且，使用(yong)(yong)單一功能的測(ce)試(shi)(shi)儀器和激勵源還存在復雜(za)的相互間觸發操作(zuo)，有更大的不確定度(du)及更慢的總線傳(chuan)(chuan)輸速度(du)等缺點。
實施I-V特性分析的Z佳(jia)工具之一是數(shu)(shu)字(zi)源表（SMU）。數(shu)(shu)字(zi)源表作為(wei)獨立的恒(heng)壓源或恒(heng)流(liu)源、伏特計(ji)、安培計(ji)和歐姆表，還可用作精密電子(zi)負載(zai)。其(qi)高性(xing)能架構(gou)還允許將其(qi)用作脈沖發生(sheng)器，波形發生(sheng)器和自動(dong)電流(liu)-電壓(I-V)特性(xing)分析系統，支持四象(xiang)限工作。
普(pu)賽斯數(shu)字源表(biao)（SMU）解決方(fang)案
自2015年開始，普賽斯致力于數字源表的研究，并于2019年S先實現數字源表(biao)的國產化(hua)，陸續推出了(le)高精度數字源表(biao)、插卡式源表(biao)等產品(pin)(pin)，通過不同技術組合(he)，可以實現產品(pin)(pin)組合(he)方案的多樣化(hua)與Z優(you)化，滿足(zu)從(cong)成(cheng)本(ben)到性能上的不同(tong)客戶需(xu)求，幫(bang)助用戶輕松(song)玩美(mei)解(jie)決(jue)氣體傳(chuan)感器測(ce)試(shi)中碰到的各種問題和需求，如：
（1）實時測試多種材料(liao)在同一氣體條(tiao)件下(xia)的電(dian)阻值(zhi)的反應靈敏度；
（2）在低電(dian)壓下(xia)進(jin)行下(xia)高范(fan)圍跨(kua)度（Ω、KΩ、MΩ、GΩ）的電(dian)阻(zu)測量，測試設備輸入電(dian)阻(zu)要求(qiu)高
（3）I/V 曲(qu)線(xian)掃(sao)描；
（4）上位機實時顯示各不(bu)同氣(qi)敏(min)電(dian)阻 R/t 曲線(xian)，并可記錄存檔；
方(fang)案一：S系列高精度數字源表 上(shang)位機軟件，搭(da)建(jian)多通道測試(shi)方(fang)案
S100數字源表是普賽斯歷時多年打造的高精度、大動態范圍、S先國產化的源(yuan)表，集電壓、電流的輸(shu)入輸(shu)出及測量等功能于(yu)一體。電壓范圍(wei)從300uV~30V，電流從100pA~1A，輸(shu)出精度達到0.1%，Z大功率(lv)可達(da)30W，能夠覆(fu)蓋0~50GΩ之間電阻值的(de)傳感(gan)器(qi)測量。
圖1 S系列源表搭建多通道測試(shi)方案
方案(an)二：CS1010C CS100/CS400插卡式(shi)源表 上位機軟(ruan)件，搭建多通道測(ce)試方案(an)
該方案(an)主要采用(yong)普賽斯插卡(ka)式設(she)備（CS1010主機 CS100子卡(ka) 或(huo)者CS1010主機 CS400子卡(ka)）組建多通道測(ce)試方案(an)，具有通道密度高、同步觸(chu)發功(gong)能強、多設(she)備組合效率(lv)高等(deng)特點(dian)。
CS1010C主機：采用自定義框架，背板總線帶寬高達3Gbps，支持16路觸發總線，滿足多卡設備高速率通信的需求，擁有Z高容納10字卡(ka)的插槽；
CS100子卡：為單卡單通道子卡，具備四象限工作能力，Z大電壓30V，最小電流100pA，輸出精度達到0.1%，Z大功(gong)率(lv)為30W；配合CS1010主機最(zui)多能搭(da)建10個測試通道，能夠覆蓋0~50GΩ之間電(dian)阻(zu)值的傳感器測量；
CS400子卡：為單卡四通道字卡，卡內4通道共地，Z大(da)電壓10V，最小電流10nA，輸出精度達到0.1%，單通道Z大功率2W；配合CS1010主機最多能搭建40個測(ce)(ce)試通道，能夠(gou)覆(fu)蓋0~25MΩ之間電阻(zu)值的傳感器測(ce)(ce)量；
圖(tu)2 CS1010主機 CS100/CS400子卡搭建多通道測試(shi)方案(an)
方案三：CS1010 A400采集卡 S100/CS100 上位機軟件，搭建多通道測試方案
該方案主要由1臺CS1010主機、 N張(zhang)A400采(cai)集卡、1臺S100或者1張(zhang)CS100子卡組成。A400采(cai)集精(jing)密電(dian)阻(R1)兩端(duan)的電(dian)壓值，所有測試(shi)通道采(cai)用并聯(lian)方式統(tong)一由S100/CS100進行供電(dian)。
A400數據采集卡：普賽斯自主設計開發的插卡式，支持可變速率采樣和大容量數據存儲的高精度數據采集卡；使用高性能ADC芯片，分辨率可達16bits，Z高(gao)支(zhi)持2MS/s采樣(yang)率，輸(shu)入阻(zu)(zu)抗高達1GΩ。單采集卡(ka)支(zhi)持4通(tong)道，且通(tong)道間隔離(li)；配合CS1010主機最多能搭建(jian)40個測試通(tong)道，測試電阻(zu)(zu)范圍依賴于精(jing)密電阻(zu)(zu)的(de)阻(zu)(zu)值大(da)小(xiao)。
圖3 CS1010C主機 A400采集卡(ka) S100搭建多通(tong)道(dao)測(ce)試(shi)方案
常見問(wen)題 FAQ
（1）檢(jian)測時是(shi)否必須要(yao)用4線(xian)制接線(xian)法？
一般情況下沒有必要(yao)。氣敏(min)(min)電(dian)阻(zu)的(de)(de)研(yan)發，就(jiu)是在甄別出對氣體(ti)最敏(min)(min)感的(de)(de)材料(liao)，并研(yan)究(jiu)其特(te)性。氣敏(min)(min)電(dian)阻(zu)的(de)(de)阻(zu)值遠大于導線電(dian)阻(zu)，所以無需四線接線法。
（2）萬用表(biao)能用于(yu)測(ce)試氣敏電阻嗎(ma)？
萬用表一般只適用于確定電阻的靜態測試，對大范圍大動態研發來說，數字源表是Z佳(jia)選擇。普賽斯自主研發的高精度源(yuan)表具備大動態范(fan)圍、高輸(shu)入阻(zu)抗等優(you)點，可覆(fu)蓋(gai)Ω~GΩ不同阻(zu)值范(fan)圍的氣體傳(chuan)感(gan)器測試需求。
（3）源表與電阻計相比，優(you)勢在哪(na)里？
常見電阻計，其(qi)優勢在(zai)是高精度(du)高靈敏度(du)，但(dan)其(qi)測試原理(li)與(yu)源(yuan)表一致，提供恒流(liu)源(yuan)測電壓(ya)換算出(chu)電阻值。而(er)電阻計的(de)(de)恒流(liu)源(yuan)，是固定若干個檔位(wei)，不如普賽斯(si)源(yuan)表的(de)(de)恒流(liu)源(yuan)的(de)(de)電流(liu)線性可調，靈活方便。
（4）多通道(dao)R/t測試上位軟件有哪些特(te)點？
支(zhi)(zhi)持≤40 通(tong)(tong)道(dao)同步實時(shi)繪制 R/t 特性曲線；支(zhi)(zhi)持恒流源或恒壓源自定義線性輸出模式切換(huan)；電阻(zu)值(zhi)量程動態自動變更；具有定時(shi)掃描及連續(xu)測(ce)(ce)試(shi)功能；測(ce)(ce)試(shi)頻率依NPLC數(shu)值(zhi)可調(diao)；還具有可調(diao)式多點數(shu)據平滑 R/t 曲線切換(huan)；支(zhi)(zhi)持測(ce)(ce)試(shi)數(shu)據導出；支(zhi)(zhi)持以太(tai)網、RS-232、GPIB 快速連接通(tong)(tong)訊(xun)等特點。
結論
在傳感器研究的早期階段，利用I-V特性分析技術，可以簡化用于氣體檢測系統和分析儀器的傳感器合格驗證。無論對于新材料、新技術研發還是傳感器的生產測試，將I-V特性分析技術用于各種傳感器和選擇Z佳測試儀器方面，普賽斯都是用戶值得信賴合作伙伴，歡迎隨時聯系探討，電阻式傳感器電性能分析VI數字源表詳詢(xun)18140663476
