Lakeshore磁力分析 F71/F41 高斯計/特斯拉計
F71/F41
F41單軸特斯拉計/高斯計
新型 Lake Shore Cryotronics F71 和 F41 特斯拉計配備 FP 系列探頭,非常適合測量各種應用中的磁場,可提供全新水平的精度、便利性和可靠性。

F71/F41特斯拉計特點
TruZero™ 技術無需重新歸零探頭
適用於多種場景的卓越測量性能
TiltView™ 觸控螢幕顯示器,操作簡單
高度可配置的探頭,適合您的應用
多種軟體驅動程式選項,簡化集成
3 年標準保固

F71/F41特斯拉計規格

輸入概述

輸入

 F41單軸F71多軸
測量輸入數量13
實體連接器數量1
連接器類型26針迷你D-sub接口
支援的探頭/感測器單軸探頭和單軸即插即用感測器單軸探頭和單軸即插即用感測器,以及多軸探頭
不支援探頭/感測器400 系列高斯計探頭,以及 2Dex、InAs 和 GaAs 鬆散感測器

 

範圍

 自動量程35 毫噸(350 克)350 毫噸(3.5 公斤)3.5噸(35公斤)35噸(350公斤)
標準 2Dex是的2毫安驅動2毫安驅動2毫安驅動0.2毫安驅動
低溫2Dex是的0.2毫安驅動0.2毫安驅動0.2毫安驅動
標準砷化銦是的100毫安驅動100毫安驅動100毫安驅動100毫安驅動
低溫砷化銦是的2毫安驅動2毫安驅動2毫安驅動

 

軟體功能

可用的測量讀數

 頻率範圍探頭/感測器直流分量交流有效值交流峰值頻率
直流模式限直流電單軸是的
3軸是(X、Y、Z、幅度)
交流電模式直流至 550 Hz*單軸是的是的是的是的
3軸是(X、Y、Z、幅度)是(X、Y、Z、幅度)是(X、Y、Z、幅度)是(最大振幅訊號)
高頻模式1.7 Hz 至 75 kHz*單軸是的是的是的
3軸是(X、Y、Z、幅度)是(X、Y、Z、幅度)是(最大振幅訊號)

*頻率範圍定義為-3 dB 點。有關儀器滾降的詳細信息,請參閱頻率規格

相對值

相對值特徵引用的值

 單軸探頭/感測器三軸探頭/感測器
直流模式實地閱讀向量幅度讀數
交流電模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS
高頻模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS

最大保持

使用最大保持功能儲存的值

 單軸探頭/感測器三軸探頭/感測器
直流模式實地閱讀向量幅度讀數
交流電模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS
高頻模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS


 

最大值 最接近 +∞ 的值
最小值 最接近 -∞ 的值
最大保持復位 同時或分別重置最大值和最小值

 

性能規格

所有規格的最小信賴區間為 95%,測試不確定度比為 4:1。

規格定義為校準後 1 年,儀器環境在校準後 ±5 °C 範圍內。

所有精度規格均適用儀器校準溫度超出±5°C時讀數±0.002%的溫度係數。

儀器通常在 22°C 的環境溫度下進行校準。可以透過儀器的前面板找到準確的溫度。

直流場測量性能

系統絕對測量精度

  • 報告現場測量的準確性
  • InAs 和 2Dex 感測器具有相同的單獨軸精度;由於平面霍爾效應減弱,2Dex 感測器的 3 軸幅度精度略高
  • 探頭校準至最低 2.5 T 並外推至 35 T
  • 柔性桿探頭(FP-2X-250-TF15)的精度在所有範圍和模式下均限制為±1.5%

單軸探頭(橫向/軸向)

 2Dex探頭感測器InAs探針感測器
35噸(350公斤)範圍讀數的±0.2%尚未指定
3.5 T(35 kG)範圍讀數的±0.15%讀數的±0.15%
350 mT(3.5 kG)範圍讀數的±0.15%讀數的±0.15%
35 mT(350 G)範圍讀數的±0.15%讀數的±0.15%
35 T(350 kG)低溫範圍讀數的±0.2%尚未指定
3.5 T(35 kG)低溫範圍讀數的±0.2%尚未指定
350 mT(3.5 kG)低溫範圍讀數的±0.2%尚未指定


 

三軸探頭

測量不確定度各個探針軸與計算的向量幅值

 2Dex探頭感測器InAs探針感測器
35噸(350公斤)範圍讀數的±0.40%尚未指定
3.5 T(35 kG)範圍讀數的±0.30%讀數的±0.30%
350 mT(3.5 kG)範圍讀數的±0.30%讀數的±0.30%
35 mT(350 G)範圍讀數的±0.30%讀數的±0.30%
35 T(350 kG)低溫範圍讀數的±0.40%尚未指定
3.5 T(35 kG)低溫範圍讀數的±0.40%尚未指定
350 mT(3.5 kG)低溫範圍讀數的±0.40%尚未指定


 

系統測量噪聲

零場下的典型 RMS 測量雜訊(特斯拉計和探頭都會對測量雜訊產生影響,這是測量效能的真實表現)。

 平均視窗
 10毫秒200 毫秒
(預設)
1秒10秒
35噸(350公斤)範圍300 µT(3G)70 µT (700 毫戈)30 µT (300 毫戈)10 µT (100 毫戈)
3.5 T(35 kG)範圍6 µT(60 毫戈)1.2 µT (12 毫戈)0.6 µT (6 毫戈)0.17 微噸(1.7 毫戈)
350 mT(3.5 kG)範圍0.7 µT (7 毫戈)0.16 µT (1.6 毫戈)0.07 微泰(0.7 毫戈)0.03 微泰(0.3 毫戈)
35 mT(350 G)範圍0.5 µT (5 毫戈)0.12 µT (1.2 毫戈)0.05 微泰(0.5 毫戈)0.02 微泰(0.2 毫蓋)
35 T(350 kG)低溫範圍300 µT(3G)70 µT (700 毫戈)0.05 微泰(0.5 毫戈)0.02 微泰(0.2 毫蓋)
3.5 T(35 kG)低溫範圍38 µT
(380 毫戈)
8.5 µT
(85 毫G)
3.8 µT
(38 毫G)
1.2 µT
(12 毫戈)
350 mT(3.5 kG)低溫範圍4.4 µT
(44 毫G)
1微噸
(10毫戈)
0.44 µT
(4.4 毫G)
0.14 微噸
(1.4 毫戈)

 

TruZero™ 殘餘偏移

剩餘可偵測的測量偏移(在零場觀察到,預計在較高的場中也會出現)

 獨立軸(單軸、X、Y、Z)三軸幅值
探頭校準溫度的偏移量在±5°C以內±3.5 µT (±35 毫戈)±7 µT (±70 毫戈)
超出探頭校準溫度±5°C的典型溫度係數±0.3 µT/°C (±3 毫G/°C)±0.6 µT/°C (±6 毫G/°C)

 

量子霍爾效應附加不確定性

在低溫高場條件下運作時,舒布尼科夫-德哈斯效應會導致霍爾感測器有效靈敏度發生微小振盪。下圖概述了預期的額外不確定性值。

量子霍爾效應附加不確定性

交流場測量性能

AC模式頻寬

交流模式截止頻率 550赫茲(-3分貝)
60赫茲(-0.2%)

特斯拉計頻率響應:交流模式

特斯拉計頻率響應:交流模式

AC模式精度

儀器頻率響應曲線平坦響應部分內的頻率處所報告的現場測量的準確度。

 獨立軸(單軸、X、Y、Z)三軸幅值
有效值讀數的±0.25% ±量程的±0.05%讀數的±0.5% ±量程的±0.1%
峰對峰讀數的±0.55% ±量程的±0.2%儀器上沒有讀數

高頻模式測量性能

高頻模式頻寬

高頻模式通帶 1.7 Hz 至 75 kHz(-3 dB 點)
20 Hz 至 7 kHz(-0.2%)

特斯拉計頻率響應:高頻模式

特斯拉計頻率響應:HF模式

高頻模式精度

儀器頻率響應曲線平坦響應部分內的頻率處所報告的現場測量的準確度。

 獨立軸(單軸、X、Y、Z)三軸幅值
有效值讀數的±0.5% ±量程的±0.5%讀數的±1% ± 量程的±1%
峰對峰讀數的±2% ± 量程的±2%儀器上沒有讀數

頻率偵測

頻率檢測計數器精度 頻率的±1% ±1 Hz(對於速度超過 1 Hz 的週期波和大於範圍 1% 的 RMS 值)

 

溫度補償

現場溫度補償

感測器/探頭溫度相關的場測量誤差—我們已經描述了霍爾感測器靈敏度的溫度依賴性,並應用了校正係數進行補償。下面列出的殘差反映了感測器之間存在的變化。

 溫度範圍
 

-273 °C 至 0 °C

 
0 °C 至 35 °C35 °C 至 60 °C60 °C 至 90 °C
薪資:開啟±1.5%±0.02%±0.1%±0.5%
補償:關閉請參閱鬆散 2Dex 感測器的靈敏度溫度係數數據


 

溫度補償源 嵌入式探頭感測器、手動輸入(前面板)、手動輸入(外部通訊)、無(補償關閉)
   
溫度補償範圍 取決於探頭(詳情請參閱探頭規格)

探頭/感測器溫度測量

當特斯拉計讀取霍爾探頭/感測器內嵌入的溫度感測器時,溫度測量的準確性。請注意,溫度感測器正在讀取感測元件的溫度,該溫度可能比環境溫度略高。

準確性 ±1 攝氏度
   
溫度係數 ±0.05℃/度1

1這意味著,校準溫度範圍每超出 5°C,標準 1°C 精度值就會增加 0.05°C。

 

類比輸出

 模式功能可用通道/讀數(非併發)
原始模式直流僅診斷X、Y、Z
交流電僅診斷X、Y、Z
高頻波形的模擬表示(脈衝等)X、Y、Z
修正模式直流字段值的模擬表示X、Y、Z、向量振幅
交流電RMS 場值的模擬表示X、Y、Z、向量振幅
高頻RMS 場值的模擬表示X、Y、Z、向量振幅


 

限制 過載時可能為 ±12.5 V
   
原始訊號源 類比放大霍爾電壓
原始訊號精度 放大霍爾電壓值的±1%±50 mV
   
修正輸出來源 DAC 根據現場讀數產生電壓
修正輸出範圍 ±3.5 V = 滿量程
校正輸出精度 前面板測量值的±1%
修正輸出更新率 2 千赫

 

現場控制選項卡

控制類型 閉環(PI)或開環
閉環控制技術 專有複合 DAC,確保控制電路不會限制分辨率
特徵 設定點、設定點斜坡
滿量程電壓輸出 ±10 伏
控制解析度 <0.1 µT (<1 毫G)*
保護措施 可配置最大轉換率、可設定電壓限制
開環電壓精度 滿量程的±1%

* 指定值適用於 350 mT 範圍,平均時間為 10 秒。規格受測量噪音限制。特定配置的控制解析度是指定係統雜訊的兩倍。

 

數位輸入/輸出

輸入

獨立輸入的數量 2
輸入隔離 光學的
最大低電平輸入電壓 1伏
最小高電平輸入電壓 4伏
安全輸入電壓範圍 -5 V 至 35 V

輸出

繼電器數量 2
繼電器類型 固態
數位輸出繼電器最大電流 2 A
數位輸出繼電器最大電壓 35伏

 

環境

儀器運作環境 額定精度下 23 °C ±5 °C 和 <70% 相對濕度無凝結; -20 °C 至 70 °C 且相對濕度 <90% 無凝結,精度會降低
   
儀器最大場曝光 10 mT(100 G)直流,1 mT(10 G)均方根

 

F71/F41特斯拉計規格

輸入概述

輸入

 F41單軸F71多軸
測量輸入數量13
實體連接器數量1
連接器類型26針迷你D-sub接口
支援的探頭/感測器單軸探頭和單軸即插即用感測器單軸探頭和單軸即插即用感測器,以及多軸探頭
不支援探頭/感測器400 系列高斯計探頭,以及 2Dex、InAs 和 GaAs 鬆散感測器

 

範圍

 自動量程35 毫噸(350 克)350 毫噸(3.5 公斤)3.5噸(35公斤)35噸(350公斤)
標準 2Dex是的2毫安驅動2毫安驅動2毫安驅動0.2毫安驅動
低溫2Dex是的0.2毫安驅動0.2毫安驅動0.2毫安驅動
標準砷化銦是的100毫安驅動100毫安驅動100毫安驅動100毫安驅動
低溫砷化銦是的2毫安驅動2毫安驅動2毫安驅動

 

軟體功能

可用的測量讀數

 頻率範圍探頭/感測器直流分量交流有效值交流峰值頻率
直流模式限直流電單軸是的
3軸是(X、Y、Z、幅度)
交流電模式直流至 550 Hz*單軸是的是的是的是的
3軸是(X、Y、Z、幅度)是(X、Y、Z、幅度)是(X、Y、Z、幅度)是(最大振幅訊號)
高頻模式1.7 Hz 至 75 kHz*單軸是的是的是的
3軸是(X、Y、Z、幅度)是(X、Y、Z、幅度)是(最大振幅訊號)

*頻率範圍定義為-3 dB 點。有關儀器滾降的詳細信息,請參閱頻率規格

相對值

相對值特徵引用的值

 單軸探頭/感測器三軸探頭/感測器
直流模式實地閱讀向量幅度讀數
交流電模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS
高頻模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS

最大保持

使用最大保持功能儲存的值

 單軸探頭/感測器三軸探頭/感測器
直流模式實地閱讀向量幅度讀數
交流電模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS
高頻模式有效值讀數向量幅度讀數的 RMS


 

最大值 最接近 +∞ 的值
最小值 最接近 -∞ 的值
最大保持復位 同時或分別重置最大值和最小值

 

性能規格

所有規格的最小信賴區間為 95%,測試不確定度比為 4:1。

規格定義為校準後 1 年,儀器環境在校準後 ±5 °C 範圍內。

所有精度規格均適用儀器校準溫度超出±5°C時讀數±0.002%的溫度係數。

儀器通常在 22°C 的環境溫度下進行校準。可以透過儀器的前面板找到準確的溫度。

直流場測量性能

系統絕對測量精度

  • 報告現場測量的準確性
  • InAs 和 2Dex 感測器具有相同的單獨軸精度;由於平面霍爾效應減弱,2Dex 感測器的 3 軸幅度精度略高
  • 探頭校準至最低 2.5 T 並外推至 35 T
  • 柔性桿探頭(FP-2X-250-TF15)的精度在所有範圍和模式下均限制為±1.5%

單軸探頭(橫向/軸向)

 2Dex探頭感測器InAs探針感測器
35噸(350公斤)範圍讀數的±0.2%尚未指定
3.5 T(35 kG)範圍讀數的±0.15%讀數的±0.15%
350 mT(3.5 kG)範圍讀數的±0.15%讀數的±0.15%
35 mT(350 G)範圍讀數的±0.15%讀數的±0.15%
35 T(350 kG)低溫範圍讀數的±0.2%尚未指定
3.5 T(35 kG)低溫範圍讀數的±0.2%尚未指定
350 mT(3.5 kG)低溫範圍讀數的±0.2%尚未指定


 

三軸探頭

測量不確定度各個探針軸與計算的向量幅值

 2Dex探頭感測器InAs探針感測器
35噸(350公斤)範圍讀數的±0.40%尚未指定
3.5 T(35 kG)範圍讀數的±0.30%讀數的±0.30%
350 mT(3.5 kG)範圍讀數的±0.30%讀數的±0.30%
35 mT(350 G)範圍讀數的±0.30%讀數的±0.30%
35 T(350 kG)低溫範圍讀數的±0.40%尚未指定
3.5 T(35 kG)低溫範圍讀數的±0.40%尚未指定
350 mT(3.5 kG)低溫範圍讀數的±0.40%尚未指定


 

系統測量噪聲

零場下的典型 RMS 測量雜訊(特斯拉計和探頭都會對測量雜訊產生影響,這是測量效能的真實表現)。

 平均視窗
 10毫秒200 毫秒
(預設)
1秒10秒
35噸(350公斤)範圍300 µT(3G)70 µT (700 毫戈)30 µT (300 毫戈)10 µT (100 毫戈)
3.5 T(35 kG)範圍6 µT(60 毫戈)1.2 µT (12 毫戈)0.6 µT (6 毫戈)0.17 微噸(1.7 毫戈)
350 mT(3.5 kG)範圍0.7 µT (7 毫戈)0.16 µT (1.6 毫戈)0.07 微泰(0.7 毫戈)0.03 微泰(0.3 毫戈)
35 mT(350 G)範圍0.5 µT (5 毫戈)0.12 µT (1.2 毫戈)0.05 微泰(0.5 毫戈)0.02 微泰(0.2 毫蓋)
35 T(350 kG)低溫範圍300 µT(3G)70 µT (700 毫戈)0.05 微泰(0.5 毫戈)0.02 微泰(0.2 毫蓋)
3.5 T(35 kG)低溫範圍38 µT
(380 毫戈)
8.5 µT
(85 毫G)
3.8 µT
(38 毫G)
1.2 µT
(12 毫戈)
350 mT(3.5 kG)低溫範圍4.4 µT
(44 毫G)
1微噸
(10毫戈)
0.44 µT
(4.4 毫G)
0.14 微噸
(1.4 毫戈)

 

TruZero™ 殘餘偏移

剩餘可偵測的測量偏移(在零場觀察到,預計在較高的場中也會出現)

 獨立軸(單軸、X、Y、Z)三軸幅值
探頭校準溫度的偏移量在±5°C以內±3.5 µT (±35 毫戈)±7 µT (±70 毫戈)
超出探頭校準溫度±5°C的典型溫度係數±0.3 µT/°C (±3 毫G/°C)±0.6 µT/°C (±6 毫G/°C)

 

量子霍爾效應附加不確定性

在低溫高場條件下運作時,舒布尼科夫-德哈斯效應會導致霍爾感測器有效靈敏度發生微小振盪。下圖概述了預期的額外不確定性值。

量子霍爾效應附加不確定性

交流場測量性能

AC模式頻寬

交流模式截止頻率 550赫茲(-3分貝)
60赫茲(-0.2%)

特斯拉計頻率響應:交流模式

特斯拉計頻率響應:交流模式

AC模式精度

儀器頻率響應曲線平坦響應部分內的頻率處所報告的現場測量的準確度。

 獨立軸(單軸、X、Y、Z)三軸幅值
有效值讀數的±0.25% ±量程的±0.05%讀數的±0.5% ±量程的±0.1%
峰對峰讀數的±0.55% ±量程的±0.2%儀器上沒有讀數

高頻模式測量性能

高頻模式頻寬

高頻模式通帶 1.7 Hz 至 75 kHz(-3 dB 點)
20 Hz 至 7 kHz(-0.2%)

特斯拉計頻率響應:高頻模式

特斯拉計頻率響應:HF模式

高頻模式精度

儀器頻率響應曲線平坦響應部分內的頻率處所報告的現場測量的準確度。

 獨立軸(單軸、X、Y、Z)三軸幅值
有效值讀數的±0.5% ±量程的±0.5%讀數的±1% ± 量程的±1%
峰對峰讀數的±2% ± 量程的±2%儀器上沒有讀數

頻率偵測

頻率檢測計數器精度 頻率的±1% ±1 Hz(對於速度超過 1 Hz 的週期波和大於範圍 1% 的 RMS 值)

 

溫度補償

現場溫度補償

感測器/探頭溫度相關的場測量誤差—我們已經描述了霍爾感測器靈敏度的溫度依賴性,並應用了校正係數進行補償。下面列出的殘差反映了感測器之間存在的變化。

 溫度範圍
 

-273 °C 至 0 °C

 
0 °C 至 35 °C35 °C 至 60 °C60 °C 至 90 °C
薪資:開啟±1.5%±0.02%±0.1%±0.5%
補償:關閉請參閱鬆散 2Dex 感測器的靈敏度溫度係數數據


 

溫度補償源 嵌入式探頭感測器、手動輸入(前面板)、手動輸入(外部通訊)、無(補償關閉)
   
溫度補償範圍 取決於探頭(詳情請參閱探頭規格)

探頭/感測器溫度測量

當特斯拉計讀取霍爾探頭/感測器內嵌入的溫度感測器時,溫度測量的準確性。請注意,溫度感測器正在讀取感測元件的溫度,該溫度可能比環境溫度略高。

準確性 ±1 攝氏度
   
溫度係數 ±0.05℃/度1

1這意味著,校準溫度範圍每超出 5°C,標準 1°C 精度值就會增加 0.05°C。

 

類比輸出

 模式功能可用通道/讀數(非併發)
原始模式直流僅診斷X、Y、Z
交流電僅診斷X、Y、Z
高頻波形的模擬表示(脈衝等)X、Y、Z
修正模式直流字段值的模擬表示X、Y、Z、向量振幅
交流電RMS 場值的模擬表示X、Y、Z、向量振幅
高頻RMS 場值的模擬表示X、Y、Z、向量振幅


 

限制 過載時可能為 ±12.5 V
   
原始訊號源 類比放大霍爾電壓
原始訊號精度 放大霍爾電壓值的±1%±50 mV
   
修正輸出來源 DAC 根據現場讀數產生電壓
修正輸出範圍 ±3.5 V = 滿量程
校正輸出精度 前面板測量值的±1%
修正輸出更新率 2 千赫

 

現場控制選項卡

控制類型 閉環(PI)或開環
閉環控制技術 專有複合 DAC,確保控制電路不會限制分辨率
特徵 設定點、設定點斜坡
滿量程電壓輸出 ±10 伏
控制解析度 <0.1 µT (<1 毫G)*
保護措施 可配置最大轉換率、可設定電壓限制
開環電壓精度 滿量程的±1%

* 指定值適用於 350 mT 範圍,平均時間為 10 秒。規格受測量噪音限制。特定配置的控制解析度是指定係統雜訊的兩倍。

 

數位輸入/輸出

輸入

獨立輸入的數量 2
輸入隔離 光學的
最大低電平輸入電壓 1伏
最小高電平輸入電壓 4伏
安全輸入電壓範圍 -5 V 至 35 V

輸出

繼電器數量 2
繼電器類型 固態
數位輸出繼電器最大電流 2 A
數位輸出繼電器最大電壓 35伏

 

環境

儀器運作環境 額定精度下 23 °C ±5 °C 和 <70% 相對濕度無凝結; -20 °C 至 70 °C 且相對濕度 <90% 無凝結,精度會降低
   
儀器最大場曝光 10 mT(100 G)直流,1 mT(10 G)均方根

 

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