Keithley2400系列数字源表测试软件-使用手册3.8

Keithley2400系列数字源表测试软件-使用手册一、安装说明及注意事项1，该软件支持WindowsXP（SP3）及以上的32/64位系统。解压后双击setup.exe文件进行安装2，在运行该软件前须另行安装GPIB卡或RS-232的驱动程序友情提示：2400须与电脑共地线，以避免冲击电流损伤GPIB卡。对于笔记本电脑尤须注意，请勿仅靠电池供电。请确认驱动程序是否兼容当前的Windows系统。3，端口选择对于GPIB通讯，端口一般为“GPIB0::24::INSTR”，保持默认即可。对于RS-232通讯，端口可能较多，需要简单辨别一下，您可以逐一尝试，方法：如右图所示，点击列表，刷新，每个com口都尝试一遍，如果连接成功则警告解除。您也可以通过设备管理器查看端口并进行确认。方法：右键点击“计算机”图标，选择属性，然后进入“设备管理器”查看端口，结果如右图所示。4，对于RS-232通讯，如果端口选择正确但仍然提示“端口设置错误！”，或出现“错误85”，则需进行如下设置：在24xx前面板按“MENU”键，依次选择COMMUNICATION→RS-232（参数确认后24xx会重启）。重复以上步骤进入设置界面，按“◀”键或“▶”键向左或向右移动,按“ENTER”键确认，按“EXIT”键退出。将BAUD设为9600，DataBits设为8，Parity设为None，TERMINATOR设为CR，FlowControl设为None。如按MENU键无反应，是因为2400被电脑控制了，按Local键即可解除锁定。5，运行该软件前请先关闭其他测试软件，电脑在测试时请勿连接手机、无线网卡等USB端口设备（键盘、鼠标、U盘除外），测试过程中请勿触碰通讯线，如果通讯线接触不良可能导致电脑死机。6，软件使用如软件未提示“端口设置错误！”就可以开始测试了(此软件测试电流的单位为mA，请知悉)。设置好测试参数，点击“开始”按钮测试开始，点击“停止”按钮测试停止，测试数据会自动保存在预先设置的文件夹内。如对某些高级设置有疑问，可将鼠标悬停其上，稍后软件会给出提示信息，或按“Ctrl+H”键获得及时帮助，一般情况下采取默认即可。如提示“请以管理员身份运行”，则关闭软件，在桌面右键点击软件图标，选择“属性”，“兼容性”，在“特权等级”栏，勾选“以管理员身份运行此程序”，点确定。如出现“试用次数”提示框，点击“确定”即可，授权后此提示框便不复出现。7，购买与授权此软件可以免费试用15次，试用后软件会在C:\ZealYoung文件夹下自动生成ClientInfo_JC.prf文件。如果您觉得好用可以至本店购买，购买方法：访问本店主页，付款后将ClientInfo_JC.prf文件发送给店主，他会给您密钥。您再将密钥保存至C:\ZealYoung下，软件即获得授权。（注：软件获得授权后您可以任意更换电脑，但2400数字源表不能更换）。8,如要求高速稳定的测量,请选择GPIB。若采用的串口线质量较差，测试过程中可能出现通讯中断串口线本店推荐选购FT232芯片的（质量排名：①FT232，②CP2102，③CH340，④PL2303）。如果出现通讯中断，请点击停止按钮，关闭软件，将设备的波特率调至9600以下，然后再次打开软件，将波特率调到与设备一致。*GPIB卡上有两个指示灯，分别为“Ready”和“Action”，当GPIB卡连接正常时“Ready”灯显示黄色，否则为“红色”，当有数据交互时“Action”灯开始闪烁。*此软件适配分辨率为1440×900（19寸）的显示器，采用此分辨率的显示器能更好地展现此软件的外观；*对于采用RS-232通讯的用户，如需提高测试速率，可适当增加波特率的数值（参见首页第3条）；*由于市面上RS-232通讯线的品牌众多，质量良莠不齐，如测试过程中出现随机的通讯中断，说明此通讯线的抗干扰能力较差，建议改用质量更好的产品。经测试，绿联FT232串口线在波特率为57600时通讯非常稳定。*响应时间比较：相同积分时间（1PLC），GPIB和RS-232（波特率57600）在I-t测试时的响应时间分别为37.05ms和81.2ms（供您参考）。*Keithley系列数字源表一般每隔两年需要做一次校准，否则测试精度会变差。如有必要，您可以向Keithley官方咨询相关服务。软件界面介绍*注：仅以I-V测试子程序为例，其他子程序类同。一般地，用户只需选择/设置“红框”部分，其他部分的参数采取默认即可。*对于有源的输出测试，如IV扫描等，在测试有源元件时请勿开启“滤波器”功能，以避免出现通信异常。为了提升用户体验，此功能在太阳电池IV测试时被设置成无效。二、功能介绍该程序同时支持GPIB卡和RS-232串口，可用于Keithley24xx系列数字源表的电学输出及测试。其所有功能如下：一、I-V测试上图是I-V测试界面，图中是某离子液体的I-V曲线。有三种扫描模式可供选择：1，从0开始循环扫描（0→起点值→0→终点值→0，停止）；2，从起点电压到终点电压循环扫描（起点值→终点值→起点值，停止）；3，从起点电压到终点电压单向扫描（起点值→终点值，停止）。测试始终从“起点”到“终点”扫描，如需更改扫描方向，将“起点”和“终点”的值互换即可。对于扫描模式1，要求零点位于扫描范围内。软件支持IV或VI测试（电压扫描模式或电流扫描模式），可在“输出类型”一栏进行切换。在电流扫描模式下开启“四线法”测试功能可以更精确地测量电阻。测试过程中如发现设置有误，可点击停止按钮立即停止测试。为了满足更多的测试需求，软件添加了“自定义扫描”功能，可实现任意参数的扫描与测试。用户只需将待扫描的参数按列依次输入到txt文件内并保存，然后启用“自定义扫描”，并将此文件的路径输入“自定义扫描参数路径”框即可。点击“开始”后软件会自动从此文件中读取所有的扫描参数，并依次扫描输出和测试。*如果需要输入的参数太多，建议您使用Excel的“鼠标拖拽”功能，如右图所示，设置完成后，将文件保存为txt文本。对于二极管等具有电流方向性的电子器件，由于其在正向和负向偏压下表现出迥异的导电性，正向导通电流远大于负向击穿电流，为了避免此类器件在IV扫描过程中烧毁，程序新设置了“负向钳位”功能。如需启用此功能，请点击该输入框旁边的“☑”方框，勾选后程序将在正偏压（或正电流）时启用“正钳位值”，在负偏压（或负电流）时启用“负钳位值”；对于一般的IV扫描，该功能处于禁用状态，这时“正钳位值”则会在整个扫描过程中起保护作用。此程序保存的电压和电流均为实测值，为了满足部分用户的测试需求添加了“源值保存为扫描值”功能，点击上图箭头所指的选框后，源值将会被替换为预设的扫描值，而非实测值。这样做可以确保源值数据在显示和保存时不受钳位功能的影响，例如，设定程序按0V到1V扫描，钳位电压为0.1A，如果电压扫到0.5V时电流超过0.1A，那么2400就会自动限制电压的输出，这样导致电压被限制在0.5V处而不会继续增加，如果启用“源值保存为扫描值”功能电压就会按照既定的“0V到1V”显示和保存。启用此功能不会影响2400的钳位保护功能，只是在数据处理上做了更改。二、太阳能电池I-V测试上图是太阳电池的测试界面，被测的是一块多晶硅太阳能电池（测试所用光源为手电筒，并非AM1.5标准光强）。该程序是专门为太阳电池的测试而设计的，为了使曲线符合太阳电池的I-V特性，程序有意将测得的电流值取反。太阳电池测试的接线方式如下图（左）所示。为使程序准确地计算出短路电流，请将起点电压设为略小于0的负数，如-0.05V。如需改变扫描方向，则将起点电压与终点电压互换即可。如果事先不知道电池的正负极也没关系，只要电池的开路电压在预设的电压范围之内，该程序就能自动识别电池的工作区域，并给出开路电压，短路电流，最大功率，填充因子以及转换效率。8.3以上版本新增了“电流/电流密度”切换显示功能，如需保存J-V曲线，请右键点击坐标图，从菜单中选择“导出”功能。太阳电池测试的各项参数及计算方法如下图（右）：新版本加入了最大功率点标识及电池参数显示功能，软件会将M点用圆圈标出，并且当鼠标落在曲线上时立即显示坐标及对应曲线的各项电池参数，方便了用户分析。由于太阳电池测试经常需要做双向扫描，为了方便用户使用，新版程序添加了“反向扫描”功能，点击一下按钮即可立即互换“起点电压”和“终点电压”的值。另外，为了更好地显示所测数据，程序添加了“Rescale”功能，点击此按钮后，程序将根据太阳电池的IV特性自动调制XY坐标轴的范围，以达到最佳的显示。三、V-t，I-t，R-t测试（为简洁起见只展示I-t的测试界面，余者类同）上图是电流实时监测的程序界面，图中测试的是一个多晶硅太阳电池，当光源点亮时光电流突然增加，熄灭时电流回到初态，反应非常灵敏。由于添加了“传感器模式”，用户只需输入对应的映射公式就能将电压、电流或电阻信号转换成温度、湿度、压强等待测信号，实现非电信号的实时监测（具体操作见“附言”）。程序测试中可实时更改源值，电脑控制输出方便快捷，避免了手动调节的时间延迟甚至误操作。操作方法：以I-t测试为例，点击开始按钮后程序处于测试状态，如您需要临时更改输出电压，请在“输出电压”框内键入新的电压值，然后点击“实时更改电压”的确定按钮，此时2400便会输出新的电压。在测试过程中能实时显示信号的最大值、最小值及对应的时间点。平均值是指在测试的时间段内所有测量值的平均，因此时间越长越准确，它能极大地减少噪音，给出恒压源、恒流源或电阻的准确值。测试时间太久了界面的信号会显得比较杂乱，您可以点击坐标图右下角的“清除图形”按钮清除界面，但数据点不会丢失，还会原样保存。此程序还可以进行有源的I-t和V-t测试，可用于电化学沉积、分析等相关研究。程序可在设定的时间段内停止输出或测试，如果采取默认值“1E+300”则表示程序无限时长运行直到您点击停止按钮为止。为了方便电化学实验，程序加入了“定电荷量停止”及“电信号跳变停止”功能，例如在进行电化学沉积金属薄膜时，您可以设置电荷量来精准控制薄膜厚度；在电化学腐蚀STM针尖时，设置适当的跳变比例即可让程序在针尖溶断的瞬间（~30ms）切断电源，避免过腐蚀。测试的数据分三列保存，从左至右依次为时间，源值和测量值：对于I-t测试，从左至右依次为时间（s），电压（V），电流（mA）；对于V-t测试，从左至右依次为时间（s），电流（mA），电流（V）；对于R-t测试，从左至右依次为时间（s），电流（mA），电阻（Kohm）。*设置“积分时间”和“滤波器”可以调节测试速率及测试精度。积分时间请勿频繁改动。*对于RS-232通讯，还可以通过设置“波特率”来调节测试速度。四、缓存模式（V-t、I-t、R-t测试）为了进一步提高采样的时间分辨率，程序增加了“缓存模式”，在缓存模式下可以进行V-t、I-t、R-t实时监测，同时也支持传感器测试。该模式的原理是先一次采集多个数据点存入2400的缓存内，然后由计算机读取。该模式与功能三（上页）的主要区别是：功能三是逐点监测、实时显示，点击“停止”按钮能立即停止；而该模式是数据段采集，待数据段采集完成后才能显示，点击“停止”按钮后须等待数据段采集完成才能停止。该模式的优势是单位时间内能采集更多的数据点，缺点是各数据段之间的时间间隔相对较长，并且数据段越大此间隔也越长，因此一般将“测试点数”设为10。2400系列源表最多能缓存2500个数据点，如果缓存的数据较多，等待数据显示的时间会较长。经测试，在1PLC积分时间、GPIB通信模式下完成2500个数据点的采集须等待105s，所以请酌情设置。下面是在缓存模式下，以Pt100热敏电阻测试温度的图示：从测试情况来看，当测试点数为10时数据段之间的连续性较好。在相同积分时间（1PLC）、相同测试时间（58.6s）内“缓存模式”采集了1223个点，而“非缓存模式”只能采集927个点。五、方波/脉冲信号输出上图是方波信号的测试界面，图示是某离子水的电压方