数据采集仪测量微电流的原理是,电能质量分析仪原理

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时间 2024年11月16日 预览 8

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一、数据采集仪测量微电流的原理是

在当今科技快速发展的时代,对于微电流的准确测量已经成为了一个重要的研究课题。数据采集仪作为一种高效的测量工具,其测量微电流的原理和重点值得我们深入了解。

1.原理与重点

原理:

数据采集仪测量微电流的原理主要基于欧姆定律和基尔霍夫电流定律。欧姆定律指出,电流是通过电压驱动的,而基尔霍夫电流定律则表明在一个封闭回路中,流入和流出节点的总电流是相等的。因此,通过测量电路中的电压和电阻,我们可以间接计算出电流的大小。

重点:

在测量微电流时,我们需要关注以下几个关键要素:

  1. 高精度:由于微电流非常微弱,因此,我们需要使用高精度的仪器进行测量,以确保数据的准确性。
  2. 高灵敏度:对于微电流的测量,我们需要确保数据采集仪具有足够的灵敏度,以捕获微小的变化。
  3. 抗干扰能力:在测量过程中,可能会受到各种干扰因素的影响,如温度、湿度、电磁辐射等。因此,数据采集仪需要具备良好的抗干扰能力,以确保测量结果的稳定性。
  4. 数据处理能力:在获取数据后,我们需要对数据进行处理和分析,以得到有用的信息。因此,数据采集仪需要具备强大的数据处理能力。

2.概述

总的来说,数据采集仪测量微电流的原理主要是利用欧姆定律和基尔霍夫电流定律,通过测量电路中的电压和电阻来计算电流的大小。而在测量过程中,我们需要关注的几个关键要素包括精度、灵敏度、抗干扰能力和数据处理能力。这些要素都直接影响到测量结果的准确性和可靠性。

在实际应用中,我们需要根据具体的需求和条件选择合适的数据采集仪,并进行合理的操作和使用,以保证测量结果的准确性和有效性。同时,我们也需要不断探索和研究新的技术和方法,以提高微电流测量的效率和精度,以满足科研和工业等领域对微电流测量的需求。

二、电能质量分析仪原理

电能质量分析仪,是对电网运行质量进行检测及分析的便携式产品。可以提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析,能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。同时配备电能质量数据分析软件,对上传至计算机的测量数据进行各种分析。

电能质量分析仪的工作原理:

1pA微电流精密吗?来,自己动手DIY个1pA电流测试仪

2019-09-2916:35·21IC电子网

00、前言

微电流在探索、测试、研究领域,用途广泛,是打开电子测试微观领域的一把钥匙。人类探索微观电流世界的过程从pA级到fA,再到aA,现已经进入单个电子时代。

人们往往认为,DIY一个1pA测试器是需要经历巨大挑战的。本文试图说明,通过适当的方法和传统而简单的成熟技术,不仅可以很好的解决了测试1pA的问题,同时可以把测试下限做到1fA以下,进入aA领域。

01、电路图及说明

用电池供电,微功耗设计;电池选9V,用低压差低功耗的HT7150三端稳压成5V,自耗电<4uA;

然后用双运放的一半,把5V分成±2.5V双电源,这部分耗电<22uA;R3和R4把-2.5V分压成100mV作为标准电压,由R5=100G提供测试用的1pA标准电流。这部分耗电5uA;

最后,双运放的另一半接成经典负反馈I-V转换电路,这部分耗电16uA;运放采用LMC6062AIN,很便宜的东西,典型Ib=10fA,典型Vos=100uV,耗电32uA;

运放也可以用LMC6042AIN,很便宜的东西,典型Ib=2fA,典型Vos=1000uV,耗电20uA;R6提供保护,不至于因偶然输入过压而导致运放损坏;

R7是反馈电阻,C4是反馈电容,用于抵消输入电容的影响,提高响应时间,同时也与R7一起提供一定的时间常数。

合计耗电<47uA,一节9V充电电池(350mAh)可以使用7000多个小时。如果换用LMC6042AIN,总耗电<35uA,电池可以使用10000小时。

02、仿真

电路很简单,预期会很顺利,但实际上很艰难。大概是Multisim对于超高阻部分做的不好。

可以看到,仿真软件把主运放的Vos取了0.35mV,另外也肯定加入了Ib的影响,最后的输出有一点偏差,很正常。

03、准备材料、元件

除了个别元件比较难找外,其余都是很常见的。特殊的元件,主要是100G的电阻。

04、元件布局

先裁减好万能板,主要元件排布一下。上边是电源,右下是输入,左下是输出。

05、制作输入隔离岛

此处为关键部位,隔离岛需要高度绝缘。采用优质BNC插座,确认绝缘部分是特富龙材料,这是常见的最好的绝缘材料,电阻率可以超过10的15次方欧姆-厘米。

不仅如此,BNC插座的外皮,要强制在地电位,这样与中心导体的电位差就很小(<1mV),这样才能保证漏电不超过0.1fA。

06、输入岛岛芯的制作

这部分要实现良好的机械支撑和电气绝缘,同时要尽量减少体积以免不必要的输入电容和感染,这样就直接在中心导体上焊接成四叉,分别接输入、反馈电阻Rf、反馈电容Cf、运放输入/保护电阻。

07、元件安装和焊接

这部分没有啥特别的,常规做法。不过也比较麻烦,断断续续焊了两个小时,刚刚完成。标准电压源,不仅有0.1V,而且增加了10mV:

08、反馈电容制作

其实还没有焊接完成,发现运放的输出还没有接,反馈电容还没有位置,补做一个。

这个电容要求超低漏电、很小的容量,难于找到成品,只有自己做。用外径0.55、内径0.34的特富龙单芯双绞线8cm,加密双绞。测试一下,4.7pF,可以了。

09、安装基本完成

又发现一个错误,电压源的地接错了,接到了-2.5V上去。改正后,装上大部分元件后:

10、初步测试

用MengxinDIY手持6位半测试

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