Регистрация | Последние сообщения | Персональный список | Поиск | Настройка конференции | Личные данные | Правила конференции | Список участников | Top 64 | Статистика раздела | faq | Что нового v.2.3 | Чат
Skunk Forum - Техника, Наука, Общество » Форум разработчиков РЭА »
Измерение малых токов (страница 1)

Версия для печати (настроить)
Страницы: 1 2

Новая тема | Написать ответ

Подписаться

Автор Тема:   Измерение малых токов
Весельчак У
Moderator

Сообщений: 14825
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 25 Января 2001 02:35ИнфоПравкаОтветитьIP

Как измерить постоянный ток ~5 пА (pA) с точностью 0,1%? Интересует схемотехническое решение.
И интересно как меряют 10 фА, но не в теории, а на практике.

Хотелось бы послушать начальника транспортного цеха (skunk, отзовись).

Cat100
Junior Member

Сообщений: 19
Откуда: Владикавказ, Россия
Регистрация: Декабрь 2000

написано 27 Января 2001 16:05ИнфоПравкаОтветитьIP

Найди книгу "Измерения в электронике.Справочник" под ред.Кузнецова М., Энергоатомиздат, 1987, или что-то в этом духе. Точность измерения 0,1% - граничная между двумя методами - непосредственной оценки и компенсационным. Переносной такую радость не сделаешь.Применяются электрометры, магнитоэлектрические гальванометры в комплекте со специальными усилителями: гальванометрическими, фотогальванометрическими.

Кстати, что такое 10 фА?

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 14825
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 28 Января 2001 01:51ИнфоПравкаОтветитьIP

Да в том то и дело, что нужен переносной вариант. А фА - фемтоамперы (1E-15).

Cat100
Junior Member

Сообщений: 19
Откуда: Владикавказ, Россия
Регистрация: Декабрь 2000

написано 30 Января 2001 21:42ИнфоПравкаОтветитьIP

Весельчак У, тяжелый случай. Читал где-то про варианты связанные со сверхпроводимостью. Но опять же нужна низкая температура.Очень специфичная область и установки не маленькие, плохо переносящие вибрации и даже изменение температуры.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 14825
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 31 Января 2001 03:08ИнфоПравкаОтветитьIP

Нет, сверхпроводимость не при чём. В7-29 меряет от 1e-18 А (по всей видимости цена деления), а В7-30 от 1e-15 (цена деления - точно, предел 1e-12). Схему В7-29 не нашёл, а у В7-30 схема принципиально работать не должна, но работает. Во входном диф. каскаде стоят КП305Б, у которых ток утечки затвора 1 нА. Может быть, конечно, всё дело в том, что диф. каскад выполнен по схеме с общим стоком? Не знаю, раньше таких диф. каскадов не встречал.
Wavetek Wandel Goltermann измеряет оптическую мощность до -110 дБм, что соответствует току с фотодиода 7 пА (pA). Может быть там используется какой-то другой метод? Но тем не менее, до - 90 дБм он реально измеряет, дальше проверить не смогли из-за отсутствия соответствующего оборудования.

Алексей П.
Member

Сообщений: 965
Откуда: СПб
Регистрация: Январь 2001

написано 31 Января 2001 21:32ИнфоПравкаОтветитьIP

А для каких целей нужно мерять фемтоамперы ?
Ток утечки можно компенсироватть при определенных условиях
"-110 дБм, что соответствует току с фотодиода 7 пА (pA)"
А откуда данные по такому соответствию

Cat100
Junior Member

Сообщений: 19
Откуда: Владикавказ, Россия
Регистрация: Декабрь 2000

написано 31 Января 2001 23:54ИнфоПравкаОтветитьIP

Весельчак У
И В7-29 и В7-30 приборы непосредственного измерения. Основа - электрометр. Так в доступной мне литературе сказано. А вообще заинтриговал ты меня. Надо будет покопаться - что там про косвенные методы пишут.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 14825
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 01 Февраля 2001 02:15ИнфоПравкаОтветитьIP

Алексей П.
Ну, вообще-то фемтоамперы можно и не мерить, но пикоамперы нужны с погрешностью 0,1 %, что и даёт цену деления - фемтоамперы.
"-110 дБм, что соответствует току с фотодиода 7 пА (pA)"
Что-то я немного напутал, может быть спать очень хотел. Коэффициент преобразования фотодиода 0,7 А/Вт, следовательно получается: -110 дБм -> 1e-14 Вт; 1e-14 Вт * 0,7 А/Вт=7 фА. Мне достаточно -80 дБм => 7 пА (pA), но с точностью 0,1%.

Cat100
Косвенные методы - это хорошо, но нужен достаточно малогабаритный прибор, который при этом не должен бояться не очень бережного отношения, т.к. в него будут постоянно тыкать патчкордом.

Cat100
Junior Member

Сообщений: 19
Откуда: Владикавказ, Россия
Регистрация: Декабрь 2000

написано 11 Февраля 2001 23:01ИнфоПравкаОтветитьIP

Весельчак У
Попробуй рассмотреть применение датчика Холла и измерение магнитного поля проводника с током.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 92
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 14 Февраля 2001 14:10ИнфоПравкаОтветитьIP

Cat100
А какая чувствительность датчика Холла?

Cat100
Moderator

Сообщений: 14
Откуда: Владикавказ, Россия
Регистрация: Декабрь 2000

написано 18 Февраля 2001 01:13ИнфоПравкаОтветитьIP

Весельчак У
Знаешь, нашел упоминания о сотых долях тесла.
Но вместе с тем нашел описание генератора токов единиц фемтоампер. Кстати, что за источник? В смысле тока или напряжения? Можно попробовать заряжать конденсатор в течение определенного времени и затем измерять напряжение на нем. Оно связано с зарядным током.

[Это сообщение изменил Cat100 (изменение 18 Февраля 2001).]

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 106
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 18 Февраля 2001 02:55ИнфоПравкаОтветитьIP

Cat100
Фотодиод. Так что, источник и тока, и напряжения, но линейно работает в режиме источника тока при коротком замыкании. Заряд конденсатора - да , знаю, но после его надо разряжать. Вот тут и начинаются проблемы: полупроводниковые ключи - большие утечки; реле - ограниченное количество срабатываний (переключать пределы измерения ещё можно, но постоянно щёлкать - нет); вибропреобразователь - давно не встречал, может быть уже и не производится.

SpaceDim
Junior Member

Сообщений: 13
Откуда: Jubileiny,Russia
Регистрация: Февраль 2001

написано 19 Февраля 2001 12:26ИнфоПравкаОтветитьIP

Может быть, фотодиод на ФЭУ заменить?

Cat100
Moderator

Сообщений: 15
Откуда: Владикавказ, Россия
Регистрация: Декабрь 2000

написано 19 Февраля 2001 22:21ИнфоПравкаОтветитьIP

Весельчак У
Но можно время измерения увеличить минут до 3 - 5 и обойтись реле.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 114
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 21 Февраля 2001 01:10ИнфоПравкаОтветитьIP

SpaceDim
От ФЭУ давно уже все отказались по ряду причин.

Cat100
Нет, такое время измерения неприемлемо. Больше 10 секунд будет слишком много. Пока получается измерять такие токи, но с большим уровнем шумов, такой погрешности не обеспечить, причём шумы достаточно низкочастотные, меньше 1 Гц, вплоть до 0,0003 Гц.

Кирилл
unregistered
написано 23 Февраля 2001 09:36  ПравкаОтветитьIP

Видел в жизни:
- измерение тока через пламя горелки - переносной прибор, но наверно токи достаточно высоки десятки па. Схемотехника ОУ 544уд с мегаомным делителем (порядок -десятки мом)
- в немецком спектрографе - с фотодатчика стоял вибропреобразователь, жжужжал и переменку организовывал с амплитудой несколько микровольт.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 134
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 24 Февраля 2001 01:30ИнфоПравкаОтветитьIP

Кирилл
А какого года спектрограф? Я сам снимал вибропреобразователи с самописцев (очень древних), так там они были весьма внушительных размеров, что устроить не может.

Barmaglot
Junior Member

Сообщений: 286
Регистрация: Апрель 2001

написано 30 Апреля 2001 16:22ИнфоПравкаОтветитьIP

Помню меряли наноамперные токи ЭОПов схемами на основе K140УД13.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 214
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 01 Мая 2001 01:34ИнфоПравкаОтветитьIP

Barmaglot
K140УД13 - проверили - дрянь изрядная - низкое дифференциальное сопротивление.

конструктор
unregistered
написано 22 Июня 2001 19:56  ПравкаОтветитьIP

Весельчак У:
Как я понял, речь идет об измерении уровня мощности на выходе оптоволокна. Если это так, то, наверное, там можно измерять не постоянный ток (трудно), а его переменную составляющую (гораздо легче). Ведь если это оптоволоконная сеть, то с другого конца идут пакеты (а не засветка от лампочки). Для справки: фотодиод с обратным током меньше десятков пикоампер - штука уникальная, но переменную составляющую можно мерить и на уровне, в сотни раз ниже обратного тока.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 433
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 23 Июня 2001 01:38ИнфоПравкаОтветитьIP

конструктор
На самом деле, переменная составляющая может быть разная, поэтому требуется измерять среднюю мощность, а это, как раз, и приводит к необходимости мерить постоянный ток. Обратный ток фотодиода не очень мешает, поскольку на низких уровнях фотодиод используется без смещения. При постройке оптоволоконной линии (не сети - не те затухания) излучения ещё нет, приходится применять специальные источники излучения. Можно промодулировать и их, но это не способствует точности измерения, да и универсальность прибора постродает. Короче, это пройденный этап.
Мы нашли решение: операционники от AD, так называемые, chopper. Точность и шумы получились удовлетворительные.

IPC
Junior Member

Сообщений: 4
Откуда: SPb Russia
Регистрация: Август 2001

написано 25 Октября 2001 21:04ИнфоПравкаОтветитьIP

Есть такая фирма Keithley(www.keithley.com) у них до дури прецизионной техники например для измерения pA(100аА-20мА) модель называется 6514(17) вполне переносной и очень легкий девайс размером как небольшой видеоплеер.Что касается стоимости это где то в районе 1500$.И я знаю людей которые его купили как раз для работы с фотодиодом.Это я все к тому что задача хоть и нетривиальная но решаемая.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 846
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 26 Октября 2001 01:25ИнфоПравкаОтветитьIP

IPC
В принципе, задача решена. Теперь только надо добиться температурной стабильности и снизить шумы. Хорошие резисторы спасут, но облегчат карманы . А Keithley вряд ли расскажет как они сделали.
За ссылку спасибо, может что интересное узнаю.

KBOB
Junior Member

Сообщений: 1
Откуда: Кемерово
Регистрация: Октябрь 2001

написано 30 Октября 2001 14:32ИнфоПравкаОтветитьIP

IPC
Хотелось бы за одно похвалить и отечественное приборостроение.
Взять к примеру Электрометрический усилитель У5-11.
Усилитель обеспечивает:
преобразование ТОК-НАПРЯЖЕНИЕ с коэффициентом преобразования от 10E3 до 10E13 В/А;
усиление (ослабление) напряжения в 10E-2 - 10E3 раз.
Уровни входного сигнала:
ток от 10E-15 до 10E-2 А;
напряжение от 10E-4 до 200 В.
Среднеквадратичное значение шума (приведенное ко входу) 2*10E-16 А при коэффициенте передачи 10E13 В/А и 20мкв в режиме усиления напряжения.
Паразитный ток усилителя при усилении токов не превышает 10E-14 А.
Входное сопротивление усилителя в режиме усиления напряжения не менее 10E14 Ом.
В режиме преобразование ТОК-НАПРЯЖЕНИЕ с коэфициентом 10E13 В/А входное сопротивление 100 Мом.
Входная емкость не превышает 10 пФ.
Габариты 328*228*95 мм, масса 3,5кг.

Для подключения источника сигнала в комплект входит кабель с сопротивлением изоляции 5*10E12 Ом/м и емкостью 110пф/м. Для подключения источников малых токов (<10E-10А) рекомендуется пользоваться самопальными приспособлениями.

Хотя, я лично 1рА меряю на КР544УД2 и не собираюсь тратить 1500$ на всякие крисивые снаружи коробочки.

IPC
Junior Member

Сообщений: 7
Откуда: SPb Russia
Регистрация: Август 2001

написано 30 Октября 2001 16:45ИнфоПравкаОтветитьIP

KBOB
Все это здорово но обычно такие приборы используются в серьезных исследованиях которые подразумевают доверие к аппаратуре.Даже тот же keithley нужно поверять раз в год а наши приборы давно уже перестали не то что поверять а выпускать и поэтому их использование в действительно серьезных иследованиях проблематично.

Весельчак У
Moderator

Сообщений: 863
Откуда: Санктъ-Питербурхъ
Регистрация: Декабрь 2000

написано 31 Октября 2001 02:36ИнфоПравкаОтветитьIP

KBOB
Что-то я не понял: входное сопротивление в режиме преобразования ток в напряжение. Больно большое.
КР544УД2? С таким-то смещением??? Не пойдёт!

IPC
Насчёт поверки приборов - неправда. Сейчас с этим строго. Ни одну оптоволоконную линию связи нельзя сдать без предъявления сертифицированного поверенного измерителя. Сейчас у нас в стране выпускаются измерители оптической мощности 3 фирмами (ежели не ошибаюсь, хотя одна их них только числится у нас, а приборы делают в Литве), Но сертификаты имеют не все. У нас на предприятии измерительные приборы проходят периодическую поверку в обязательном порядке (иначе работать не дадут), а то, что сами выпускаем, поверяем обязательно в "Тест СПб".

Ваш ответ:

Коды форума
Смайлики


Ник:    Пароль       
Отключить смайлики
Страницы: 1 2

Все время MSK

Склеить | Разбить | Закрыть | Переместить | Удалить

Новая тема | Написать ответ
Последние сообщения         
Перейти к:

Свяжитесь с нами | skunksworks.net

Copyright © skunksworks.net, 2000-2018

Разработка и техническая поддержка: skunksworks.net


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика