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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 請(qǐng)教pA表怎么校準(zhǔn) [打印本頁]

作者: powerlrq 時(shí)間: 2007-8-9 10:10
標(biāo)題: 請(qǐng)教pA表怎么校準(zhǔn)
請(qǐng)教各位目前有什么辦法校準(zhǔn)pA表,標(biāo)準(zhǔn)電池與標(biāo)準(zhǔn)電阻是否可行?

作者: chamer 時(shí)間: 2007-8-9 10:40
標(biāo)題: 回復(fù) #1 powerlrq 的帖子
那需要看是什么精度的電池和電阻了。
5700好象都達(dá)不到1pA。
不過用電池和電阻再用一個(gè)8位半表進(jìn)行監(jiān)差不多。

[ 本帖最后由 chamer 于 2007-8-9 10:42 編輯 ]

作者: lymex 時(shí)間: 2007-8-9 14:12
pA級(jí)的電流一般準(zhǔn)確度要求比正常電流低。
標(biāo)準(zhǔn)電池如果有當(dāng)然好，但只能是起輔助作用，還需要有比較準(zhǔn)確的電壓發(fā)生器，比如Fluke 5700A或者老的335D，標(biāo)準(zhǔn)電池是不能提供電流輸出的。當(dāng)然，如果有固態(tài)電壓標(biāo)準(zhǔn)，則可以直接作為輸出來用。
至于標(biāo)準(zhǔn)電阻也是必要的，但關(guān)鍵是高阻標(biāo)準(zhǔn)電阻。假設(shè)你的電壓為10v，那么需要1E13的高阻電流才能小到1pA。這么高的電阻很難有低于2%的準(zhǔn)確度的，因此對(duì)電壓的準(zhǔn)確度的要求也不會(huì)高，高了也沒有用。因此，可以考慮的有幾個(gè)方案
1、10V固定基準(zhǔn)+可調(diào)高阻電阻箱
2、0V-10V可調(diào)電壓發(fā)生器+固定高阻電阻（1E10、1E11、1E12三只就差不多了）
其中，0-10V可調(diào)電壓可以自己做，并用一個(gè)好一些的電壓表來監(jiān)測(cè)。

最后想問，是什么pA表，校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度要求是多少？

作者: szcatciliu 時(shí)間: 2007-8-9 17:37
標(biāo)題: 回復(fù) #3 lymex 的帖子
校pA表用可調(diào)高阻箱理論上可以,實(shí)際上很難作到,用單值電阻可以!因?yàn)楦咦柘涞拈_關(guān)存在噪聲電壓和噪聲電流,pA級(jí)的信號(hào)全部淹沒在噪聲中!

作者: zssugen 時(shí)間: 2007-8-9 17:37
用來測(cè)什么東西的啊？這么小電流，我還從沒見過pA表，更別說校準(zhǔn)pA表的標(biāo)準(zhǔn)器了。

作者: zssugen 時(shí)間: 2007-8-9 17:42
是的，我懷疑pA級(jí)的信號(hào)可能根本就測(cè)量不出來，各種電氣躁聲完全可以把它淹沒掉。

作者: lymex 時(shí)間: 2007-8-9 19:27
pA級(jí)的完全可以檢測(cè)出來，我自己幾年前就做過，而且噪音非常小。
之所以很多人認(rèn)為噪音大，實(shí)際上不是內(nèi)部噪音，是外界干擾！
干擾的來源主要是靜電干擾（通過分布電容）。你把pA計(jì)接一根電線什么也不接，人從兩米處走動(dòng)就可以看到表針擺動(dòng)！另外就是交流干擾，還有交流磁場等。
要把電壓源、高電阻和pA計(jì)一起放在大金屬外殼中就可以避免。
我自己做的實(shí)際上叫fA表，滿度最小是0.1pA=100fA，可以分辨到1fA，是用LMC6001A做的。另外也試驗(yàn)了LMC6042A，偏流典型值才2fA。可以看一下LMC6042的手冊(cè)，里面有微電流的詳細(xì)建議。在這里：
http://www.national.com/ds.cgi/LM/LMC6042.pdf

另外，有關(guān)弱電流測(cè)試儀，Keithley很早就有很多。比如其6517A，最低檔是20.0000pA，就可以分辨0.1fA。

還有，器件的電流噪音可以做很小，比如LMC6042，指標(biāo)是0.2fA√Hz。當(dāng)然，電壓小的器件就很難，別說nV、pV，就是μV的有些都做不到。我現(xiàn)在為找<0.2μV的運(yùn)放都傷透了腦筋（0.1-10Hz，當(dāng)然還有其它指標(biāo)）。

有關(guān)微電流測(cè)試的應(yīng)用，舉幾個(gè)例子：
1、電容漏電流測(cè)試
2、半導(dǎo)體漏電流測(cè)試（比如二極管反向電流、MOSFET控制極漏電流）
3、弱光探測(cè)
4、離子束探測(cè)
5、高阻測(cè)試（比如絕緣體的電導(dǎo)率）

[ 本帖最后由 lymex 于 2007-8-9 19:52 編輯 ]

作者: bg4ijs 時(shí)間: 2007-8-10 10:19
標(biāo)題: 回復(fù) #7 lymex 的帖子
看到這里我有一種大開眼界的感覺。
咨詢lymex 前輩一個(gè)問題：這么小量程的電流表萬一過載會(huì)燒壞嗎？（搬運(yùn)過程中沒做好防護(hù)是不是很容易就損壞啊）？

作者: gaobingic 時(shí)間: 2007-8-10 11:13
標(biāo)題: 同意lymex！！！
同意lymex！！！6517A的微電流測(cè)量能力太厲害了！！！近期的電子設(shè)計(jì)技術(shù)（EDNchina）中有篇針對(duì)微電流測(cè)量的文章，可以學(xué)習(xí)一下！其中也講到用LMC6001和6042的相關(guān)內(nèi)容！！！
LMC6001和6042是NSC（美國國家半導(dǎo)體）的產(chǎn)品！

作者: lymex 時(shí)間: 2007-8-10 11:18

原帖由 bg4ijs 于 2007-8-10 10:19 發(fā)表
看到這里我有一種大開眼界的感覺。
咨詢lymex 前輩一個(gè)問題：這么小量程的電流表萬一過載會(huì)燒壞嗎？（搬運(yùn)過程中沒做好防護(hù)是不是很容易就損壞啊）？ ...

別客氣。關(guān)鍵是保護(hù)電路。下面是一個(gè)弱電流測(cè)量儀保護(hù)的一個(gè)例子。
先串聯(lián)一個(gè)電阻比如1k。由于電流小，串聯(lián)這個(gè)電阻后壓降非常小因此沒什么副作用，甚至可以串聯(lián)更大的比如100k，即便對(duì)電路稍有影響但為線性，最后放大倍數(shù)調(diào)高一點(diǎn)就好了。然后再有反向并聯(lián)的兩只低漏電的硅二極管接地，這樣，后面的電壓就不會(huì)超過0.6V。最后再串聯(lián)一個(gè)電阻（比如100k），用來保證即便加到1000V，電流也不會(huì)超過10mA。由于這樣的措施，測(cè)量端開路或者遭受一定的靜電都沒問題，這個(gè)100k的電阻即便損壞也容易更換，要求也不太高。

作者: powerlrq 時(shí)間: 2007-8-10 14:47
標(biāo)題: 回復(fù) #3 lymex 的帖子
2500日本產(chǎn)的,我是想用標(biāo)準(zhǔn)電池與標(biāo)準(zhǔn)電阻來校準(zhǔn),電壓與電阻盡力選準(zhǔn)確度高通過計(jì)算來做.

作者: powerlrq 時(shí)間: 2007-8-10 14:54
標(biāo)題: 回復(fù) #7 lymex 的帖子
你這是一個(gè)測(cè)量的儀表,通過運(yùn)放將微小的信號(hào)放大觀察還可以,但用來校準(zhǔn)有幾個(gè)問題.
1是pA表的穩(wěn)定問題,因?yàn)殡妷涸磁c電阻的關(guān)系.如果變動(dòng)太大.校準(zhǔn)就無法,
2這種通過運(yùn)放放大的信號(hào),是否有說服力?

作者: powerlrq 時(shí)間: 2007-8-10 15:10
標(biāo)題: 回復(fù) #10 lymex 的帖子
對(duì)于這個(gè)電路我認(rèn)為只能在mA級(jí)中這有作用,
首先從電路的原理來看,是電路中當(dāng)電流在電阻上的電壓大于0.2V, 二極管正向?qū)ㄟ@樣就將輸入電壓限定在0.2V以內(nèi).
其次用這么大的電阻輸入串入輸入口中,輸入信號(hào)勢(shì)必再度的衰弱,造成后面測(cè)量電路壓力加大.
所以這電路不便于應(yīng)用于小信號(hào)中
不過這電路在保護(hù)電路是應(yīng)用很廣泛的
最后還是要多謝lymex的解答.

作者: lymex 時(shí)間: 2007-8-10 19:49

原帖由 powerlrq 于 2007-8-10 15:10 發(fā)表
對(duì)于這個(gè)電路我認(rèn)為只能在mA級(jí)中這有作用,
首先從電路的原理來看,是電路中當(dāng)電流在電阻上的電壓大于0.2V, 二極管正向?qū)ㄟ@樣就將輸入電壓限定在0.2V以內(nèi).
其次用這么大的電阻輸入串入輸入口中,輸入信號(hào)勢(shì)必再度的衰 ...

恰相反，mA級(jí)的不能用，uA級(jí)以下的才好用。
電壓不會(huì)大于0.2V的，因?yàn)殡娏鞣浅Ｐ。虼穗娮璧膲航稻筒粫?huì)>0.1V。另外，弱電流表都是“短路”測(cè)量的，輸入電阻基本為0，即從外部看起來就是個(gè)地而已。
由于這個(gè)電路是用在nA級(jí)的、pA級(jí)的，因此衰減可以忽略。
即便衰減不能忽略，由于測(cè)量的是電流信號(hào)，對(duì)讀數(shù)沒有任何影響。只不過由于有Burden電壓，可能對(duì)外電路造成影響。但那樣可以采取適當(dāng)?shù)碾娮瑁⒎且欢ㄒ?00k。100k只不過是對(duì)于pA級(jí)信號(hào)測(cè)試的一個(gè)例子而已。

作者: lymex 時(shí)間: 2007-8-10 19:53

原帖由 powerlrq 于 2007-8-10 14:54 發(fā)表
你這是一個(gè)測(cè)量的儀表,通過運(yùn)放將微小的信號(hào)放大觀察還可以,但用來校準(zhǔn)有幾個(gè)問題.
1是pA表的穩(wěn)定問題,因?yàn)殡妷涸磁c電阻的關(guān)系.如果變動(dòng)太大.校準(zhǔn)就無法,
2這種通過運(yùn)放放大的信號(hào),是否有說服力? ...

的確，#7貼是關(guān)于小電流測(cè)量的，是回復(fù)#6貼。
但pA表本身正是用運(yùn)放來做的。不用運(yùn)放的表指標(biāo)才比較低。

作者: wuhanwsy 時(shí)間: 2007-8-12 11:39
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