Zurich Instruments MFIA 是一款數字阻抗分析儀和精密 LCR 測試儀，在DC至500kHz/5MHz頻率范圍內樹(shù)立了新的業(yè)內標桿。MFIA 阻抗測試的基本精度可達0.05%，測量范圍為1 mΩ 至 1 TΩ，并且具有極高的測量重復性以及低的溫漂。通過(guò) LabOne® 用戶(hù)界面，MFIA 可為阻抗和 LCR 測量提供眾多備受期待的創(chuàng )新功能，而無(wú)需安裝任何軟件。
MFIA 主要特點(diǎn)
DC 至 5 MHz，1 mΩ 至 1TΩ
0.05％ 基本精度（速度為 20ms/數據點(diǎn)）
LabOne參數掃描儀，可用于掃描信號輸出頻率、輸出偏置電壓和輸出幅值
用于精確測量的智能補償和置信度指示器
啟動(dòng)時(shí)間僅25秒，重復性高
適用于 C、MATLAB®、LabVIEW®、Python 的 LabOne API
可選完整的MFLI鎖相放大器功能：動(dòng)態(tài)測量，時(shí)間常數范圍從 336ns到83s
MFIA 應用
硬件特點(diǎn)
儀器前面板有 1 個(gè)電流信號輸入、1 個(gè)差分電壓輸入、1 個(gè)差分信號輸出、2 個(gè)可作為參考輸入的輔助輸入和 4 個(gè)輔助輸出。對于抗干擾能力要求高的實(shí)驗，信號輸入和輸出既可以選擇單端模式，也可以選擇差分模式。接地方式可以是儀器接地或信號輸入的BNC屏蔽層接地。
后面板提供了更多 BNC 接口，包括 2 個(gè)觸發(fā)輸入、2 個(gè)觸發(fā)輸出以及 10 MHz 同步時(shí)鐘的 1 個(gè)輸入和 1 個(gè)輸出。以及 1 個(gè)可訪(fǎng)問(wèn)所有 DIO 通道的 SCSI 接口。儀器可以使用90 - 240 V 伏交流電源或 12V 的直流電源（例如使用外部電池組），以便切斷接地回路。
儀器的溫度變化會(huì )嚴重限制啟動(dòng)速度和測量的可重復性。從上面的啟動(dòng)漂移圖和頁(yè)面底部的電抗圖中可以看出，MFIA 在這兩個(gè)方面的表現都非常出色。儀器通電 25s 后即可開(kāi)始測量。
使用產(chǎn)品隨機附帶的MFITF 測試夾具可以獲得較好的測量結果。設計測試夾具和支架的目的是使寄生效應和阻尼較小化。同時(shí)，該儀器可與其他市售測試夾具和阻抗附件完全兼容。被測對象的更多控制信號及其他儀器的模擬反饋可由輔助輸出產(chǎn)生和輔助輸入接收。數字通道和觸發(fā)端口可實(shí)現與測試系統中其他設備的同步，滿(mǎn)足精密同步的需求。
MFIA 支持電壓測量和電流測量。模擬前端擁有可變輸入阻抗和交流/直流耦合選擇，以及高頻過(guò)采樣技術(shù)，來(lái)確保優(yōu)越的鎖相性能和波形的高保真度。
LabOne 軟件
MFIA 配有 LabOne 儀器控制軟件，并運行嵌入式數據和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，可在任何網(wǎng)絡(luò )瀏覽器上運行圖形化操作界面。只需通過(guò)以太網(wǎng)將 MFIA 添加到您的本地網(wǎng)絡(luò )或直接通過(guò) USB 連接，將儀器地址輸入您的網(wǎng)絡(luò )瀏覽器，即可訪(fǎng)問(wèn) LabOne。只需點(diǎn)擊一下鼠標，即可將每個(gè)工具的數據存儲為矢量圖或純數據文件。支持在其他軟件中執行進(jìn)一步分析，可導出如 ZView®、MATLAB® 和自定義 CSV格式的文件。原始數據也可在時(shí)域或頻域上使用基本光標和統計功能進(jìn)行分析。
用戶(hù)能夠自由調整參數掃描儀的掃描步長(cháng)，支持線(xiàn)性或對數方式，在指定范圍內進(jìn)行掃描，以實(shí)現自動(dòng)化測量。而且可以對頻率、偏置電壓或測試信號幅值進(jìn)行自動(dòng)化掃描。各種應用模式可幫助用戶(hù)設置參數，然后進(jìn)行測量，并在較短的測量時(shí)間內獲得精確的結果，而無(wú)需進(jìn)行繁瑣的手動(dòng)調整。
上面的例子的兩張圖是1GΩ 電阻器從 100 Hz到5 MHz 掃頻結果。上面那張圖顯示阻抗的絕對值 |Z| 和電阻 Rp的關(guān)系。下面那張圖顯示，在整個(gè)掃描范圍內雜散電容 Cp 的測量值保持恒定為約 30fF。同時(shí)，也可以選擇顯示其他參數。
數字顯示工具可自定義顯示測量值和參數類(lèi)型，可自行選擇相關(guān)顯示參數�？梢酝瑫r(shí)查看阻抗值、此時(shí)的電壓和電流，以及該模式下的參數（L、C、R 等）。
繪圖儀和軟件觸發(fā)用于分析時(shí)域測量數據和模型參數。繪圖儀可以連續顯示多個(gè)數據流。對于 10s 的窗口長(cháng)度，時(shí)間分辨率可達 10μs�；诙喾N不同的內部和外部觸發(fā)條件，軟件觸發(fā)可實(shí)現并顯示單次觸發(fā)。
LabOne 繪圖儀可以連續顯示阻抗數據。上圖顯示了 100mΩ 電阻在 20 分鐘內的數據。直方圖顯示的標準偏差僅為 6μΩ。
軟件向用戶(hù)提供測量數據之前都會(huì )估算置信度。一旦測量受到干擾，譬如抑制、增益誤差、補償誤差等因素的影響，將出現警告提示，并且告知用戶(hù)數據可能不準確。根據警告的類(lèi)型，可給出建議以改善結果。
為了提高測量精度，需要補償由測試夾具或儀器與被測對象之間的連接電纜導致的寄生效應。LabOne 智能補償功能為用戶(hù)提供逐步指導和有效的工作流程，以實(shí)現良好的測量效果。除了短路開(kāi)路 (SO) 和短路開(kāi)路負載 (SOL) 補償之外，還可提供各種其他補償方案。在數據被采納以校正測量誤差之前，每個(gè)補償步驟都會(huì )被驗證，并且為用戶(hù)提供反饋。
MFIA 和 MF-IA產(chǎn)品特點(diǎn)
下面的電抗圖顯示了儀器在特定頻率和阻抗范圍的測量精度。白色區域顯示了1 mHz-500 kHz，1 Ω-1 MΩ 范圍內的精度為 0.05％（高頻時(shí)精度有所變化）。當測量范圍為 10 mΩ 和 1 GΩ，精度為 0.1％ 和 1％。上述范圍之外，也可進(jìn)行重復測量，只是精度可能會(huì )在 1％左右。在測試頻率接近工頻時(shí)，低頻高阻抗測試是非常難的。充分采樣、梳妝濾波器以及直流供電（用電池時(shí)）都將確保您得到精確的測量結果。
MFIA 技術(shù)規格
| 常規 |
| 尺寸 | 28.3 x 23.2 x 10.2 cm; 11.1 x 9.2 x 4 " |
| 重量 | 3.8 kg; 8.4 lbs |
| 電源 | AC: 100 - 240 V; DC: 12 V, 2 A |
| 接口 | USB 2.0, LAN 1GbE |
| 基本規格 |
| 頻率范圍 | DC - 5 MHz |
| 頻率分辨率 | 1 μHz |
| 基本精度 | 0.05% (1 mHz - 500 kHz) |
| 基本溫度穩定性 | 200 ppm/K |
| 測試信號電平 | 0 V - 2.1 Vrms; |
| 解調器帶寬 | 276 μHz - 206 kHz |
| DC 偏置信號電平 | 2T: ±10 V, 4T: ±3 V |
| 補償 | SO, SOL, LLL, SL, L, OL |
| 測量參數、范圍和典型精度 |
| 阻抗 Z | 1 mΩ - 1 TΩ, 0.05% |
| 導納 Y | 1 pS - 1 kS, 0.05% |
| 電壓 V | 0 V - 3 V, 1% |
| 電流 I | 0 mA - 10 mA, 2% |
| 相位 ΘZ、 ΘY、 ΘV、 ΘI | ±180°， 10 μ°分辨率 |
| 電阻 RS、 RP | 1 mΩ - 1 TΩ |
| 電容 CS、 CP | 10 fF - 1 F |
| 電感 LS、 LP | 100 nH - 1 H |
| DC 電阻 RDC | 1 mΩ - 10 GΩ，2% |
| 電抗 X | 1 mΩ - 1 TΩ, 0.05% |
| 電導 G，電納 B | 1 nS - 1 kS |
| 損耗系數 D | 10-4 - 10'000 |
| Q 因子 | 10-4 - 10'000 |
| LabOne 參數掃描儀 |
| 掃描參數 | 頻率、測試信號幅值、偏置電壓等 |
| 掃描點(diǎn) | 2 - 100'000 |
| 掃描分辨率 | 任意，起始值、停止值和掃描點(diǎn)數確定 |
| 顯示參數 | ZX、ZY、Z、ZΘ、VX、VY、VR、VΘ、IX、IY、IR、IΘ、模型參數 1/2、頻率、輔助輸入 |
| 顯示選項 | 單圖、雙圖（如波特圖）、多軌跡圖 |
| 應用模式 | 阻抗、頻率響應分析儀、3-omega 等 |
| 掃描模式 | 順序、二進(jìn)制、雙向、反向 |
| 掃描步進(jìn)模式 | 線(xiàn)性、對數 |
| 掃描速度 | 20 ms/pt, f > 10 kHz |
| 其他菜單和特點(diǎn) |
| LabOne 工具集 | 數字視圖、頻譜分析儀、繪圖儀、軟件觸發(fā)、示波器 |
| APIs | C、MATLAB、LabVIEW、Python |
| 模式 | 2-端子、4-端子 |
| 置信度指示器 | 抑制、補償、滿(mǎn)溢、下溢 |
| 輸入范圍控制 | 自動(dòng)、阻抗、手動(dòng) |
| 測試信號幅值 | 自動(dòng)、手動(dòng) |
| 帶寬控制 | 自動(dòng)、手動(dòng) |
| 等效電路模型 | Rp||Cp、Rs+Cs、Rs+Ls、G-B, D-Cs、Q-Cs、D-Ls、Q-Ls |
| DCR 測量 | 是 |
| 測試夾具兼容性 | 是 |
MFIA阻抗分析儀產(chǎn)品介紹
MFIA阻抗分析儀使用手冊
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阻抗測量手冊--Keysight出版（第6版）
