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低温物性システム・低温センサ・温度コントローラ・温度モニタ
3.2Kまで冷却能力を持った極低温プローバーシステム。縦方向（2.5T)、横方向（1T）の磁場発生、ロードロック等多彩なオプションを用意しております。
LakeShore 低温測定機器 > 温度コントローラ > ACレジスタンスブリッジ 370型
ACレジスタンスブリッジ 370型 |
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特 長
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| ■ | 抵抗測定範囲 2mΩ ～ 2MΩ |
| ■ | 温度測定範囲 < 20mK ～ 420K |
| ■ | AC 駆動レベル 3.16pA ～ 31.6mA |
| ■ | リアルタイムでセンサーの自己発熱量を表示 |
| ■ | センサー1入力に対応（スキャナ使用時、8または16チャンネル） |
| ■ | PID による閉ループの温度制御 |
| ■ | IEEE-488/RS-232CのPCインターフェース |
| ■ | アラーム、リレー、アナログの各出力 |
| ■ | 革新的なノイズ除去回路 ・インピーダンスマッチング電流ソース ・アクティブ・コモンモード除去回路 ・光カプラーによる絶縁 ・グランドループの影響を除去 |
| ■ | 電流駆動・電圧駆動の切替とオートレンジの抵抗測定 |
| ■ | 抵抗、温度、電力、電圧、電流の各値をディスプレイに表示 |
| ■ | 16 チャンネルスキャナー ・3716型 低DC バイアス電流に最適化 ・3716L型 低ノイズ電流に最適化 |
| ■ | 8チャンネルスキャナー ・3708型 超低ノイズ測定に最適化 |
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概 要 370型AC抵抗ブリッジは、精密かつ高精度で低ノイズ、低駆動パワーのAC抵抗測定が可能な計測器です。主な用途は、20mK～1Kの極低温領域における各材料の抵抗測定です。抵抗測定回路の各ステージにおいてノイズを抑制し除去するためのさまざまなテクニックが取り入れられています。独自のインピーダンスマッチング電流ソースとアクティブ・コモンモード抑制回路は特許を取得しています。 16チャンネルスキャナー、IEEE-488/RS-232Cインターフェース、閉ループ温度制御などの機能により、既存の冷凍装置やほとんどの市販冷凍器にスムーズに組み込んで使用することが可能です。希釈その他の方式の冷凍機に対して、本器をLakeShore社の校正付き極低温用抵抗温度センサーと組み合わせれば、温度の表示だけでなく温度の制御も簡単に行えます。 |
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抵抗測定 世界ナンバーワンの極低温用センサーメーカーであるLakeShore社が、その低温に対するノウハウを結集して微小パワーによる高精度低ノイズの抵抗測定器の開発に成功しました。極力小さな駆動電流で最大の測定精度を得るために4 線式のAC測定法を採用しています。増幅回路の各ステージ間をACカップリングする事で高増幅率なのに低オフセットで、DC測定法では実現不可能な高感度測定を可能にしています。ロックインアンプでも使われているACフィルタリングテクニックの位相検出法は、周辺ノイズに埋もれた微小信号を取り出すことができます。13.7Hzという低いAC駆動周波数は、測定時のリード線による浮遊容量の悪影響を低減させます。これらの特長と、画期的なシールドテクニックやノイズ抑制回路により、測定時のノイズと抵抗の自己発熱を極めて小さくすることが出来ました。 電流ソース回路は、信頼性の高い安定した微小電力のセンサー駆動電流を出力することが出来ます。3.16pAから31.6mA（RMS）まで21ステップのAC電流レベルで、センサーの自己発熱を引き起こすDC成分の全くないローノイズな駆動電流が得られます。 用途に応じて、電流／電圧の両モードの駆動方法を使い分けることが出来ます。 |
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最先端のテクニック 駆動部から出力部まで、高性能を実現するためにさまざまな工夫がなされています。リード線を介して混入する外部雑音など、いろいろな原因でコモンモード電圧が発生します。 本器で用いられているLakeShore 社独自（特許取得済み）のインピーダンスマッチング電流ソーステクニックが、まず最初のコモンモード電圧防止策になります。差動電圧増幅器で二つの差動入力端子の入力インピーダンスが同じであるように、本器の電流ソースの二つの出力端子は同じ出力インピーダンスを持っています。 このようにインピーダンスのマッチングがとれていると、コモンモードノイズ源による被測定抵抗の両端への影響もまったく同じになるため、コモンモード電圧がノーマルモードの電圧として影響することがありません。 この方法により差動入力部は完璧な差動信号のみを拾うため、精度の高い抵抗測定ができます。 コモンモード電圧の影響をさらに低減するために、アクティブ・コモンモード除去回路があります。これは、測定入力部におけるコモンモード電圧が最小になるように、電流ソースの動作点を動的にアジャストさせるものです。これにより、差動入力部が飽和してしまう恐れがあるような環境でさえ測定を行うことができます。 アナログ入力部は光カプラーにより、デジタル回路や筐体からアイソレートされています。この光によるアイソレートは、デジタルノイズが測定に影響を与えたりグランドループが生ずるのを防いでいます。 リード線の長さが3m 以上ある場合や、抵抗値が100kΩ 以上の場合用に、各リード線の電圧に相似する4 つの独立したドリブンガード機能があり、リード線の芯線と外皮線間に電圧差が生じません。これによりケーブルの浮遊容量による影響を除去しています。ただし、スキャナー入力にはこの機能はありません。 変動の激しい位相検出回路の出力から安定した電圧を取り出すため、最小200ms の時定数のフィルターが内蔵されています。この時定数は小さな抵抗に大きな電流を流して測定する場合に最適な設定で、抵抗が増加し電流が小さくなる場合はフィルターの時定数が追加されていくようになっています。リニアフィルターやアベレージングは、1 から200 秒までの最適なセトリングタイムを供給します。 |
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駆動モード 抵抗の測定レンジは、フルスケールで2mΩ ～ 2MΩ
です。どのレンジを選んでいるかは常時ディスプレイに表示されます。抵抗中で消費される駆動電力も常に計算されて表示されます。抵抗の駆動方法として電流駆動と電圧駆動の2 通りの方法（モード）があり、通常は電流駆動モードです。電流モードでは抵抗レンジと駆動電流が決まると、自動的に最適な電圧ゲインが設定されます。抵抗レンジが変わると電圧ゲインも自動的に変わります。 電流モードでは実際に抵抗を流れる電流値が常に表示されます。 電圧モードは、内部のファームウェアで電圧駆動をシミュレーションします。このモードでは抵抗レンジが変わると電圧リミットが一定の値になるように出力電流が自動的に調整されます。 電圧モードでは電圧が制限されるので、NTC 負温度係数の抵抗体を測定している場合には、温度が下がるにつれて抵抗値が上昇し、それにつれて駆動電力が減少します。つまり電圧モードは、NTC 抵抗温度センサーを使用する場合の駆動電力すなわち抵抗体の自己発熱を一定以下に制限できるとても便利な方法です。このモードでは実際の電圧ではなく電圧の上限値がつねに表示されます。 |
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オートレンジとマニュアルレンジ オートレンジかマニュアルレンジかの選択は、電流モードでも電圧モードでも可能です。オートレンジは、抵抗の測定値が現在のレンジ範囲を超えるか下回るかした時に、自動的にレンジを上げたり下げたりします。電流モードでのオートレンジ機能は、電圧ゲインを変化させます。電圧モードでのオートレンジ機能は、電流の設定値を変化させます。マニュアルレンジでは、ユーザーの選択にゆだねられます。この時ユーザーは抵抗レンジと駆動レベルを自分で決めます。レンジは自動的に切り替わりません。もし測定した抵抗値がレンジをオーバーしたら、overloadの文字が表示されます。オートレンジでもマニュアルレンジでも、レンジが切り替わる間は駆動電流が自動的に内部でショートされて過渡電流による影響を抑えます。 |
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温度コントロール 370型はデジタルPID制御を行うために必要な回路とソフトウェアを備えています。ヒーター出力は、標準100Ωの抵抗ヒーターを0.1μWから1Wまでの複数のパワーレンジで駆動するためのDC電流源です。ヒーター出力は、起動時やレンジ切替時の瞬間的な電源変動の抑制回路により、低ノイズの設計になっています。温度制御をさらに補助する機能として、アナログ出力の1つを使ってスティルヒーター（100Ω負荷）に最大1Wまでのパワーを供給するスティルヒーター機能があります。 1個のセンサーだけで温度制御をするのが一番安定性が得られますが、370型はスキャンした複数のセンサーの中の1つのセンサーに基づいた温度制御も可能です。 複数センサーを使用して制御すると、測定速度が遅くなり、スキャンして得た値に基づいて制御を更新するので、単一のセンサーで制御する場合よりも制御安定性は劣化します。 |
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370型リアパネル
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