Nuevo nanovoltímetro modelo 2182A  

El modelo 2182A representa el siguiente paso en la tecnología de Keithley fabricando nanovoltímetros. Sustituye al anterior 2182 y mejora su funcionalidad incluye medidas pulsadas, menor ruido, inversión de corriente más rápidamente y un modo delta simplificado para realizar medidas de resistencia en combinación con  las fuentes de corriente 6220 y 6221 que invierte su polaridad hasta 24 veces por segundo.

 La posibilidad de elegir entre un rango amplio de tiempos de respuesta permite optimizar la velocidad / ruido consiguiendo por ejemplo un ruido de sólo 15 nV p-p a 1 segundo ó  de 40-50 nV a 60 ms.

Proporciona un rechazo al ruido en modo común de 110 dB gracias a su sincronización con la línea de red.

Dispone de dos canales para medir voltaje, temperatura o relación entre una resistencia desconocida y una resistencia referencia.

Medidas de conductancia diferencial:

En definitiva la derivada de la curva I-V de un dispositivo, es  una medida  fundamental cuando se caracterizan dispositivos no lineales y dispositivos de baja temperatura. La combinación 2182A + 6220 ó 6221 ofrecen la solución mas completa y mas rápida disponible en la actualidad.

Medidas pulsadas:

Cuando se mide resistencia en  dispositivos pequeños,  hasta corrientes de test muy pequeñas calientan el dispositivo falseando los resultados o incluso destruyendo el dispositivo. La solución es realizar la medida generando un pulso corto de baja corriente. La combinación 2182 + 6221 puede realizar una medidas pulsante en tan solo 50 μs.

Aplicaciones en Metrología:

Gracias a su bajo ruido, gran tiempo de observación de señal, gran rapidez y una precisión de 2 ppm es el medidor mas efectivo,  teniendo en cuenta su precio,  para  intercomparaciones de patrones de voltaje y medidas directas sobre  resistencias patrón.

Aplicaciones en Nanotecnología:

En combinación con las fuentes 6220, 6221 o la serie 2400 constituye una solución ideal para medir materiales basados en nanotubos de carbono y en nanohilos de silicio.

Aplicaciones en investigación:

Su sensibilidad, capacidad de realizar cálculos, alta velocidad de medida lo convierten en el instrumento ideal para determinar características de materiales como metales, plásticos de baja resistencia o superconductores de alta y baja temperatura.

El modelo 2182A cuenta con un poderoso conjunto de nuevas capacidades para que los investigadores las utilicen con las nuevas fuentes de corriente DC modelo 6220 y de corriente AC/DC modelo 6221. Ahora los usuarios podrán realizar mediciones de resistencia, de I-V pulsada y de conductancia diferencial de manera más rápida y exacta que antes, en muchos casos sin necesidad de un amplificador lock-in o un puente de resistencia AC. Esta combinación también es útil en muchas aplicaciones nanotecnológicas por su capacidad para medir resistencia mientras disipa una cantidad muy pequeña de potencia en el dispositivo bajo test (DUT).

Características y ventajas principales. El modelo 2182A puede disminuir la desviación DC y el ruido propios de mediciones de bajo voltaje con altas velocidades, mayores a las que se podía lograr con nanovoltímetros anteriores o DMMs de alta sensibilidad. El instrumento es capaz de realizar mediciones p-p de 15nV a tiempos de respuesta de 1 segundo, y mediciones p-p de 40-50nV a tiempos de 60 milisegundos.

La unidad incluye un modo delta incorporado para coordinar mediciones con una fuente de corriente inversa (operación con un solo botón cuando se utiliza con modelos 6220/6221 de Keithley) de hasta 24Hz con ruido de 3nVrms/raíz-Hz, lo cual crea un sistema optimizado para mediciones de precisión de materiales o dispositivos de baja resistencia. La nueva operación de modo delta alterna prácticamente tres veces más rápido que su modelo anterior, reduciendo el ruido de medición en casi un factor de dos. Además, el nuevo modo delta incorpora un nuevo método de cancelación que disminuye los efectos provocados por voltajes termoeléctricos cambiantes, por un factor de diez en comparación con su antecesor.

Cuando se sincroniza con la frecuencia de línea, el modelo 2182A proporciona rechazo al ruido de 110dB en la frecuencia y disminuye el efecto de corrientes AC en modo común. La unidad ofrece dos canales para medir voltaje o temperatura; o el segundo canal se puede utilizar para leer la razón de una resistencia desconocida directamente a un resistor de referencia. Incluye cálculos de termocupla para tipos J, K, N, T, E, R, S y B.

Se combina con los nuevos modelos 6220/6221 de fuentes de corriente de Keithley. Cuando se integra el modelo 2182A con cualquiera de las nuevas fuentes de corriente, modelos 6220 ó 6221, se crea un poderoso sistema de test capaz de actuar como un solo instrumento. Cuando se enlaza con el modelo 6221 habilitado por Ethernet, el sistema combinado funciona de manera efectiva como un sistema nanovoltímetro controlado por Internet, permitiendo a los clientes controlar tanto la generación como la medición a través de una sola dirección IP para Internet.

Algunas de las capacidades más importantes del modelo 2182A, cuando se combina con los modelos 6220 ó 6221, incluyen:

• Amplio rango de medición, desde 10 nano-ohms (ruido más bajo) a 1 Gohms.
• Los modelos 622X y 2182A pueden llevar a cabo mediciones de conductancia diferencial, cada vez más comunes para caracterizar materiales de semiconductores y nanotecnología, a una velocidad diez veces mayor y con un ruido menor a las soluciones existentes, incluyendo amplificadores lock-in y puentes de resistencia AC.
• Cuando se combina con el modelo 6221, el modelo puede soportar mediciones de resistencia e I-V pulsadas con pulsos tan cortos como 50 microsegundos, incluso a bajas corrientes. Pulsos cortos se traducen en menor potencia en el DUT, lo cual es de especial importancia en dispositivos muy pequeños en los que una cantidad muy pequeña de potencia sería suficiente para destruirlos o para producir una lectura no válida. Para eliminar offsets DC y ruido en la frecuencia de línea en estas mediciones de pulsos de alta sensibilidad, el modo pulsado de los modelos 6221/2182A utiliza tanto la línea de sincronización como las técnicas de modo delta.
  
  Con más de 50 años de experiencia en mediciones, Keithley Instruments (www.keithley.com) se ha convertido en líder mundial en avanzados sistemas e instrumentos de tests eléctricos de DC a RF (radiofrecuencia), adaptados a las necesidades especializadas de fabricantes electrónicos para tests de producción de alto rendimiento, monitoreo de procesos, desarrollo de productos e investigación. En base a sus fortalezas en soluciones de medición eléctrica para investigación, Keithley se ha convertido en líder en tecnología de tests de producción para industrias inalámbricas, optoelectrónicas, de semiconductores y otros segmentos electrónicos de precisión a nivel mundial. El valor que damos a nuestros clientes es una combinación de tecnología en mediciones de precisión y una valiosa comprensión de sus aplicaciones para mejorar la calidad y rendimiento de sus productos.

• Modelo 428: Convierte corrientes muy bajas en tensión con ganancias de 10 ³ a 10 ¹².

• Modelo, 6514 Electrómetros, capaz de medir corrientes muy bajas como 10 ^-17 A. Miden cargas eléctricas, tensión con enormes impedancias de entrada y resistencias de muy alto valor (superiores a 10 ¹⁶ Ohm). El modelo 6514 es muy rápido ( max 1200 lecturas / seg. y posee panel frontal de multímetro.

• Modelo 6517A: Electrómetro avanzado, medidor de alta resistencia. Además de las funciones de los modelos anteriores, incorpora una fuente programable de ±1000V permitiéndole medir resistencias de hasta 10 ¹⁷ Ohm. Su método de medidas invirtiendo la polaridad es único y permite obtener gran repetitibilidad. Incorporándole una de las tarjetas opcionales mod. 6521 ó 6520 puede medir sobre 10 canales. Disponibles compartimentos de muestras para componentes o materiales (resistividad volumétrica y superficial) y software de medida para PC.

• Modelo 263: Es un calibrador optimizado para calibrar electrómetros, picoamperímetros y en general medidores de baja I, V y alta R.

Modelo 6487 Picoamperímetro/Fuente de Tensión, con una capacidad de medida única en la industria. Incluye sensibilidad de baja corriente como un electrómetro, con la facilidad de uso y el precio de un multímetro de precisión. El modelo 6487 es un instrumento de 5-1/2 dígitos que puede aplicar tensiones de hasta 500 V a un elemento en test y medir corrientes tan bajas como 20fA. Mide resistencia hasta 5x10¹⁶ ohms utilizando la fuente de tensión, mide la corriente, incluyendo un método de tensión alterna para minimizar los errores de corriente de fondo. Con una velocidad de adquisición de datos de 1000 lecturas/s a la memoria buffer, no hay un picoamperímetro más rápido. Estas características dan como resultado una solución económica para aplicaciones como medida de corrientes en haces de iones, monitorización de radiaciones, caracterización de optoelectronica y de semiconductores, alineamiento de fibras ópticas, y materiales de alta resistencia.

Aplicaciones. Existe una creciente necesidad de medidas de corriente continua de bajo nivel en materiales y elementos que también requieren estimulación por una fuente de tensión. Medidas típicas son resistencia de aislamiento, pérdidas de corriente, corrientes en fotodiodos y tubos fotomultiplicadores, caracterización de sensores, y caracterización I‑V en semiconductorses y otros componentes. El modelo 6487 también puede ser de interés para fabricantes e integradores de sistemas que necesitan medidas de corriente de bajo nivel bajo estímulos de tensión.

La  capacidad del modelo 6487 para medir corrientes menores de 100nA con precisión es algo que ni los multímetros de precisión pueden hacer debido a la sensibilidad, tensiones ocultas y limitaciones del cableado. Mientras que los electrómeteros (la clase de instrumentos mas sensitivos) pueden medir bajas corrientes de forma muy precisa, su versatilidad y circuiteria de extrema alta precisión incrementa su coste de forma significativa. El modelo 6487 es significativamente menos caro que otros instrumentos que pueden hacer las mismas funciones, como medidores de potencia óptica, tera-ohmmeteros, soluciones diseñadas por el usuario, y productos competitivos con menos funciones.

Modelo 6487 Detalles del producto. La sensibilidad de  20fA del modelo 6487 permite la caracterización de los fenómenos de baja corriente, mientras que  su rango de 20mA permite la medida de corriente suficientemente alta de los sensores de lazo 4-20 mA. Su resolución de 5-1/2 dígitos y tensiones ocultas menores de 200mV, en los rangos de medida bajos, permiten medidas de alta precisión, aún en circuitos con tensiones fuente bajas. La emulación del modelo 487 simplifica la actualización de las aplicaciones existentes. Mas aún el modelo 6487 puede soportar sobrecargas abusivas de hasta 505V c.c. (máximo modo común y entrada continua). Esta protegida la entrada directa de la fuente al picoamperímetro.

Los rangos de tensión son ±10, ±50, y ±500Vcc, con una precisión básica de ±0.1% del valor programado. Un método de tensión alterna para medidas de alta resistencia reduce los errores debidos a corrientes generadas externamente. Una memoria buffer de 3000 medidas, con tiempo, proporciona estadísticas de máximo, mínimo y desviación estándar. La función REL permite hacer medidas relativas con respecto a un valor base; la función LOG muestra el logaritmo del valor absoluto dela corriente medida.

El modelo 6487 está diseñado para conectar fácilmente a otros instrumentos y la fuente de tensión con una conexión “Trigger Link” permite sincronizar dos o mas instrumentos. Esta conexión permite combinar seis líneas de trigger seleccionables independientemente en un único conector para una conexión sencilla y controlar directamente todos los instrumentos en un sistema. Incluye una interface IEEE-488 para controlar el instrumento con un PC por el bus GPIB. También posee interface RS-232. El modelo 6487 tiene  conectores triaxiales que permiten usar el picoamperímetro en modo flotante hasta 500V, pero se pueden utilizar los económicos cables BNC cuando sean apropiados.

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Pra simplificar la integración del Modelo 6487 en sistemas basado en PC, el instrumento incorpora las utilidades de Keithley ExceLINX, para utilizarlas con Microsoft^® Excel. Después de instalar ExceLINX en un PC, el usuario puede adquirir datos directamente del Modelo 6487 en minutos, y utilizar las gráficas y capacidad de análisis de  Excel para convertir datos en información útil. No se necesita programación para ExceLINX—unos pocos clics del ratón es todo lo que se necesita. Keithley tambien suministra herramientas para utilizar con LabVIEW™, LabWindows™/CVI, Visual Basic^®, C/C++, y TestPoint™. Hay numerosos ejemplos en Internet para ayudar a los programadores con sus aplicaciones.

Características adicionales:

·          Salida analógica. Permite al modelo 6487 transmitir resultados de las medidas a otra unidades como Multímetros, tarjetas de adquisición de datos, osciloscopios, o registradores.

·          Panel frontal sencillo. Las funciones se pueden configurar de forma sencilla con la pulsación de un botón, sin complicados menús de funciones.

·          Desconexión del indicador. Para investigación en components sensibles a la luz, como fotodiodos, el indicador se puede desconectar para evitar introducir luz que pueda reducir significativamente la precisión de las medidas de corriente en oscuridad.

·          Salidas digitales. Para controlar otros instrumentos y posicionadores de componenetes.

• Modelo 2182A: Es un nanovoltímetro de 7 ½ dígitos con sensibilidad de 1nV. Posee  la mayor velocidad y el menor nivel de ruido del mercado ( 15nV en 1S y 40-50nV en 60mS). Dispone de dos canales de entrada para medida de tensión o temperatura. Incluye compensación automática de tensión y linealiza termopares incluyendo su compensación.

• Modelo 1801: Es un preamplificador que permite extender el rango de los multímetros mod. 2001 (7 ½ dígitos) y 2002 ( 8 ½ dígitos) obteniendo una resolución de 1pV. Está formado por 3 elementos, 1º una tarjeta que se inserta en el multímetro y desde donde se toma la alimentación, control y datos de calibración, 2º el propio amplificador y 3º un cable de 3 m que los une. El ruido es inferior a 600nVpp y permite medir tensión alterna de baja frecuencia y resistencia a 4 hilos con una resolución de 100pΩ, aplicando una corriente de sólo 9,2 mA que evita el calentamiento del dispositivo a medir. Gracias al indicador de barras de los multímetros se puede utilizar como detector de nulo en aplicaciones de metrología y microcalorimetría.

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