一种精密测试平台的制作方法

1.本技术涉及高阻样品检测设备领域，尤其是涉及一种精密测试平台。


背景技术：

2.高阻样品在高低温连续变温条件下的精密测量对测试环境和测试系统有极其严格的要求，测试样品所处的温度、湿度、电磁环境和电测量环路微振动都对精密测量有着极大的影响。
3.实际使用中，单一测试系统通常只针对于单一数据的测量，如测量电荷的测试系统，只会对影响该测试系统的湿度、电磁环境、环路振动进行控制，然后对电荷进行测量。而测量电阻的测试系统，只会对影响该测试系统的温度、环路振动进行控制，然后对电阻进行测量。这种处理方式使得高阻样品需要不断地更换测试系统进行测试才能得出样品的所有数据，且每次更换测试系统时还需要对对应的环境因素进行控制，来减少环境因素对测试数据的影响，在实际使用中较为繁琐。


技术实现要素：

4.为了便于高阻样品的测试，本技术提供一种精密测试平台。
5.本技术提供的一种精密测试平台采用如下的技术方案：一种精密测试平台，包括减震平台和测试机柜，所述测试机柜可拆卸连接在所述减震平台上，所述减震平台上安装有真空腔体，所述真空腔体内安装有样品台，所述真空腔体上安装有观察窗，所述真空腔体上连接有共地电缆，所述减震平台上设置有用于维持所述真空腔体真空度的真空维持件，所述减震平台上还设置有用于控制所述真空腔体温度的温控组件，所述测试机柜上还设置有用于对所述真空腔体内高阻样品进行测试的电学测试组件。
6.通过采用上述技术方案，观察窗通过法兰盘安装在真空腔体上，使用时，拆除法兰盘，将高阻样品放入样品台上，之后再将法兰盘安装在真空腔体上，启动真空维持件，通过真空维持件保持系统内部真空度，来减少环境湿度对测试的影响，共地电缆可连接电测仪表共地端口，以保证电测量的准确性，温控组件对真空腔体温度进行调节，以保证温度的准确性，减震平台对真空腔体进行减震，减少了外界振动对高阻样品的影响，进行测试时，可通过电学测试组件进行对应的测量，该测试系统可同时控制测试样品所处的温度、湿度、电磁环境和外界振动，使测试样品具有一个良好的环境进行测试，通过电学测试组件对高阻样品进行测试，且进行一项测试后无需将测试样品取出并放置在下一个测试设备中，通过单一测试系统即可连续完成多种数据的测量，便于高阻样品进行测试。
7.优选的，所述温控组件包括固定连接在所述真空腔体上的低温腔体、固定连接在所述样品台下方的电热丝，所述低温腔体上安装有液氮进口，所述低温腔体与所述真空腔体连通，所述测试机柜上设置有用于控制所述电热丝加热状态的温控仪。
8.通过采用上述技术方案，通过液氮进口将液氮输入低温腔体内，利用液氮蒸发制
冷将温度降低，通过热传导将样品台温度降低，然后在温控仪设置目标温度，温控仪控制电热丝加热，通过热传导的方式使样品台温度升高，直至样品台升至目标温度，通过控制样品台表面温度，间接改变样品的温度，满足温度要求。
9.优选的，所述真空维持件为固定安装在所述减震平台上的真空泵，所述真空泵上固定连接有陶瓷波纹管，所述真空泵通过所述陶瓷波纹管与所述低温腔体连通，所述减震平台上设置有用于控制所述真空泵与所述真空腔体连通状态的插板阀。
10.通过采用上述技术方案，通过真空泵将连通设置的低温腔体、真空腔体均保持高真空状态，可有效排除环境湿度对电测量的影响，陶瓷波纹管的设置在保证真空管路性能的前提下，实现与真空泵组的电气隔离，还可以吸收泵组沿真空管路的微振动，减小振动向腔体体的传导，通过插板阀的设置，工作人员可通过插板阀控制真空泵与真空腔体的连通状态。
11.优选的，所述减震平台远离所述真空腔体的一端固定连接有橡胶静音载重轮和减震支撑脚，所述真空泵远离所述真空腔体的一端固定连接有空气弹簧，所述陶瓷波纹管上固定连接有减震沙箱。
12.通过采用上述技术方案，通过橡胶静音载重轮和减震支撑脚的设置，一方面将减震平台支撑在地面上，另一方面吸收地坪振动，减小真空腔体和样品台的振动，空气弹簧的设置吸收了泵组工作时的垂直和水平振动，减震沙箱的设置通过共振效果将泵组沿真空管路传导的微振动吸收，减少振动向真空腔体的传导。
13.优选的，所述电学测试组件包括设置在所述测试机柜上的静电计高阻表、设置在所述测试机柜上的电容计，所述真空腔体上设置有多个电学接口，电学接口朝向真空腔体的一侧安装有检测探针。
14.通过采用上述技术方案，静电计高阻表、电容计通过不同的电学接口连接在真空腔体上，使用时，通过检测探针对高阻样品进行检测。
15.优选的，所述真空腔体、所述低温腔体均为不锈钢材质的腔体体，且所述低温腔体与所述真空腔体通过不锈钢波纹管连接，所述真空腔体、所述低温腔体的电磁屏蔽效果均不大于4fa（rms）。
16.通过采用上述技术方案，通过整体的不锈钢材质，可有效屏蔽环境电磁噪声，同时不锈钢波纹管在保障真空度的同时还可以进一步降低微振动，减小微振动对电测量的影响。
17.优选的，所述真空腔体外侧安装有水冷腔体，所述水冷腔体上安装有水冷快插接头，所述电学接口上均安装有流线型的连接管，所述连接管位于所述水冷腔体内，所述电学接口通过连接管与所述真空腔体连接。
18.通过采用上述技术方案，水冷腔体通过水冷快插接头与外界水路管道连接，向水冷腔体内通入静音冷却循环水，同时流线型的连接管减小了湍流引起的振动对电学接口的影响，保证对腔体体产生极低振动影响的前提下，降低电学接口上检测探针的温度，减小检测探针内温度梯度对电测量的影响。
19.优选的，所述低温腔体上安装有便于观察真空度的真空规，所述减震平台上安装有便于观察真空泵工作状态的显示面板。
20.通过采用上述技术方案，工作人员可通过观察真空规直接判断腔体体内部真空状
态，工作人员还可以通过观察显示面板观察真空泵的工作状态。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.利用真空腔体、真空泵、温控组件、电学测试组件、减震平台、共地电缆的设置，可以控制放置在样品台上的高阻样品的温度、湿度、电磁环境、振动，有效地减少了外界环境对测试系统数据的影响，在同一个系统中控制各种因素，将高阻样品放置于该系统中即可完成多种数据的测试，便于高阻样品的测试；2.借助橡胶静音载重轮、减震支撑脚、空气弹簧、减震沙箱的设置，将地坪振动、真空泵工作时的振动分别吸收，还可将泵组沿真空管路传导时的微振动吸收，有效减少了振动向真空腔体的传导，减少了样品台的振动；3.通过水冷腔体的设置，降低将电学接口上检测探针的温度，减小检测探针内温度梯度对电测量的影响。
附图说明
22.图1为本技术实施例主要体现整体结构的轴测示意图；图2为本技术实施例主要体现真空泵结构的示意图；图3为本技术实施例主要体现样品台结构的示意图；图4为本技术实施例主要体现电热丝结构的示意图；图5为本技术实施例主要体现测试机柜结构的示意图；附图标记：1、减震平台；2、测试机柜；3、真空腔体；4、样品台；5、观察窗；6、共地电缆；7、温控组件；71、低温腔体；72、电热丝；8、电学测试组件；81、静电计高阻表；82、电容计；9、液氮进口；10、温控仪；20、真空泵；30、陶瓷波纹管；40、插板阀；50、橡胶静音载重轮；60、减震支撑脚；70、空气弹簧；80、减震沙箱；90、电学接口；100、检测探针；200、不锈钢波纹管；300、水冷腔体；400、水冷快插接头；500、连接管；600、真空规；700、显示面板；800、液氮储腔体；900、连接板。
具体实施方式
23.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
24.本技术实施例公开一种精密测试平台。
25.如图1所示，一种精密测试平台包括减震平台1和测试机柜2，减震平台1和测试机柜2均放置在地面上，测试机柜2可通过螺栓螺纹连接在减震平台1的侧壁上，当需要将减震平台1与测试机柜2移动时，可将测试机柜2与减震平台1连接，一同移动。
26.如图1、图2、图3所示，减震平台1上通过螺栓安装有真空腔体3，真空腔体3内通过螺栓安装有样品台4，样品台4位于真空腔体3内部中央，真空腔体3上方通过法兰连接有观察窗5，观察窗5位于法兰盘中央位置，样品台4下端安装有四个电连接器，其中一个电连接器连接有共地电缆6，共地电缆6在使用时可接到共地端，保证电测量的准确性，且电连接器上套设有绝缘保护罩，增加安全性。
27.如图1、图3、图4所示，减震平台1上设置有用于控制真空腔体3温度的温控组件7，温控组件7包括低温腔体71、电热丝72，真空腔体3与低温腔体71通过不锈钢波纹管200连接，真空腔体3与低温腔体71连通，低温腔体71上安装有液氮进口9，低温腔体71内成型有液
氮储腔体800，液氮储腔体800上安装有连接板900，连接板900远离液氮储腔体800的一端通过螺栓固定连接在样品台4上，电热丝72固定连接在样品台4下方，测试机柜2上还设置有用于控制电热丝72加热状态的温控仪10。使用时，通过液氮进口9将液氮释放进入液氮储腔体800内，液氮蒸发制冷将温度降低，通过连接板900将温度热传导至样品台4上，样品台4快速降温到-178℃，然后在温控仪10上设置目标温度，温控仪10控制电热丝72加热，温控仪10控制电热丝72电流，产生的焦耳热通过热传导将样品台4升温，最高可达800℃，整体控温精度
±
100mk，温控仪10通过pid闭环控制可以方便快速的连续调节样品台4表面温度，满足连续变温实验要求。
28.如图3和4所示，真空腔体3、低温腔体71均为不锈钢材质的腔体体，且电磁屏蔽效果均不大于4fa（rms），可有效屏蔽电磁噪声。
29.如图1、图2、图3、图4所示，减震平台1上还安装有真空维持件，真空维持件为固定安装在减震平台1上的真空泵20，真空泵20与外界电源电连接，真空泵20的上方安装有陶瓷波纹管30，陶瓷波纹管30远离真空泵20的一端连接在低温腔体71的下方，减震平台1上还安装有用于控制真空泵20与真空腔体3连通状态的插板阀40，该插板阀40通过控制陶瓷波纹管30与低温腔体71的连通来控制真空泵20与真空腔体3的连通。减震平台1上安装有用于观察真空泵20工作状态的显示面板700，低温腔体71上安装有便于观察真空度的真空规600，便于观察系统内部整体真空度，整体真空度要求低温维持真空度小于等于2e-5pa，高温维持真空小于等于2e-3pa，形成高真空环境，可有效排除环境湿度对电测量的影响。
30.如图1和2所示，陶瓷波纹管30外部安装有减震沙箱80，减震沙箱80将陶瓷波纹管30包覆在内，沙箱内沙子进行共振，可有效地吸收沿陶瓷波纹管30传递的管路微振动，减震平台1的下方通过螺栓安装有橡胶静音载重轮50和减震支撑脚60，测试机柜2的下方也通过螺栓安装有橡胶静音载重轮50和减震支撑脚60，便于减震平台1和测试机柜2的移动，同时对减震平台1起到减震作用，可有效地吸收地坪振动，真空泵20的下方安装有空气弹簧70，且空气弹簧70的抵接板与减震支撑脚60在同一水平面上，当减震平台1放置在地面上时，空气弹簧70的抵接板与减震支撑脚60同时抵接在地面上，对减震平台1起支撑和减震的作用，同时还可有效地吸收真空泵20工作时的垂直和水平振动。经过多级减震，可保证样品台4震动精度小于等于700nm（rms），有效减少了样品台4的震动如图3和4所示，真空腔体3外侧安装有水冷腔体300，真空腔体3上还安装有多个电学接口90，电学接口90位于水冷腔体300内的部分套设有流线型的连接管500，流线型的连接管500可有效减少水流扰动时对连接管500的冲击，从而达到减震效果，连接管500一端连接在水冷腔体300的内壁上，另一端连接在真空腔体3的外壁上，将电学接口90完全包覆住，电学接口90一端固定连接在真空腔体3的侧壁上，另一端固定连接在水冷腔体300的侧壁上，电学接口90位于真空腔体3侧壁上的一端安装有检测探针100，检测探针100伸入真空腔体3内侧，本实施例中，电学接口90包括了三同轴接口和4-pin接口，可适配不同的连接线。
31.如图3和4所示，水冷腔体300的侧壁上安装有水冷快插接头400，外界水路管道可通过水冷快插接头400通入静音冷却循环水，在保证对腔体体产生极低振动的前提下，降低腔体体和电学接口90的温度，使水冷腔体300外壁的温度始终小于60℃，防止高温对工作人员造成伤害，同时还可以降低电学接口90和检测探针100的温度，减小温度梯度对电测量的影响。
32.如图3和5所示，测试机柜2上设置有对真空腔体3内高阻样品进行测试的电学测试组件8，电学测试组件8包括放置在测试机柜2上的静电计高阻表81，放置在测试机柜2上的电容计82，且测试机柜2上还可以放置其他测试设备进行其他参数的测试，本实施例中，静电计高阻表81优选为6517b静电计/高阻表，电容计82优选为半导体缺陷电容计82，用于分析瞬态过程，静电计高阻表81与电容计82均连接在电学接口90上，对高阻样品进行测试。
33.本技术实施例一种精密测试平台的实施原理为：投入实际使用时，将高阻样品放置在样品台4上，通过法兰盘将真空腔体3与外界隔绝，启动真空泵20，将系统内部空气抽出，同时通入静音循环冷却水，工作人员通过真空规600观察内部真空度，当达到合适的真空度时，通入液氮，液氮蒸发迅速降温，并通过热传导的方式传导至样品台4处，之后温控仪10控制电热丝72启动，电热丝72散发的焦耳热通过热传导的方式传导至样品台4处，完成内部状态的调节，将测量设备接在电学接口90上，对高阻样品进行测量，进行电测量时，将共地电缆6连接至共地端，以保证电测量的准确性。
34.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种精密测试平台，其特征在于：包括减震平台(1)和测试机柜(2)，所述测试机柜(2)可拆卸连接在所述减震平台(1)上，所述减震平台(1)上安装有真空腔体(3)，所述真空腔体(3)内安装有样品台(4)，所述真空腔体(3)上安装有观察窗(5)，所述真空腔体(3)上连接有共地电缆(6)，所述减震平台(1)上设置有用于维持所述真空腔体(3)真空度的真空维持件，所述减震平台(1)上还设置有用于控制所述真空腔体(3)温度的温控组件(7)，所述测试机柜(2)上还设置有用于对所述真空腔体(3)内高阻样品进行测试的电学测试组件(8)。2.根据权利要求1所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述温控组件(7)包括固定连接在所述真空腔体(3)上的低温腔体(71)、固定连接在所述样品台(4)下方的电热丝(72)，所述低温腔体(71)上安装有液氮进口(9)，所述低温腔体(71)与所述真空腔体(3)连通，所述测试机柜(2)上设置有用于控制所述电热丝(72)加热状态的温控仪(10)。3.根据权利要求2所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述真空维持件为固定安装在所述减震平台(1)上的真空泵(20)，所述真空泵(20)上固定连接有陶瓷波纹管(30)，所述真空泵(20)通过所述陶瓷波纹管(30)与所述低温腔体(71)连通，所述减震平台(1)上设置有用于控制所述真空泵(20)与所述真空腔体(3)连通状态的插板阀(40)。4.根据权利要求3所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述减震平台(1)远离所述真空腔体(3)的一端固定连接有橡胶静音载重轮(50)和减震支撑脚(60)，所述真空泵(20)远离所述真空腔体(3)的一端固定连接有空气弹簧(70)，所述陶瓷波纹管(30)上固定连接有减震沙箱(80)。5.根据权利要求1所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述电学测试组件(8)包括设置在所述测试机柜(2)上的静电计高阻表(81)、设置在所述测试机柜(2)上的电容计(82)，所述真空腔体(3)上设置有多个电学接口(90)，电学接口(90)朝向真空腔体(3)的一侧安装有检测探针(100)。6.根据权利要求2所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述真空腔体(3)、所述低温腔体(71)均为不锈钢材质的腔体体，且所述低温腔体(71)与所述真空腔体(3)通过不锈钢波纹管(200)连接，所述真空腔体(3)、所述低温腔体(71)的电磁屏蔽效果均不大于4fa（rms）。7.根据权利要求5所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述真空腔体(3)外侧安装有水冷腔体(300)，所述水冷腔体(300)上安装有水冷快插接头(400)，所述电学接口(90)上均安装有流线型的连接管(500)，所述连接管(500)位于所述水冷腔体(300)内，所述电学接口(90)通过连接管(500)与所述真空腔体(3)连接。8.根据权利要求3所述的一种精密测试平台，其特征在于：所述低温腔体(71)上安装有便于观察真空度的真空规(600)，所述减震平台(1)上安装有便于观察真空泵(20)工作状态的显示面板(700)。

技术总结
本申请公开了一种精密测试平台，涉及高阻样品检测设备领域，其包括减震平台和测试机柜，所述测试机柜可拆卸连接在所述减震平台上，所述减震平台上安装有真空腔体，所述真空腔体内安装有样品台，所述真空腔体上安装有观察窗，所述真空腔体上连接有共地电缆，所述减震平台上设置有用于维持所述真空腔体真空度的真空维持件，所述减震平台上还设置有用于控制所述真空腔体温度的温控组件，所述测试机柜上还设置有用于对所述真空腔体内高阻样品进行测试的电学测试组件。本申请具有便于高阻样品测试的效果。品测试的效果。品测试的效果。


技术研发人员：黄晓婷
受保护的技术使用者：上海柯舜科技有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/10/8