Подготовка изоляционной оснастки для измерений малых токов Keithley — обязательный этап перед любыми прецизионными измерениями. Даже качественный пикоамперметр или электрометр не покажет достоверных результатов, если оснастка вносит паразитные токи утечки. Инженеры, работающие с системами Keithley, знают: подготовка изоляционной напрямую определяет предел обнаружения тока и воспроизводимость измерений.
Подготовка изоляционной оснастки: выбор материалов
Для измерений малых токов Keithley применяют оснастку из материалов с высоким удельным поверхностным сопротивлением — фторопласт, полиэтилен, кварц. Металлические детали должны быть экранированы и изолированы охранными кольцами. В документации производителя Keithley указаны требования к сопротивлению изоляции оснастки: инженер должен сверить паспортные данные материала с ожидаемым уровнем измеряемого тока. При токах ниже 1 нА сопротивление изоляции оснастки должно превышать 10^12 Ом.
Важно исключить гигроскопичные материалы: текстолит, гетинакс, обычные пластики. Они впитывают влагу и создают нестабильные токи утечки. Для ответственных измерений Keithley рекомендует использовать оснастку с кварцевыми или сапфировыми изоляторами. Перед монтажом все детали необходимо обезжирить в ультразвуковой ванне с изопропиловым спиртом и высушить при температуре не выше 60 °C.
Контроль утечек оснастки
После сборки оснастки проводят проверку тока утечки при рабочем напряжении. Для этого к изолированным выводам подключают электрометр Keithley в режиме амперметра и подают напряжение от источника-измерителя. Типичная ошибка — проверять утечку только на постоянном токе, игнорируя ёмкостные наводки. В реальных условиях оснастка может иметь паразитную ёмкость до десятков пикофарад, что создаёт переходные токи при изменении напряжения.
Необходимо измерить ток утечки при максимальном рабочем напряжении и убедиться, что он на порядок ниже измеряемого сигнала. Если ток утечки превышает 1 % от ожидаемого сигнала, оснастку нужно перебрать: заменить изоляторы, улучшить экранирование или ввести дополнительное охранное кольцо. В документации Keithley приведены методики оценки влияния ёмкости оснастки на время установления показаний.
Очистка и хранение оснастки
Подготовка изоляционной включает обязательную очистку перед каждым циклом измерений. Даже отпечатки пальцев создают токи утечки до 10 пА при напряжении 10 В. Очистку проводят безворсовыми салфетками, смоченными в дистиллированной воде или спирте. После очистки оснастку сушат в потоке чистого азота или в термошкафу при 50 °C не менее двух часов.
Хранить оснастку следует в герметичных контейнерах с силикагелем. Влажность воздуха в рабочей зоне не должна превышать 40 %, иначе на поверхности изоляторов образуется адсорбированная плёнка воды, резко снижающая сопротивление. При длительном хранении оснастку повторно очищают и проверяют ток утечки перед использованием. Типовая ошибка — пренебрежение очисткой после перерыва в работе, что приводит к необъяснимому дрейфу показаний.
Подбор и заказ
Подобрать и заказать оборудование Keithley можно через Делазию. Перейдите в каталог оборудования и передайте исходные требования через форму заявки.