使用6485型皮安表和6487型皮安表/電壓源測(cè)量離子束

離子束用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，諸如，質(zhì)譜儀和離子注入機(jī)等。離子束電流通常非常小(μA)，所以需要使用靜電計(jì)或皮安表來(lái)進(jìn)行測(cè)量。本文介紹了如何使用6485型皮安表和6487型皮安表/電壓源來(lái)進(jìn)行這種測(cè)量工作。在電流靈敏度更高時(shí)，可以改用靜電計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)量方法

如果離子源偏離地電位，那么離子收集電極多半處在地電位。在這種情況下，可以使用簡(jiǎn)單的真空同軸接頭來(lái)進(jìn)行從收集電極到皮安計(jì)的連接。圖4-16示出6485型皮安計(jì)從離子收集電極測(cè)量電流的情況，這時(shí)儀器工作在地電位。

然而，如果離子源處在地電位，離子收集電極必須偏離地電位。6485型皮安計(jì)只能偏離地電位大約42V，所以必須使用能夠浮地電位達(dá)500V的6487型皮安計(jì)。圖4-17是6487型皮安計(jì)浮地測(cè)量離子束的一個(gè)例子。

皮安計(jì)的高端通過三同軸的真空接頭連到離子收集電極。皮安計(jì)的低端由電壓源偏離地電位。出于安全的考慮，當(dāng)偏置電壓大于42V時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用三同軸的真空接頭。6487型皮安計(jì)能夠浮地高達(dá)500V。

如果無(wú)法找到三同軸的真空接頭，可以在絕緣的BNC連接處構(gòu)建金屬安全屏蔽(圖4-18)。將該金屬安全屏蔽接地。

如果對(duì)地的浮地電壓小于42V，絕緣的BNC接頭就不需要安全屏蔽。

完成電路連接之后，接通偏置電壓，在沒有離子束電流的情況下進(jìn)行電流測(cè)量，以驗(yàn)證系統(tǒng)能夠正常工作。如果這時(shí)的電流比要測(cè)量的電流大得多，系統(tǒng)中一定存在著寄生泄漏通路，必須將其糾正。

我們常常需要把離子束電流與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系畫成曲線。此項(xiàng)工作可以使用皮安計(jì)的模擬輸出功能來(lái)完成或者使用IEEE-488總線或 RS-232接口來(lái)采集讀數(shù)，再用繪圖編程軟件包(例如ExceLINX)或圖表軟件將其畫成曲線。