納米測量中屏蔽罩的重要作用

電纜的不當使用會(huì )造成測量時(shí)間過(guò)長(cháng)的問(wèn)題。共軸電纜提供了一個(gè)傳輸信號的內導體和屏蔽。內導體和屏蔽之間存在著(zhù)可供漏電流流過(guò)的旁路電阻和電容通路[1]（圖4）。除了作為漏電流的通路之外，旁路的R和C還構成了一個(gè)RC電路，該電路將大大放慢弱電流或者高電阻測量的速度，而且要實(shí)現精確的讀數一般需要等待5倍RC的時(shí)間常數。要測量極高的電阻——GW甚至更高——則需要數秒到數分鐘才能讓讀數穩定到最終值的1%以?xún)取?br />
我們建議采樣三軸電纜[2]和屏蔽罩措施，以消除漏電路徑和穩定時(shí)間的問(wèn)題。在圖4的第二種構型中，電纜是由一個(gè)內導體、內屏蔽和外屏蔽構成的。通過(guò)用單增益放大器來(lái)驅動(dòng)電纜的內屏蔽，可以幾乎完全消除電纜電阻[3]（以及其他的漏電電阻）的負載效應。因為內部導體和內部屏蔽[4]間的電壓差現在幾乎為零，所有的測試電流現在都流過(guò)內導體并流向測量?jì)x器的輸入。流過(guò)內部屏蔽－地的漏電通路的漏電電流可能具有較大的量值，但該電流是由單增益放大器的低阻抗輸出而非電流信號源來(lái)提供的。



圖4：在內導體和共軸電纜之間的旁路電阻和電容通路將容許流過(guò)漏電流[5]。此外，旁路R和旁路C構成了一個(gè)RC電路，該電路會(huì )大大減慢低電流或者高電阻的測量速度。

根據定義，屏蔽在電路中應當是一個(gè)低阻抗的點(diǎn)，其電位應當與高阻抗輸入端的電位近乎相等。在現代靜電計[6]中，預放大器的輸出端應該置于這個(gè)點(diǎn)上，可以用于減少電纜的漏電。一個(gè)進(jìn)一步的好處是等效的電纜電容也相應降低了，從而大大提升了電路的響應速度，縮短了測量時(shí)間。