近期，安泰測(cè)試給西安某研究所交付一臺(tái)高電阻/低電流靜電計(jì)Keithley6430，并為客戶提供了實(shí)操演示。吉時(shí)利靜電計(jì)Keithley 6430具有超低噪聲0.4fA p-p和前置放大器，廣泛用于低電平信號(hào)測(cè)量比如研究單電子器件、高電阻納米線和納米管、聚合物以及電化學(xué)等應(yīng)用。

6430源表輸出四象限示意圖

和其他型號(hào)的源表類似，Keithley 6430具備四象限輸出能力，在六位半的精度下實(shí)現(xiàn)1μV - 200V、10aA - 100mA、1μ? - >20T?的電壓，電流，電阻測(cè)量和0 - ±200V、 0 ±100mA的輸出能力。

吉時(shí)利靜電計(jì)6430源表實(shí)物照片

吉時(shí)利靜電計(jì)Keithley 6430操作方法：

從面板按鍵可以看出，6430源表的主要功能是電壓V、電流I、電阻R的測(cè)量，左邊是測(cè)量功能設(shè)置區(qū)域，右邊是源輸出設(shè)置區(qū)域

儀器背面板是接線端口，使用兩線制測(cè)量用INPUT/OUTPUT兩個(gè)極；四線制測(cè)量只需要連接好4-WireSENSE端口即可，內(nèi)部會(huì)識(shí)別自動(dòng)進(jìn)行四線制測(cè)量；

在實(shí)際加壓測(cè)流、或是加流測(cè)壓方式測(cè)電阻時(shí)，先設(shè)置好源輸出V（限制電壓）和I（恒流模式），或者輸出V（恒壓模式）和I（限制電流）；然后設(shè)置DisplayMeasure界面，觀測(cè)電阻值；

如果需要同時(shí)監(jiān)控電阻和實(shí)際電流，或者電流和電壓值，可以設(shè)置Toggle，進(jìn)行顯示。

6430前置放大器模塊

前置放大器的使用方法：

前置放大器是6430的特色設(shè)計(jì)，使得用戶可以直接， 或者近距離連接該信號(hào)，減少線纜噪聲的影響。前置放大器屬于雙向放大器，既可以放大測(cè)量信號(hào)，也可以對(duì)源輸出信號(hào)進(jìn)行放大，用于測(cè)量或產(chǎn)生被測(cè)試器件的電流。

開箱后，將前置放大器接線端口蓋用螺絲刀拆開，一端連接主機(jī)背后的PreAMP端口，一端連接放大器模塊，放大器上有一頭是2個(gè)BNC端口，用于連接三同軸線纜；根據(jù)需要，通常連接Input/Output口進(jìn)行兩線制測(cè)量。

前置放大器不需要特別對(duì)儀器設(shè)置，連接后自動(dòng)識(shí)別可以直接使用。

注意：本設(shè)備具有高壓輸出能力，在連線時(shí)請(qǐng)關(guān)閉電源，切忌帶電操作。

本文由安泰測(cè)試整理發(fā)布，歡迎各位關(guān)注微信公眾號(hào)“安泰測(cè)試”留言探討。更多儀器知識(shí)歡迎訪問安泰測(cè)試網(wǎng)。

你在進(jìn)行光纖記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)，是否有如下煩腦：

◆ 記錄好的數(shù)據(jù)看著很雜亂，不知如何整理？

◆ 數(shù)據(jù)處理包含哪些步驟？

◆ 如何確定數(shù)據(jù)分析的baseline

◆ ΔF/F指的是什么？

◆ 信號(hào)出現(xiàn)了“漂白效應(yīng)”怎么辦？

無需困惑，對(duì)以上問題，我們最近總結(jié)了一份實(shí)操步驟，這份操作指南可幫你迅速上手?jǐn)?shù)據(jù)處理

常見光纖記錄數(shù)據(jù)處理過程

讓我們來看一張?jiān)紨?shù)據(jù)案例圖，下圖顯示數(shù)據(jù)整體波動(dòng)過于密集，其中410nm對(duì)照通道數(shù)據(jù)不夠穩(wěn)定；對(duì)應(yīng)事件標(biāo)記（線條標(biāo)記處）的peak也不是很突出，針對(duì)這種數(shù)據(jù)情況，我們立刻開始數(shù)據(jù)處理吧。

（▲本文實(shí)操分析案例圖）

（*以下分析過程以瑞沃德雙色多通道光纖記錄系統(tǒng)操作界面為主要示例）

01.第 一步

我們將數(shù)據(jù)根據(jù)需要分析的時(shí)間段進(jìn)行裁剪，此步驟也可跳過。

02.第二步

數(shù)據(jù)預(yù)處理。常見數(shù)據(jù)預(yù)處理過程包含平滑處理，基線矯正，運(yùn)動(dòng)矯正。平滑處理可以將數(shù)據(jù)中的過多雜信號(hào)去除，ZD限度的突出目標(biāo)peak。如下圖所示，原始數(shù)據(jù)經(jīng)平滑處理后目標(biāo)peak更加突出，更容易觀察分析。

基線矯正多數(shù)針對(duì)的是熒光信號(hào)因長(zhǎng)時(shí)間記錄導(dǎo)致漂白信號(hào)逐步下降，或者光纖的自發(fā)熒光在長(zhǎng)期記錄下逐步被漂白基線逐步下降等情況。此情形的數(shù)據(jù)因?yàn)檎w呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，不利于后續(xù)數(shù)據(jù)作圖分析，所以需要進(jìn)行基線矯正。如下圖所示，基線矯正可以直接將下降趨勢(shì)的數(shù)據(jù)通過算法擬合后恢復(fù)成平整狀態(tài)。

運(yùn)動(dòng)矯正用于采用410nm對(duì)照通道的數(shù)據(jù)，410nm數(shù)據(jù)可以用于反應(yīng)背景噪音信號(hào)，運(yùn)動(dòng)矯正即將410nm數(shù)據(jù)與470nm數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，通過算法從470數(shù)據(jù)中去除410nm數(shù)據(jù)的波動(dòng)，得到真實(shí)的熒光數(shù)據(jù)。當(dāng)不選擇運(yùn)動(dòng)矯正功能或者實(shí)驗(yàn)未記錄410nm的數(shù)據(jù)，可以選擇一定時(shí)間范圍內(nèi)的信號(hào)作為對(duì)照進(jìn)行算法處理。

03.第三步

數(shù)據(jù)預(yù)處理后即可得到整體數(shù)據(jù)的ΔF/F或者Z-score，用于反應(yīng)數(shù)據(jù)的波動(dòng)幅度。二者采用了不同的算法，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)結(jié)果略有不同。

ΔF/F=（F-F1）/F0：

（1）當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)行基線矯正后：

◆ 若對(duì)照選擇為410，F(xiàn)1=fitted410，F(xiàn)0=median（raw data）

◆ 若對(duì)照選擇非410：F1為基線矯正曲線值，F(xiàn)0=median（Baseline）

（2）當(dāng)數(shù)據(jù)未進(jìn)行基線矯正：

◆ 若數(shù)據(jù)對(duì)照為410，則F1=F0=fitted410，

◆ 若數(shù)據(jù)對(duì)照非410，則F1=F0=median（Baseline）

Z-score：

使用標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)計(jì)算方式，即z-score=（x-mean）/std，x=ΔF/F，mean為ΔF/F的均值，std為相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差。

04.第四步

將熒光數(shù)據(jù)與動(dòng)物行為數(shù)據(jù)同步對(duì)比，選擇事件標(biāo)記或者增加事件標(biāo)記。

05.第五步

選擇事件分析的時(shí)間區(qū)間和baseline區(qū)間，用于事件相關(guān)信號(hào)分析作圖。

06.第六步

將不同組的數(shù)據(jù)進(jìn)行組間對(duì)比，即可分析不同處理因素下熒光數(shù)據(jù)的差異。

通過以上步驟，原始的熒光數(shù)據(jù)就可以直接出圖啦。

空軍軍醫(yī)大學(xué)光纖記錄系統(tǒng)培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)

（▲瑞沃德雙色多通道光纖記錄系統(tǒng)）（▲瑞沃德雙色多通道光纖記錄系統(tǒng)）

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