解答-如何使用吉時(shí)利皮安表Keithley 6485/6487進(jìn)行離子束測(cè)量

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概述

離子束用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，諸如，質(zhì)譜儀和離子注入機(jī)等。離子束電流通常非常小（mA）, 所以需要使用靜電計(jì)或皮安表來(lái)進(jìn)行測(cè)量。今天安泰測(cè)試為大家介紹如何使用吉時(shí)利皮安表6485 型和 6487 型皮安表來(lái)進(jìn)行這種測(cè)量工作。在電流靈敏度更高時(shí)，可以改用靜電計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)量方法

如果離子源偏離地電位，那么離子收集電極多半處在地電位。在這種情況下，可以使用簡(jiǎn)單的真空同軸接頭來(lái)進(jìn)行從收集電極到皮安 計(jì)的連接。圖 1 示出 6485 型皮安計(jì)從離子收集電極測(cè)量電流的情況 , 這時(shí)儀器工作在地電位。

圖 1. 帶接地 BNC 插座的離子收集極

然而，如果離子源處在地電位，那么離子收集電極必須偏離地電位。6485 型皮安計(jì)只能偏離地電位大約 42V, 所以必須使用能夠浮地電位達(dá) 500V 的 6487 型皮安計(jì)。圖 2 是 6487 型皮安計(jì)浮地測(cè)量離子束的一個(gè)例子。皮安計(jì)的高端通過(guò)三同軸的真空接頭連到離子收集電極。皮安計(jì)的低端由電壓源偏離地電位。出于安全的考慮，當(dāng)偏置電 壓大于 42V 時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用三同軸的真空接頭。6487 型皮安計(jì)能夠浮 地高達(dá) 500V。

圖 2. 帶三同軸插座的離子收集電極

如果無(wú)法找到三同軸的真空接頭，那么可以在絕緣的 BNC 連接 處構(gòu)建金屬安全屏蔽（圖 3）。將該金屬安全屏蔽接地。。如果對(duì)地的浮地電壓小于 42V, 那么絕緣的 BNC 接頭就不需要安全屏蔽。

圖 3. 帶 BNC 插座的離子收集極

完成電路連接之后，接通偏置電壓，在沒(méi)有離子束電流的情況下 進(jìn)行電流測(cè)量，以驗(yàn)證系統(tǒng)能夠正常工作。如果這時(shí)的電流比要測(cè)量 的電流大得多，那么系統(tǒng)中一定存在著寄生泄漏通路，必須將其糾正。我們常常需要把離子束電流與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系畫(huà)成曲線(xiàn)。此項(xiàng)工作可以使用皮安計(jì)的模擬輸出功能來(lái)完成或者使用 IEEE-488 總線(xiàn)或 RS-232 接口來(lái)采集讀數(shù)，再用繪圖編程軟件包（例如 ExceLINX）或 圖表軟件將其畫(huà)成曲線(xiàn)。

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