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計量論壇

標題: 請教pA表怎么校準 [打印本頁]

作者: powerlrq 時間: 2007-8-9 10:10
標題: 請教pA表怎么校準
請教各位目前有什么辦法校準pA表,標準電池與標準電阻是否可行?

作者: chamer 時間: 2007-8-9 10:40
標題: 回復 #1 powerlrq 的帖子
那需要看是什么精度的電池和電阻了。
5700好象都達不到1pA。
不過用電池和電阻再用一個8位半表進行監差不多。

[ 本帖最后由 chamer 于 2007-8-9 10:42 編輯 ]

作者: lymex 時間: 2007-8-9 14:12
pA級的電流一般準確度要求比正常電流低。
標準電池如果有當然好，但只能是起輔助作用，還需要有比較準確的電壓發生器，比如Fluke 5700A或者老的335D，標準電池是不能提供電流輸出的。當然，如果有固態電壓標準，則可以直接作為輸出來用。
至于標準電阻也是必要的，但關鍵是高阻標準電阻。假設你的電壓為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%的準確度的，因此對電壓的準確度的要求也不會高，高了也沒有用。因此，可以考慮的有幾個方案
1、10V固定基準+可調高阻電阻箱
2、0V-10V可調電壓發生器+固定高阻電阻（1E10、1E11、1E12三只就差不多了）
其中，0-10V可調電壓可以自己做，并用一個好一些的電壓表來監測。

最后想問，是什么pA表，校準的準確度要求是多少？

作者: szcatciliu 時間: 2007-8-9 17:37
標題: 回復 #3 lymex 的帖子
校pA表用可調高阻箱理論上可以,實際上很難作到,用單值電阻可以!因為高阻箱的開關存在噪聲電壓和噪聲電流,pA級的信號全部淹沒在噪聲中!

作者: zssugen 時間: 2007-8-9 17:37
用來測什么東西的啊？這么小電流，我還從沒見過pA表，更別說校準pA表的標準器了。

作者: zssugen 時間: 2007-8-9 17:42
是的，我懷疑pA級的信號可能根本就測量不出來，各種電氣躁聲完全可以把它淹沒掉。

作者: lymex 時間: 2007-8-9 19:27
pA級的完全可以檢測出來，我自己幾年前就做過，而且噪音非常小。
之所以很多人認為噪音大，實際上不是內部噪音，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計接一根電線什么也不接，人從兩米處走動就可以看到表針擺動！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計一起放在大金屬外殼中就可以避免。
我自己做的實際上叫fA表，滿度最小是0.1pA=100fA，可以分辨到1fA，是用LMC6001A做的。另外也試驗了LMC6042A，偏流典型值才2fA。可以看一下LMC6042的手冊，里面有微電流的詳細建議。在這里：
http://www.national.com/ds.cgi/LM/LMC6042.pdf

另外，有關弱電流測試儀，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，指標是0.2fA√Hz。當然，電壓小的器件就很難，別說nV、pV，就是μV的有些都做不到。我現在為找<0.2μV的運放都傷透了腦筋（0.1-10Hz，當然還有其它指標）。

有關微電流測試的應用，舉幾個例子：
1、電容漏電流測試
2、半導體漏電流測試（比如二極管反向電流、MOSFET控制極漏電流）
3、弱光探測
4、離子束探測
5、高阻測試（比如絕緣體的電導率）

[ 本帖最后由 lymex 于 2007-8-9 19:52 編輯 ]

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

作者: gaobingic 時間: 2007-8-10 11:13
標題: 同意lymex！！！
同意lymex！！！6517A的微電流測量能力太厲害了！！！近期的電子設計技術（EDNchina）中有篇針對微電流測量的文章，可以學習一下！其中也講到用LMC6001和6042的相關內容！！！
LMC6001和6042是NSC（美國國家半導體）的產品！

LMC6001.pdf

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LMC6042.pdf

478.28 KB, 下載次數: 10, 下載積分: 金幣 -1

作者: lymex 時間: 2007-8-10 11:18

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

別客氣。關鍵是保護電路。下面是一個弱電流測量儀保護的一個例子。
先串聯一個電阻比如1k。由于電流小，串聯這個電阻后壓降非常小因此沒什么副作用，甚至可以串聯更大的比如100k，即便對電路稍有影響但為線性，最后放大倍數調高一點就好了。然后再有反向并聯的兩只低漏電的硅二極管接地，這樣，后面的電壓就不會超過0.6V。最后再串聯一個電阻（比如100k），用來保證即便加到1000V，電流也不會超過10mA。由于這樣的措施，測量端開路或者遭受一定的靜電都沒問題，這個100k的電阻即便損壞也容易更換，要求也不太高。

輸入保護.jpg (16.45 KB, 下載次數: 254)

作者: powerlrq 時間: 2007-8-10 14:47
標題: 回復 #3 lymex 的帖子
2500日本產的,我是想用標準電池與標準電阻來校準,電壓與電阻盡力選準確度高通過計算來做.

作者: powerlrq 時間: 2007-8-10 14:54
標題: 回復 #7 lymex 的帖子
你這是一個測量的儀表,通過運放將微小的信號放大觀察還可以,但用來校準有幾個問題.
1是pA表的穩定問題,因為電壓源與電阻的關系.如果變動太大.校準就無法,
2這種通過運放放大的信號,是否有說服力?

作者: powerlrq 時間: 2007-8-10 15:10
標題: 回復 #10 lymex 的帖子
對于這個電路我認為只能在mA級中這有作用,
首先從電路的原理來看,是電路中當電流在電阻上的電壓大于0.2V, 二極管正向導通這樣就將輸入電壓限定在0.2V以內.
其次用這么大的電阻輸入串入輸入口中,輸入信號勢必再度的衰弱,造成后面測量電路壓力加大.
所以這電路不便于應用于小信號中
不過這電路在保護電路是應用很廣泛的
最后還是要多謝lymex的解答.

作者: lymex 時間: 2007-8-10 19:49

原帖由 powerlrq 于 2007-8-10 15:10 發表
對于這個電路我認為只能在mA級中這有作用,
首先從電路的原理來看,是電路中當電流在電阻上的電壓大于0.2V, 二極管正向導通這樣就將輸入電壓限定在0.2V以內.
其次用這么大的電阻輸入串入輸入口中,輸入信號勢必再度的衰 ...

恰相反，mA級的不能用，uA級以下的才好用。
電壓不會大于0.2V的，因為電流非常小，因此電阻的壓降就不會>0.1V。另外，弱電流表都是“短路”測量的，輸入電阻基本為0，即從外部看起來就是個地而已。
由于這個電路是用在nA級的、pA級的，因此衰減可以忽略。
即便衰減不能忽略，由于測量的是電流信號，對讀數沒有任何影響。只不過由于有Burden電壓，可能對外電路造成影響。但那樣可以采取適當的電阻，并非一定要100k。100k只不過是對于pA級信號測試的一個例子而已。

作者: lymex 時間: 2007-8-10 19:53

原帖由 powerlrq 于 2007-8-10 14:54 發表
你這是一個測量的儀表,通過運放將微小的信號放大觀察還可以,但用來校準有幾個問題.
1是pA表的穩定問題,因為電壓源與電阻的關系.如果變動太大.校準就無法,
2這種通過運放放大的信號,是否有說服力? ...

的確，#7貼是關于小電流測量的，是回復#6貼。
但pA表本身正是用運放來做的。不用運放的表指標才比較低。

作者: wuhanwsy 時間: 2007-8-12 11:39
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