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图解DIY 1pA超微电流测试器

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楼主: lymex
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楼主的精神实在是让人敬佩!

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cughd| | 2011-7-17 23:02 | 只看该作者
mark

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lymex|  楼主 | 2011-7-19 14:25 | 只看该作者
14、数据采集的说明
数据采集,就是把微电流测试器的电压输出信号,转变成数字数据保存起来。
简单一点的采集,要用到ADC,可以DIY,也有各种现成的采集卡、USB采集器可以买到。
但更方便的,是利用带有计算机接口的商品万用表。我最早用UNI-T的UT71,4位半表,具有RS232接口,带有程序;后来用Fluke 289,需要用FlukeView;在基准测试中,我一般用3458A加上GPIB卡,灵活、准确而功能强大。但在这里,我用了Mengxin DIY的手持6位半万用表,这表除了具有高精度、高分辨的特性外,还带有内置MicroSD写卡器,这样在采集的过程中不仅不需要交流供电,还可以脱离计算机,避免干扰。采集的数据为csv格式(逗号分隔文本)。



数据能够采集下来,不仅可以长期无损保存,更可以后续做曲线、进行各种分析。
我喜欢用Excel,在保存数据的同时,可以方便的求出平均值、最大最小值、标准差、阿伦方差等,更主要的,还可以作图。

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ffxb| | 2011-7-19 20:45 | 只看该作者
本帖最后由 ffxb 于 2011-7-19 22:38 编辑

图解DIY 1pA超微电流测试器.pdf (15.5 MB) 为学习方便, 本帖的PDF文档,文档设有密码,
打开文本密码:lymex
同时还找到楼主在 【28、参考书】一节提到的两本书(E、日本电子电路精选 H、最新集成电路300例)文档是PDG格式内附有PDG格式阅览器。
打开密码:lymex
仅以此向 lymex 先生给予的耐心细致的解答表示敬意和谢意。

最新集成电路应用300例.zip

4.18 MB

日本电子电路精选.zip

7.28 MB

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ffxb| | 2011-7-19 22:44 | 只看该作者
附件是整理的 lymex 先生的【图解DIY 1pA超微电流测试器】PDF文档,文档设有密码,打开文本密码:lymex

图解DIY 1pA超微电流测试器(整理).pdf

15.28 MB

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大碗拉面| | 2011-7-20 08:41 | 只看该作者
楼上的朋友V5

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雨下枫| | 2011-7-22 09:43 | 只看该作者
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ljun9898| | 2011-7-23 09:54 | 只看该作者
请问保护电阻如何选取阻值?谢谢

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lymex|  楼主 | 2011-7-23 20:09 | 只看该作者
一方面,保护电阻不要太大,使得Ib流过后的压降超过了Vos。例如Ib<0.1pA、Vos=1mV,则保护电阻应<1mV/0.1pA=10M。
另一方面,保护电阻也不要太小,使得电压加上去后发热较大。例如220V下0.2W计算,电阻为240k。
实际保护电阻取值在这两个限制的之间,我用了1M。

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GavinZ| | 2011-7-24 20:23 | 只看该作者
本帖最后由 GavinZ 于 2011-7-24 20:25 编辑

我请教个问题:有没有可能设计一个100GOhm的Active Resistor来代替那个Passive Resistor 呢?
如果是可能的,那么就不用找寻100GOhm这样的奇货了。

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151
lymex|  楼主 | 2011-7-24 23:30 | 只看该作者
回楼上,这个问题的答案是否。
很类似这个问题:“我是否可以站在我的自己的肩膀上让我长高?”

100GOhm电阻不难找,我在淘宝上买的现货,前面有连接。

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152
ffxb| | 2011-7-29 10:21 | 只看该作者
楼主好。
现在量程转换好像又是个问题。在一级转换信号太弱,二级转换作用不大。
前面楼主提到过I/F方式,能否推荐一个1pA-2uA宽范围的I/F电路吗?谢谢!

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153
ffxb| | 2011-7-29 10:29 | 只看该作者
按楼主链接本想购买1、2只电阻做实验,可是店家要求一次购买10只,经商量一次购买了5只。
现在看来100G电阻对我现在的应用太高了。

如有人需要可跟帖告知,价格是32元/只,邮寄费自理。

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154
GavinZ| | 2011-7-29 13:09 | 只看该作者
回楼上,这个问题的答案是否。
很类似这个问题:“我是否可以站在我的自己的肩膀上让我长高?”

100GOhm电阻不难找,我在淘宝上买的现货,前面有连接。 ...
lymex 发表于 2011-7-24 23:30


我去fluke网站看了下,他们的calibrator可以模拟电阻,他们应该是active的,它还能模拟10Tohm

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155
lijianjiangsu| | 2011-7-29 15:00 | 只看该作者
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156
lymex|  楼主 | 2011-7-29 19:07 | 只看该作者
楼主好。
现在量程转换好像又是个问题。在一级转换信号太弱,二级转换作用不大。
前面楼主提到过I/F方式,能否推荐一个1pA-2uA宽范围的I/F电路吗?谢谢! ...
ffxb 发表于 2011-7-29 10:21


这个比较难了,因为大部分的IC是电压-频率转换,极少有直接电流-频率转换的。

电流-频率转换的IC,我没用过,似乎LM331加上外围元件可以,有AN-240:http://www.national.com/an/AN/AN-240.pdf

电流-频率转换,美国有很多专利,有说明有电路图:http://www.freepatentsonline.com/result.html?query_txt=current-to-frequency+converter+&sort=relevance&srch=top&search=

我以前用了非常简单的方法做过CFC,就是用两个互补硅管接成可控硅的方式,用PhD的反响电流向电容充电,用耳机来听暗光。

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lymex|  楼主 | 2011-7-29 19:14 | 只看该作者
我去fluke网站看了下,他们的calibrator可以模拟电阻,他们应该是active的,它还能模拟10Tohm
GavinZ 发表于 2011-7-29 13:09

是说Fluke最高档的calibrator 5720吗?如果是的话,那5720是实物电阻,最大到100M。

模拟电阻有两类,passive和active,passive的其实就是T型网络,前面提到,不可以用在此处微电流测试,而active的也是一样,离不开微电流运放,其道理与降低量程一样,Vos会有成比例的影响,也是不行。

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ffxb| | 2011-7-29 23:28 | 只看该作者
162# lymex

那么实现量程切换有什么好的方法吗?
资料上介绍一般是用干簧继电器切换反馈电阻,我选用的干簧继电器指标

Insulation Resistance 绝缘电阻 Min.100M Ω at 500VDC
Contact Resistance 触点电阻 Max.150m Ω (initial)

驱动线圈工作和接入点位置有什么要求吗?

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159
lymex|  楼主 | 2011-7-30 01:14 | 只看该作者
切换量程是需要用干簧继电器,但100M的绝缘电阻显然太小,尽管在低压下可以提高。
解决的办法是用干簧管可以拆开的那种,在干簧上套上特氟龙管子,这样绝缘就大大增强。
驱动的接入位置没什么要求,只要做好等电位屏蔽。另外,驱动电压一定要恒定,否则会有少许驱动电流的改变,会引起磁场的变化,影响测试结果。

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160
ffxb| | 2011-7-30 11:20 | 只看该作者
谢楼主。
我将前置供电和线圈驱动供电分别用独立电源,还会有影响吗?
还有干簧管套上特佛龙的作用是什么呢?还要注意什么事项吗?

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