Zurich Instruments MFIA 是一款數(shù)字阻抗分析儀和精密 LCR 測(cè)試儀，在DC至500kHz/5MHz頻率范圍內(nèi)樹(shù)立了新的業(yè)內(nèi)標(biāo)桿。MFIA 阻抗測(cè)試的基本精度可達(dá)0.05%，測(cè)量范圍為1 mΩ 至 1 TΩ，并且具有極高的測(cè)量重復(fù)性以及低的溫漂。通過(guò) LabOne® 用戶界面，MFIA 可為阻抗和 LCR 測(cè)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(shù)據(jù)點(diǎn)）
LabOne參數(shù)掃描儀，可用于掃描信號(hào)輸出頻率、輸出偏置電壓和輸出幅值
用于精確測(cè)量的智能補(bǔ)償和置信度指示器
啟動(dòng)時(shí)間僅25秒，重復(fù)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(cè)量，時(shí)間常數(shù)范圍從 336ns到83s
MFIA 應(yīng)用
生命科學(xué)：組織阻抗分析、單細(xì)胞阻抗譜（多頻）
電化學(xué)：電池、燃料電池、刻蝕
電子工程：半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池、LED 和 LCD 測(cè)試
材料研究：量子傳輸、陶瓷/復(fù)合材料、納米結(jié)構(gòu)特性
其他：掃描電容顯微鏡、食品研究、MEMS 傳感器
硬件特點(diǎn)
儀器前面板有 1 個(gè)電流信號(hào)輸入、1 個(gè)差分電壓輸入、1 個(gè)差分信號(hào)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(duì)于抗干擾能力要求高的實(shí)驗(yàn)，信號(hào)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(hào)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(yán)重限制啟動(dòng)速度和測(cè)量的可重復(fù)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(xiàn)都非常出色。儀器通電 25s 后即可開(kāi)始測(cè)量。
使用產(chǎn)品隨機(jī)附帶的MFITF 測(cè)試夾具可以獲得較好的測(cè)量結(jié)果。設(shè)計(jì)測(cè)試夾具和支架的目的是使寄生效應(yīng)和阻尼較小化。同時(shí)，該儀器可與其他市售測(cè)試夾具和阻抗附件完全兼容。被測(cè)對(duì)象的更多控制信號(hào)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(shù)字通道和觸發(fā)端口可實(shí)現(xiàn)與測(cè)試系統(tǒng)中其他設(shè)備的同步，滿足精密同步的需求。
MFIA 支持電壓測(cè)量和電流測(cè)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(yùn)行嵌入式數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可在任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上運(yùn)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，即可訪問(wèn) LabOne。只需點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)，即可將每個(gè)工具的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為矢量圖或純數(shù)據(jù)文件。支持在其他軟件中執(zhí)行進(jìn)一步分析，可導(dǎo)出如 ZView®、MATLAB® 和自定義 CSV格式的文件。原始數(shù)據(jù)也可在時(shí)域或頻域上使用基本光標(biāo)和統(tǒng)計(jì)功能進(jìn)行分析。
用戶能夠自由調(diào)整參數(shù)掃描儀的掃描步長(zhǎng)，支持線性或?qū)?shù)方式，在指定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。而且可以對(duì)頻率、偏置電壓或測(cè)試信號(hào)幅值進(jìn)行自動(dòng)化掃描。各種應(yīng)用模式可幫助用戶設(shè)置參數(shù)，然后進(jìn)行測(cè)量，并在較短的測(cè)量時(shí)間內(nèi)獲得精確的結(jié)果，而無(wú)需進(jìn)行繁瑣的手動(dòng)調(diào)整。
上面的例子的兩張圖是1GΩ 電阻器從 100 Hz到5 MHz 掃頻結(jié)果。上面那張圖顯示阻抗的絕對(duì)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(nèi)雜散電容 Cp 的測(cè)量值保持恒定為約 30fF。同時(shí)，也可以選擇顯示其他參數(shù)。
數(shù)字顯示工具可自定義顯示測(cè)量值和參數(shù)類型，可自行選擇相關(guān)顯示參數(shù)。可以同時(shí)查看阻抗值、此時(shí)的電壓和電流，以及該模式下的參數(shù)（L、C、R 等）。
繪圖儀和軟件觸發(fā)用于分析時(shí)域測(cè)量數(shù)據(jù)和模型參數(shù)。繪圖儀可以連續(xù)顯示多個(gè)數(shù)據(jù)流。對(duì)于 10s 的窗口長(zhǎng)度，時(shí)間分辨率可達(dá) 10μs�；诙喾N不同的內(nèi)部和外部觸發(fā)條件，軟件觸發(fā)可實(shí)現(xiàn)并顯示單次觸發(fā)。
LabOne 繪圖儀可以連續(xù)顯示阻抗數(shù)據(jù)。上圖顯示了 100mΩ 電阻在 20 分鐘內(nèi)的數(shù)據(jù)。直方圖顯示的標(biāo)準(zhǔn)偏差僅為 6μΩ。
軟件向用戶提供測(cè)量數(shù)據(jù)之前都會(huì)估算置信度。一旦測(cè)量受到干擾，譬如抑制、增益誤差、補(bǔ)償誤差等因素的影響，將出現(xiàn)警告提示，并且告知用戶數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確。根據(jù)警告的類型，可給出建議以改善結(jié)果。
為了提高測(cè)量精度，需要補(bǔ)償由測(cè)試夾具或儀器與被測(cè)對(duì)象之間的連接電纜導(dǎo)致的寄生效應(yīng)。LabOne 智能補(bǔ)償功能為用戶提供逐步指導(dǎo)和有效的工作流程，以實(shí)現(xiàn)良好的測(cè)量效果。除了短路開(kāi)路 (SO) 和短路開(kāi)路負(fù)載 (SOL) 補(bǔ)償之外，還可提供各種其他補(bǔ)償方案。在數(shù)據(jù)被采納以校正測(cè)量誤差之前，每個(gè)補(bǔ)償步驟都會(huì)被驗(yàn)證，并且為用戶提供反饋。
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(cè)量精度。白色區(qū)域顯示了1 mHz-500 kHz，1 Ω-1 MΩ 范圍內(nèi)的精度為 0.05％（高頻時(shí)精度有所變化）。當(dāng)測(cè)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(fù)測(cè)量，只是精度可能會(huì)在 1％左右。在測(cè)試頻率接近工頻時(shí)，低頻高阻抗測(cè)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(cè)量結(jié)果。
MFIA 技術(shù)規(guī)格
| 常規(guī) |
| 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(guī)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(wěn)定性 | 200 ppm/K |
| 測(cè)試信號(hào)電平 | 0 V - 2.1 Vrms; |
| 解調(diào)器帶寬 | 276 μHz - 206 kHz |
| DC 偏置信號(hào)電平 | 2T: ±10 V, 4T: ±3 V |
| 補(bǔ)償 | SO, SOL, LLL, SL, L, OL |
| 測(cè)量參數(shù)、范圍和典型精度 |
| 阻抗 Z | 1 mΩ - 1 TΩ, 0.05% |
| 導(dǎo)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(dǎo) G，電納 B | 1 nS - 1 kS |
| 損耗系數(shù) D | 10-4 - 10'000 |
| Q 因子 | 10-4 - 10'000 |
| LabOne 參數(shù)掃描儀 |
| 掃描參數(shù) | 頻率、測(cè)試信號(hào)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(shù)確定 |
| 顯示參數(shù) | ZX、ZY、Z、ZΘ、VX、VY、VR、VΘ、IX、IY、IR、IΘ、模型參數(shù) 1/2、頻率、輔助輸入 |
| 顯示選項(xiàng) | 單圖、雙圖（如波特圖）、多軌跡圖 |
| 應(yīng)用模式 | 阻抗、頻率響應(yīng)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 | 線性、對(duì)數(shù) |
| 掃描速度 | 20 ms/pt, f > 10 kHz |
| 其他菜單和特點(diǎn) |
| LabOne 工具集 | 數(shù)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(bǔ)償、滿溢、下溢 |
| 輸入范圍控制 | 自動(dòng)、阻抗、手動(dòng) |
| 測(cè)試信號(hào)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(cè)量 | 是 |
| 測(cè)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(cè)
MFIA阻抗分析儀操作軟件LabOne18.05下載
阻抗測(cè)量手冊(cè)--Keysight出版（第6版）
