研究目的
开发一种可编程的超低直流电流源（ULCS），能够产生1飞安至100皮安的电流，并具有100阿安的分辨率，用于校准直流低电流表。
研究成果
所开发的超低电流源（ULCS）适用于低电流测量应用，例如光电探测器特性分析、夜视系统以及医疗仪器系统。后续还将对不确定度预算进行进一步评估。
研究不足
使用继电器卡时，1皮法电容的损耗因数恶化了10倍，对低于10飞安的电流值产生影响。需要进一步研究斜坡电压生成的稳定性及损耗因数的改进。
1：实验设计与方法选择：
ULCS基于对标准电容器施加斜坡电压。该设备完全自动化并由计算机控制。
2：样品选择与数据来源：
使用标称值介于1皮法至1000皮法之间的标准电容器。
3：实验设备与材料清单：
包括NI-USB 4431数据采集卡、Agilent 16380型标准空气电容器、AH2500A电容电桥以及Keithley 6430静电计。
4：实验流程与操作步骤：
数据采集卡生成斜率介于1毫伏/秒至100毫伏/秒的斜坡电压。电容测量在1千赫兹频率下进行。
5：数据分析方法：
以十进制步长定期进行斜坡电压的特征测量，非十进制值采用线性拟合方程处理。
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Agilent 16380 type standard air capacitors
16380
Agilent
Used to generate stable DC low currents by applying a linear voltage ramp.
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Keithley 6430 electrometer
6430
Keithley
Used to compare ULCS performance and measure offset current.
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NI-USB 4431 DAQ card
USB 4431
National Instruments
Generates ramp voltages with slopes between 1 mV/s and 100 mV/s.
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AH2500A capacitance bridge
AH2500A
Performs capacitance measurements at 1 kHz frequency.
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