图解DIY 1pA超微电流测试器

只看该作者 · 2011-8-30 19:12

厉害

只看该作者 · 2011-8-30 20:25

回楼上，宽范围测试常见三种办法：
1、换档
2、PWM
3、对数法
lymex 发表于 2011-8-29 23:33

请教一下，这三种方法那种最好，还是各有千秋？
谢谢

只看该作者 · 2011-8-31 00:57

换档法最常用，而且有很多具体不同的换档方式，最灵活，效果也最好，但相对复杂。
PWM就是对小电流直通，对大电流只取一小部分，电路相对简单，但做不好有干扰。
对数法是采用专用芯片或自己做，电路不复杂，但主要问题是精度不高。当然，如果采用高精度芯片，有望做到5%，再配合数字补偿技术，甚至可以做到1%。

只看该作者 · 2011-8-31 21:37

本帖最后由 coolmat 于 2011-8-31 21:39 编辑

按照lymex大侠的方法做了一个1nA~10uA电流检测电路，用万能板搭的。

按照大侠的电路图，9V电池改用12V开关电源，HT7150用的7805代替。

分成两档，因为精度不高，所以这样设计。

反馈电阻10M，和100K，在电子市场买的红色的，

不同的电流通过调整分压值产生。

10M电阻挡测量1~100nA
100K点阻挡测量100nA~10uA

在100K挡时，用电压表测量100nA~1uA时电压差了几mV~十几mV，1uA~10uA大概最大20多个mV误差，但连上示波器，会发现电压那条横线上叠加了幅值比较大的干扰，我想应该是工频干扰吧，

是不是拿电压表测量时，电压值是将这些干扰滤除后的值，所以还算比较准呢？我想如果用AD采集，恐怕误差会非常大吧，应该怎么才能滤除这些干扰呢？

只看该作者 · 2011-8-31 22:12

楼上运放用的是什么？零点（即输入没有电流、开路）时输出多大？

工频干扰很常见，除了寻找好的环境、查找干扰源外，需要工频电源三线接法并中点接地良好、电源滤波、变压器屏蔽、测试器和被测试物金属壳屏蔽、屏蔽电缆连接、测试器外壳接地。

万用表测试时，尤其是台表，一般是有工频抑制措施的，就是采样周期是交流电周波的整数倍。同样，自己做AD也要遵循这个原则。

只看该作者 · 2011-8-31 22:20

手边有几个ICL7650，输出100K+0.1uF滤波，
明天再仔细看看干扰，好好研究一下，再请教lymex

只看该作者 · 2011-9-1 14:13

本帖最后由 coolmat 于 2011-9-2 20:43 编辑

继续请教lymex大侠

电源部分用开关电源，有+-12V输出，
1种方案：12V+LDO稳到5V给运放供电
-12V lm337输出-5V给运放（或者+5V用电荷泵到-5V）。
2种方案：跟lymex大侠方法一样，+12VLDO到10V，运放分压到+-5V，
运放射随接“虚地”

哪种方法好些呢，还是有其他方法，请大侠指教

只看该作者 · 2011-9-2 09:19

太经典的DIY了

只看该作者 · 2011-9-2 11:14

本帖最后由 liuchenghua1987 于 2011-9-2 18:12 编辑

楼主的输出是否也是BNC头引出屏蔽盒？外接电源的话如何做好接入到屏蔽盒？测nA级别的是否应该屏蔽？保护电阻放反馈环内和环外有什么区别？谢谢楼主的上次解答~

只看该作者 · 2011-9-2 16:40

只看该作者 · 2011-9-4 10:56

继续请教lymex大侠

电源部分用开关电源，有+-12V输出，
1种方案：12V+LDO稳到5V给运放供电
-12V lm337输出-5V给运放（或者+5V用电荷泵到-5V）。
2种方案：跟lymex大侠方法一样，+12VLDO到10V，运放分压到+-5V，
运 ...
coolmat 发表于 2011-9-1 14:13

第2种方法，适合用电池供电，或则被测试电路比较独立（例如光电二极管）的场合。
如果要通用，还是要第一种方法好。

只看该作者 · 2011-9-4 11:03

楼主的输出是否也是BNC头引出屏蔽盒？外接电源的话如何做好接入到屏蔽盒？测nA级别的是否应该屏蔽？保护电阻放反馈环内和环外有什么区别？谢谢楼主的上次解答~ ...
liuchenghua1987 发表于 2011-9-2 11:14

输出是低阻大信号，在干扰不严重的情况下可以不用屏蔽，也不用BNC，例如吉时利好几款静电表的模拟输出都是分开的接线柱。不过，用BNC或类似屏蔽的接法也可以。

外接电源线最好也用屏蔽的，例如吉时利642的测试头，所有的线就是经过一个很粗的屏蔽缆接到表里的。

nA级别的，应该屏蔽。

保护电阻应该放在内部，这样可以使得正常情况下输入端为虚地，即输入阻抗非常低，并联电容效应可以大大减少。如果串联在输入上，性能就下降很多。

只看该作者 · 2011-9-15 11:58

Very Good!!

只看该作者 · 2011-9-15 14:27

mark

只看该作者 · 2011-9-15 21:46

楼主威武，定。
在38度论坛看来楼主的很多**，感觉楼主是个实干派，动手能力强，理论功夫也高，比21论坛里很多所谓的高人强多了。楼主的大部分资料都开源了，不像某些个从来不拿东西出来的高人只会嘴上干叫。
坚决向楼主学习。

只看该作者 · 2011-9-16 09:53

楼主太牛了，mark先，慢慢看

只看该作者 · 2011-9-16 10:46

好帖必须顶~！

只看该作者 · 2011-9-16 21:16

mark

只看该作者 · 2011-9-21 22:11

非常感谢楼主！楼主在一篇回复中说：“漏电途径可以认为有三个：
1、内部继电器间隙，这个可以忽略
2、玻璃管，这个没有办法，但玻璃绝缘很好，而且很长，问题不大
3、管壁表面与接触物漏电，这就是套上特氟龙管的作用，否则干簧管难免接触到线圈内壁，形成导电通路。

另外，特氟龙管的外部套上铜箔并接地，可以起到静电屏蔽和等电位屏蔽的双重作用。”
我查了些资料，说微弱信号需要双层屏蔽，最外层接地，中间层做屏蔽驱动，也就是让小信号经过电压跟随器跟随后接到内层屏蔽层上，这样使得信号线上和内层屏蔽层电位相等，排除了因内外层电压不等导致的寄生电容的影响，是杂散电流进入信号线，楼主说干黄管外套铜箔并接地，可以起到静电屏蔽和等电位屏蔽的双重作用，是不是意味着小信号引入线外面的屏蔽层就不需要用双层屏蔽了，直接用单层屏蔽接地就可以了？楼主可否告知铜箔套管接地实现等电位屏蔽的原理？

只看该作者 · 2011-9-21 23:36

回楼上，双层屏蔽主要用在高阻电压，此时信号电压是变动的，同时电流微弱，所以要中间层跟随驱动，对应的电缆就是三同轴电缆。但这里是I/V转换法微电流测试，输入端是虚地，是低阻的，因此不必驱动了，直接单层屏蔽即可。

铜箔套管接地实现等电位屏蔽，一个是排除了外接电场干扰，另一个是与内部接触绝缘物的电位基本相等，再加上高度绝缘，因此漏电流就非常小。漏电=压差/楼电阻，等电位屏蔽就是尽量减少压差。

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