Lake Shore Cryotronics'in M81-SSM'si DC, AC ve kilitlemeli kaynak ve ölçüm sunar.
Günümüzün ölçüm sistemleri çok hızlı bir şekilde çok karmaşık hale gelebilmektedir. Araştırmanın en ileri noktasında çalışan bilim insanları çoğu zaman bir dizi farklı tedarikçinin cihazlarını bir araya getirmek zorunda kalacak. Bu sorunludur çünkü karma satıcılı sistemlerin çalıştırılması zor olabilir ve bu, yapılan ölçümlerin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini ciddi şekilde tehlikeye atabilir.
Lake Shore Cryotronics, üç adede kadar kaynak ve üç ölçüm modülünün tek bir merkezi kontrol cihazı tarafından aynı anda çalıştırılmasına olanak tanıyan MeasureReady M81-SSM (Senkron Kaynak ve Ölçüm) sistemi ile bu belirsizlikleri gidermiştir. M81-SSM, Lake Shore'un tescilli MeasureSync teknolojisini kullanarak bağlı tüm kaynak ve ölçüm modüllerinin eşzamanlı olarak güncellenmesini ve 10 kHz örnekleme hızında +/-375 ns aralıklarla iyi şekilde örneklenmesini sağlar.
Lake Shore'da kıdemli ürün müdürü olan Chuck Cimino, "Kasıtlı olarak senkronize kaynak ve ölçüm yeteneklerini bir araya getiriyoruz" diye açıklıyor. "Bu aynı zamanda karakterize edilen numuneye yönelik ortak bir doğruluk referansının kullanılmasına olanak tanır ve sürekli olarak minimum gürültü performansı sağlar."
Şirketin merkezi Westerville, Ohio'da bulunmaktadır ve 56 yıldır ölçüm ve kontrol çözümleri geliştirmektedir. "M81-SSM'de üstün senkronizasyona, karma DC ve AC kaynak kullanımına ve ölçüme ve gerilim ölçüm aralığının daha sorunsuz/hızlı değişimine olanak sağlayan çok sayıda patentli teknolojimiz var" diye ekliyor.
M81-SSM'nin kalbinde şu anda dört farklı kaynak ve ölçüm modülünü destekleyen bir kontrol cihazı bulunmaktadır: sabit voltajlı bir kaynak modülü; dengeli veya diferansiyel bir sabit akım kaynağı modülü; 1 TΩ'dan büyük bir giriş empedansı voltaj ölçüm modülü; ve yerleşik programlanabilir DC öngerilimli sıfır ofset gerilim tipi akım ölçüm modülü. Cimino, sistemin yeteneklerini genişletmek için daha uygulamaya özel tip modüllerin geliştirildiğini söylüyor.
Son derece düşük gürültülü çalışma
Tüm M81-SSM modülleri, yüksek düzeyde yalıtılmış doğrusal güç kaynakları tarafından desteklenen doğrusal amplifikatör elektroniği içerir. Cimino, sonucun, yaygın olarak kullanılan bir dizi kilitleme amplifikatörü de dahil olmak üzere, geleneksel olarak oluşturulmuş en iyi tek kutulu kaynak ve ölçüm cihazlarının çoğunu aşan son derece düşük gürültülü bir çalışma olduğunu söylüyor.
M81-SSM, mümkün olan en düşük gürültü ve en hızlı konfigürasyon ve kriyojenik ve/veya yüksek alan deney ortamlarında numuneleri ölçmek için kurulum ile mümkün olan en geniş voltaj-akım karakterizasyon uygulamalarını kapsayacak şekilde baştan tasarlandı. Lake Shore, bu ve diğer zorlu ortamlardaki malzeme ve cihazları karakterize etme konusunda geniş deneyime sahiptir ve aynı zamanda M81-SSM'nin tasarımında özel sinyal koşullandırma ve ölçüm teknolojilerinin yanı sıra şirketin uygulama bilimcilerinin uzmanlığından da tam olarak yararlanmıştır.
Bu düşük güçlü ve düşük gürültülü sinyal özelliği, M81-SSM'yi çeşitli Hall çubuk yapıları ve manyetik alan sensörleri kullanarak manyetik alan etkilerini ölçmek için çok kullanışlı kılar. Bu cihazlar, spin taşıma deneyleri ve süperiletken malzemelerin kriyojenik sıcaklıklarda incelenmesi dahil olmak üzere bir dizi uygulamada kullanılmaktadır. M81-SSM, kendi kendine ısınmayı en aza indirirken çok düşük sıcaklıklarda ölçüm yapmanın yanı sıra, odadaki ve çok yüksek sıcaklıktaki ortamlardaki malzemeleri de karakterize edebilir ve kilitlenme algılamalı AC kaynağı yoluyla termal sapmaları önleyebilir.
Bir numunenin elektrik direncinin çok hassas ölçümlerini yapmak için kullanılan hall bar ölçümleri, M81-SSM'nin diferansiyel akım kaynağı ve voltaj ölçüm modülü kombinasyonu kullanılarak çok etkili bir şekilde yapılabilmektedir. Genel dört telli direnç ölçümü uygulamaları da bu düşük gürültülü, düşük güçlü, tamamen diferansiyel bağlantılı modüllerden yararlanır.
M81-SSM'nin modüler yapısı ve modüllerin AC (100 kHz'e kadar), DC ve kilitleme algılama modları arasında kolayca geçiş yapma yeteneği, kullanıcılara, veya arasında geçiş yapmadan yapılabilecek ölçüm türlerinde büyük esneklik sağlar. özel DC ve yalnızca AC enstrümantasyonunun değiştirilmesi. Bu modülerlik ve esneklik aynı zamanda M81-SSM'nin tutarlı sonuçlar sunmak amacıyla birden fazla cihazı aynı koşullar altında test etmek için kullanılabileceği anlamına da gelir.
VM-10 gerilim ölçüm modülü, düşük nanovolt aralığından 10 V'a kadar sinyalleri tespit edebilir. DC'den 100 kHz'e kadar çalışır ve genlik, faz ve harmonikleri tespit edebilir. CM-10 akım ölçüm modülü femtoamper ila 100 mA aralığındaki akımları tespit edebilir. Akım ölçümleri DC'den 100 kHz'e kadar yapılabilir ve genlik, faz ve harmonik algılamayı içerir.
BCS-10 dengeli akım kaynağı modülü, DC'den 100 fA'dan 100 mA'ya, sinüzoidal çıkıştan 100 kHz'e kadar programlanabilirken, VS-10 voltaj kaynağı modülü, DC ile 1 µV DC/100 nV AC'den ± 10 V'a kadar programlanabilir voltajlar sağlar. 100 kHz sinüzoidal çıkışa kadar.
Kontrol cihazı, USB, GPIB ve Ethernet'in yanı sıra harici referans kaynakları veya dedektörlerle arayüz oluşturma dahil olmak üzere bir dizi dijital bağlantı sunar. Kontrolör ve modüller rafa da monte edilebilen kompakt tezgah üstü cihazlardır.
Senkronizasyon ve entegrasyon
Kaynak bulma ve ölçüm yeteneklerinin yüksek derecede senkronizasyonu ve entegrasyonu sayesinde M81-SSM, hassas ölçümler yapmak için gereken ayrı cihazların sayısını çoğu durumda yalnızca M81-SSM sistemine indirebilir. Bu entegrasyon seviyesi aynı zamanda ayrı kaynakları, ölçüm cihazlarını ve numuneleri bağlamak için tipik olarak kullanılan kabloların sayısını ve uzunluğunu da en aza indirir. Bu entegrasyon, ölçümleri önemli ölçüde bozabilecek sızıntı, gürültü, direnç ve reaktans gibi parazit etkilerinin ortaya çıkmasını önler.
Uzak modüller, ana cihaza, standart 2 m'lik gürültüye dayanıklı güç ve sinyal kabloları aracılığıyla bağlanır; bu kablolar, isteğe bağlı olarak cihaz ile herhangi bir modül arasında toplam 6 m'ye kadar uzatılabilir. Bu, modüllerin kriyojenik prob istasyonu gibi ölçümlerin yapıldığı yere çok yakın yerleştirilebileceği anlamına gelir. Cimino, "Düşük seviye ölçümlerinde oyunun adı, sinyal seviyesi kablolarının uzunluğunu en aza indirmektir" diyor. "M81-SSM ile istenirse amplifikatör modüllerini numunenin hemen yanına yerleştirebilirsiniz."
Sistemin modüler yapısı, bağlı modüllerin basitçe değiştirilmesiyle çok çeşitli konfigürasyonların oluşturulabileceği anlamına gelir. Bu, M81-SSM'yi son derece esnek bir sistem haline getirir ve performansı, birden fazla ayrı cihaz ve farklı satıcılara ait cihazlardan oluşan kurulumlardan daha öngörülebilirdir. Ayrıca tüm sistem tek bir tedarikçi tarafından desteklenerek müşteri hizmetleri ve teknik yardım daha basit ve daha verimli hale geliyor.
M81-SSM, kontrol cihazı ile modülleri arasında sinyalleri iletmek için patentli bir analog sistem kullanır. Cimino, bunun gürültülü dijital devreleri modüllerdeki hassas analog devrelerden uzak tuttuğunu açıklıyor. Bu aynı zamanda toprak hatalarını en aza indirir ve tüm modüllerin sıkı senkronizasyonunu sağlar.
Özel ADC'ler ve DAC'ler
Üçe kadar bağlı ölçüm modülünden gelen sinyaller, özel analogdan dijitale (ADC) dönüştürücüler tarafından kontrolörde dijitalleştirilir. En fazla üç kaynak modülünden gelen çıkış sinyalleri, kontrolör tarafından özel dijital-analog dönüştürücüler (DAC'ler) tarafından tanımlanır.
ADC'ler ve DAC'ler, paylaşılan MeasureSync saat sinyalinin yükselen kenarı tarafından tetiklenir. MeasureSync, tüm modülleri güncellemek ve okumak için ortak bir 375 kHz saat sinyali kullanan Lake Shore'un patent bekleyen sinyal senkronizasyon sistemidir; tipik çoğullanmış çok kanallı alternatifler yerine bağlı her kanalda sürekli veri örneklemesine olanak tanır.
Örnekleme saat kenarları arasındaki boşluklar sırasında, ADC verileri kontrolör tarafından okunur ve DAC'ler bir sonraki çıkış değerlerini sağlayacak şekilde ayarlanır. Sonuç, altı adede kadar bağlı amplifikatör kanalının tam senkronizasyonu ve sürekli örneklemesidir; bu, paralel olarak birden fazla senkronize ölçümün yapılabileceği anlamına gelir. Her kanal AC, DC veya kilitleme ölçümleri gerçekleştirecek şekilde ayarlanabilir. Ham numuneler saniyede 375 kilo numune (kSa/s) hızında alınır ve işlenir ve tamamlanan ölçümler LAN, USB veya GPIB aracılığıyla bir ana bilgisayara saniyede 5 bin kayıta veya başına 3 bin ölçümden oluşan 15 ölçüm kanalı için toplam hıza kadar iletilir. ikinci.
Kaynak ve ölçüm arasındaki bu yüksek derecede senkronizasyon, M81-SSM'nin gürültülü arka planlardan çok zayıf sinyalleri çıkarabilen kilitleme ölçümleri yapmak için kullanılabileceği anlamına gelir. Bu, kullanıcılar için önemli bir avantajdır çünkü kilitleme ölçümleri genellikle yalnızca özel AC ölçümleri kilitlemeli amplifikatör cihazı kullanılarak yapılır.
Bir düğmeye dokunarak kilitleme
Cimino, "Bazı ilgili müşterilere M81-SSM'nin ana yeteneklerini gösterdim ve 'peki kilitleme amplifikatörü nerede?' diye sordular" diyor. "Başlangıçta sadece kompakt modülleri ve kontrol elemanlarını görüyorlar ve kilitlemenin dijital olarak uygulandığını açıklamam gerekiyor. Birden fazla potansiyel kullanıcıdan aldığım coşkulu yanıt, 'Tek bir düğmeye dokunarak kilitlenmektir'.
Cimino, Lake Shore'un kullanıcı arayüzünü ne kadar basit ve sezgisel bir şekilde yapılandırdığını hem acemilerin hem de uzmanların takdir ettiğini ekliyor. Yelpazenin uzman kullanıcı tarafında yer alan Cimino şunları söylüyor: “Bir M81-SSM kullanıcısı, Python sürücümüzü tüm ekipmanlarında grubunun sürücü standardı olarak benimsedi. Python sürücümüzde M81-SSM kontrollerini soyutlama şeklimizi beğendi."
Cimino, "Ya da hiç programlamak istemiyorsanız, MeasureLINK yazılımımız, veri akışı sağlamak veya uzun süreli testler yapmak için üst düzey kaynak ve ölçüm komutlarını yalnızca sürükleyip bırakmanıza olanak tanır" diyor. "Elektriksel ölçümler yaparken manyetik alanı veya örnek sıcaklığı değiştirmek istiyorsanız, bunu programlamaya gerek kalmadan yapabilirsiniz."
Cimino, M81-SSM'nin kullanıcı arayüzünü “keşfedilebilir” olarak tanımlıyor ve herhangi bir akıllı telefon kullanıcısının (yani “herkesin”) bunu rahatça kullanabileceğini belirtiyor. "Her modül arayüzde temsil ediliyor ve bir modüle tıkladığınızda o enstrüman için sanal bir ön panel görüyorsunuz" diye açıklıyor. Arayüzdeki varsayılan ayarlar en yaygın ölçümlere karşılık gelir, ancak kullanıcılar aynı zamanda M81-SSM'yi beceri düzeylerine ve ölçüm gereksinimlerine uygun bir şekilde kontrol etmek için arayüzde kolayca gezinebilirler. Lake Shore, hem acemi hem de uzman kullanıcılar için doktora düzeyindeki uygulama mühendislerinden oluşan ekibinden destek sağlar.
"M81-SSM, Lake Shore'un mühendislik ve uygulama ekiplerinin beş yıllık gerçekten sıkı çalışmasının sonucudur" diyen Cimino, kullanıcı topluluğundan gelen olumlu yanıtların, bu çabaya değdiğini gösterdiğini de sözlerine ekledi.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/synchronous-source-and-measure-system-takes-a-modular-approach-to-low-level-measurement/
