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UM系列超高精度电压源
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详细信息
产品概述
UM系列 超高精度电压源 是Stahl-Electronics公司UM电压源系列中的一成员。其拥有10E-8 量级，它具有进一步的温度系数和较少的电压波动。该设备具有0- 14V 范围三个电压源输出通道，拥有超高的产品精度和稳定性。
- 3个主级电压输出通道，3个次级电压输出通道，10辅助输出通道
- 1uV 的输出电压数字分辨率
- 10ppm 基本精度
UM 系列 超高精度电压源
产品系统组成
UM系列超精度电压源适用于精密应用场合，尤其是需要非常好的短期和长期稳定性，在秒、分钟和小时的时间周期内，波动非常小。它们超过了常规的电脑操作控制的电压源， 并接近达到了技术上可能的极限。UM 1-14-LN 超高精度电压源有三个主通道(0- 14V 范围)，每个通道都可以以 1µV 的 分辨率进行编程，并且仅显示10-7…10-8级的波动。三个次级输出通道输出提供了一个较小的电压范围(0-3.5V 范围），并耦合到主通道，由内部固定分压器提供。UM 1-14-LN输出电压范围0-14V，低噪声，波动更小，稳定性更高。
系统内部框图
此外，UM 1-14-LN 超高精度电压源还提供了10个附加辅助通道，这些通道具有粗略的分辨率，适用于不需要高稳定性的应用。所有输出通道具有不同的工作模式。超高精度电压源拥有“超高精度模式”和“快速模式”两种工作模式。后者的精度不高，但抑制更快的切换时间。在离子阱实验中，“快速模式”通常用于离子阱传输，而“超高精度模式”用于精度的时间段在各自的精密测量周期内需要。在两种模式之间切换是非常困难的通过软件命令完成。此外，附加通道可以在正常模式、关闭模式和低噪声“衰减”模式下运行。后者提供更小的电压阶跃（~1µV），但代价是降低电压量程。
- 输出电压通道：3个主通道 ChA,ChB,ChC , 25位
- 3个次级通道 ChA’,ChB’, ChC’，25位
- 10个辅助电压输出通道，13位
- 输出连接器（37 极子 D，母极）
前面板输出连接器的针脚分配，前板上的视图
为了控制设备，提供了基于LabVIEW的图形用户界面，该界面具有开放源代码文本，使控制和集成到现有项目中变得简单和方便实用。
考虑到离子阱的应用精度，UM 1-14-LN电压源提供了两个附加功能。提供了两个附加功能。 一种是将设备连接到 PC ，控制输入（USB 连接）电流隔离。 这允许浮动设备在很大程度上避免接地回路和天线效应。 其次，外壳和内部结构的设计目标是小尺寸和抗外部磁场的坚固性，因此允许将设备定位在超导磁体或其他强磁源附近，实现了对高达 50mT 外部磁场的高电阻率，这极大地减少了由长电缆引起的天线效应和热电效应，这在精密离子捕获装置中通常是一个主要问题。
UM 1-14-LN 超高精度电压源装置由电源适配器和电压源主机组成。
4 产品选型：
| 型号 | 电压范围 |
| UM 1-14 | 主通道：0.1 V… -14 V 或14V 可选 次通道：25 mV… -3.5 V或3.5V 可选 |
| UM 1-14 LN | 主通道：0 V… -14 V 或14V 可选 次通道：0 mV… -3.5 V或3.5V 可选 |
| UM1-14 LN-SW | -0.4 V… +12 V or +0.4V …- 12 V overrange (reduced accuracy): -0.4 V… +14 V or +0.4 V… -14 V -0.1 V… +3 V or +0.1 V… - 3 V
|
- UM1-14-LN产品规格参数
| 主通道 | |
| 主通道电压范围 | 3个，电压范围0- 14V,25位 |
| 次级通道电压范围 | 3个，电压范围0- 3.5V, 25位 |
| 电压数字分辨率 | 1 µV (l25 Bit 精度) |
| 输出阻抗 | 3.92 kOhm +/-1% (主通道) 490 Ohm +/-1.5% (次级通道) |
| 准确度 | |
| @12V,主通道， | 偏移量在+/-25µV |
| @3V,次级通道， | 偏移量在+/-15µV |
| 电压波动 | |
| @10V (主通道，1 分钟内） | typ. +/- 0.75 µVpp |
| @1V (次级通道，1 分钟内） | typ. 0.20 µVpp |
| @10V (主通道，24h内） | typ. +/- 0.8 ppm |
| @1V (次级通道，24h内） | typ. +/- 1.3 ppm |
| 老化（操作运行一年后测量） | |
| 主通道和次级通道 | Typ. 5 s |
| 辅助通道 | typ. 50…150ms |
| 老化（操作运行1年后） | |
| 输出设置偏移量 | Typ +/- 5 µV/yr |
| 相对设定值变化 | typ. 25 ppm/yr |
| 温度稳定性（在 21°C-24°C 的环境温度下） | |
| 主通道偏移量 | typ. +/-4 µV/K |
| 次级通道偏移量 | typ. +/-2 µV/K |
| 主通道相对设定值 | typ. +/- 0.6 ppm / K |
| 次级通道相对设定值 | typ. +/- 0.4 ppm / K |
| 辅助通道 | |
| 辅助通道电压范围 | 0.01 V- 14 V |
| 准确度 | +/-13 mV |
| 有效精度 | 13位 |
| 输出阻抗 | 120 Ohm +/-1%, ch1 to ch8 12k Ohm +/-1%, ch9, ch10 |
| 电压波动（@10 V） | typ. 50 µVpp, max 150 µVpp (time period 1 minute) |
| 远程控制接口 | USB2.0, RS 232 |
| 操作软件 | 开源LabViewtm-VI 可用， 基于 LabVIEWtm8.2可兼容的文件 |
| 设备尺寸 | 260 mm x 105 mm x 85 mm |
| 输出接口 | 37-pole Sub-D, 4 mm laboratory sockets, others on demand |
| 重量 | 2 kg （不含是配器） |
| 可承受磁场环境 | max. 50mT （主机） |
| 配套电源适配器 | |
| 功耗 | approx. 15 W, 230Vac 50Hz |
| 保险丝 | medium fast, 800mA (EU version) |
| 尺寸 | 276 mm x 105 mm x 75 mm |
| 接口 | 8 pole DIN type 8, |
| 可承受磁场环境 | max. 5mT (mains adaptor) |
| 接地 | 电源适配器外壳接地保护 |
4.UM 1-14-LN 超高精度电压源波动测量图谱
UM 1-14-LN 超高精度电压源波动测量
波动测试数据获取实验背景:
10V: Channel A of UM 1-14-LN versus 10V-Output of precision reference DC 1-10, measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 0.3V range, 4s averaging time.
3V: Channel A’ (secondary) of UM 1-14-LN, directly measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 3V range, 4s averaging time.
1V: Channel A’ (secondary) of UM 1-14-LN versus 1V-Output of precision reference DC 1-10, measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 0.3V range, 4s averaging time.
