量子霍尔电阻电桥6020Q
► Vcr，Vxx，和Vxy测量
► 二进制绕组电流比较器（25位）的自校准和纳伏检测器读数
► 电流范围1 μA ~ 200 mA
► 比率范围0 ~ 14:1
► 电阻范围0.1 Ω ~ 100 kΩ
► 触摸屏操作和USB存储接口
► 精度比率< 15 ppb
自1994年以来， MI公司的6010B和6010C电桥为全球校准实验室的直流电流比较仪 (DCC) 电阻电桥设定了标准。如今，MI全新的 AccuBridge® 技术将这个顶级产品系列进一步升级。
MI在电阻测量方面的贡献是开发了第一个商用移动式量子霍尔电阻基准系统 6800（图1），该系统使用 AccuBridge® 技术的电桥作为在常温下运行的测量系统。电流范围1 μA 至 200 mA，可用作量子霍尔比率测量电桥和电阻电桥。6020Q具有更高的安匝灵敏度。主绕组和从绕组的匝数更多，新的电压反馈电路大大改善了纳伏放大器的线性误差。
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图1 6800量子霍尔样本系统 |
MI在世界各国的国家计量院的直流电阻计量专业和整个行业的 ISO 17025认证方面，拥有世界一流的技术和专业知识。作为您的认证合作伙伴和全球支持合作伙伴，MI通过指导、系统设计、实施、校准服务和持续的专家支持提供领先的产品知识和应用专业知识。
对 MI来说，这不仅仅是设备和科学技术，还在于帮助用户做什么，以及更简单方便的做到。
6020Q量子霍尔电阻电桥可用于通过测量和绘制场扫描、接触电阻 （Vcr）、纵向电阻和耗散，来表征 GaAs/AlGaAs（图2）或石墨烯样品 I = 2 平台(Vxx)，并将霍尔电阻（Vxy）传递至1 kΩ或10 kΩ标准电阻器。
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| 图2 6800 |
AccuBridge®技术的增强功能，包括更高的安匝灵敏度、涵盖更广泛的电阻比、用于提高线性度的电流和电压反馈电路、以及具有更高分辨率以获得更严规程的新校准技术。除了更新的技术外，它还具有 6010 的可靠性、简化校准、易用性、自动化、测量速度和全球支持。因此6020Q是世界极好的电阻电桥，其提供的不确定度指标优于任何相关产品。
6020Q是一款全自动电桥。其测量速度和测量精度使其成为全球所有国家计量院中首选的主要电阻电桥。它的灵活性和易用性，非常适合独立电阻校准和测量。
6020Q有两个输入端：Rx和Rs。与4200系列扫描开关结合使用时，输入数量可扩展至40通道。推荐使用10通道的4210A用于量子霍尔系统。（图3）。
图3 4210A矩阵扫描开关
使用软件可以自动执行测量。还可以随时执行、延迟或预设测量。自动电流换向确保直流偏置和热电势在测量中被抵消。作为独立仪器，6020Q能够对量子霍尔电阻 (QHR) 样品执行扫描检查、接触电阻、纵向电位差（耗散）和霍尔电阻测量。
6020Q可以通过前面板操作或通过IEEE-488在软件操作。此外，6020Q还可用作高精度直流电阻电桥，对于没有QHR系统的实验室，6020Q可用于进行电阻的量值传递。
6020Q通过将电流馈入样品的源极和漏极，然后将其反转来执行场扫描检查测量。（图4）。
图4 扫描检查测量
这使得能够测量样品上不同点之间的电位差。这些电位差可以在样品上的霍尔电阻Vxy (1-2)或Vxy (3-4)以及纵向电阻Vxx (1-3)和Vxx (2-4)处测量。Vxy (1-2) 和Vxy (3-4)应彼此紧密一致，Vxx(1-3)和Vxx (2-4)也如此。
6020Q的微伏检测器进行接触电阻测量。每次将QHR设备循环到室温并重新冷却时，测量接触电阻非常重要，因为大的接触电阻会导致QHR测量出现错误。6020Q 在每个触点上依次使用三探针测量来测量接触电阻。接触电阻Vcr/I =导线电阻+接触电阻+2-DEG电阻。
为了准确传递QHR值，必须测量纵向电位差。您可以通过使用6020Q的Vxx纳伏模式在Vxx (1-3) 和Vxx (2-4)之间进行。
进行此测量以验证2-DEG中没有耗散（图 5）。当2-DEG被量化时，Vxx 应该变为0并且应该 < 2 × 10-8的Vxy。
图5 耗散测量
对于溯源测量，使用触摸屏上的键盘将电阻ID标准文件和1000 Ω传递电阻中的QHR值和相关不确定度输入到被测量（未知）ID文件中。在校准后，将标准电阻器（例如1 Ω或10 kΩ）输入到标准文件中。将要校准的电阻输入到被测量 (Rx) 或未知文件中。使用键盘，将测量功能输入到程序文件中，例如通过未知电阻的电流、稳定时间、测量次数和统计次数。
示例（对于规定的指标）
换向时间 = 12秒
测量点数 = 50 次测量
统计点数 = 40 次测量
6020Q与6800A和6800B软件以及4220和4210矩阵扫描开关兼容。
在执行电阻测量时，6020Q的低噪声，触摸显示屏与测量进行交互。您可以显示数据（一次多个测量）、数据和测量图的组合，或仅显示图表。读数完成后，会显示平均值和不确定度（基于统计数字）。所有不确定度计算均为2σ水平。对于电阻测量，摘要屏幕显示测量数据以及电流测量的图形信息，可以随时以比率或欧姆形式查看。
Windows® 系统操作软件
MI的软件具有报告生成、历史分析以及电阻漂移率的跟踪和校正功能。结合9400油槽或 9300A 空气槽，可以在被测电阻上自动执行α和β计算。所有数据都可以直接导出到Excel的不同格式供大型机应用程序。
软件主界面 电阻ID界面
程序设置界面 系统设置界面
测量选项 历史信息
技术指标（比率和准确度）
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0.1 Ω ~ 100 kΩ |
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|---|---|---|---|
| RX |
比率精度（ppm）1 |
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| -- | 1：1 | 10：1 | 14：1 |
| 0.1 Ω | < 0.02 | -- | -- |
| 1 Ω | < 0.015 | < 0.015 | < 0.015 |
| 10 Ω | < 0.015 | < 0.015 | < 0.015 |
| 100 Ω | < 0.015 | < 0.015 | < 0.015 |
| 1 kΩ | < 0.015 | < 0.015 | < 0.015 |
| 10 kΩ | < 0.02 | < 0.015 | -- |
| 100 kΩ | -- | < 0.05 | -- |
*作为比率设备，可以根据您的标准和环境条件改进精度指标。
注：可以选择Rs或Rx作为标准。 电桥和软件中的6020Q不确定度为2σ 水平 (95 %) 指标，包括所有二级参数，例如线性度和噪声，温度变化为 ± 2 °C。
通用指标
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测量模式 |
4线 |
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线性度 |
< 0.005 ppm |
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工作环境 |
10℃ ~ 35℃，10% ~ 90% RH非结露 |
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测试电流范围 |
1 μA ~ 200 mA |
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测试电流分辨率 |
18位 |
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通讯接口 |
IEEE-488 |
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显示 |
触摸屏显示（无外接键盘），分辨率0.001 ppm |
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尺寸（宽x深x高） |
438 x 406 x 267(mm) |
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重量 |
19 kg/23 kg(运输) |
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电源 |
100 V，120 V，220 V，240 Vac-50/60 Hz |
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最大功率 |
200 W |
订购信息
| 型号 | 说明 |
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6020Q |
量子霍尔电阻电桥 |
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选件 |
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4210A |
10通道自动低热电势矩阵扫描开关，端子输入 |
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4210B |
10通道自动低热电势矩阵扫描开关，引线输入 |
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4216A |
16通道自动低热电势矩阵扫描开关，端子输入 |
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4216B |
16通道自动低热电势矩阵扫描开关，引线输入 |
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4220A |
20通道自动低热电势矩阵扫描开关，端子输入 |
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4220B |
20通道自动低热电势矩阵扫描开关，引线输入 |
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9300A |
标准电阻保存恒温箱 |
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9400 |
基准电阻油槽 |
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9210A |
基准级油浸标准电阻，可选阻值1 Ω，0.1Ω |
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9210B |
基准级油浸标准电阻，可选阻值10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ |
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9331R |
参考级空气标准电阻，可选阻值1 Ω, 10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ |
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J005-Spec 100 |
四线单芯屏蔽特氟龙电缆，100米。可选定制长度 |
