ตรวจสอบแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 10G พร้อมมัลติมิเตอร์ราคาถูก

ฉันมีตัวต้านทาน 10G สองตัวเชื่อมต่อเป็นอนุกรมด้วยแบตเตอรี่ 3V ฉันต้องการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตกหนึ่งในนั้นซึ่งแน่นอนคือ 1.5V เมื่อฉันใช้มัลติมิเตอร์ของฉันเพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตกมันอ่าน ~ 3mV ซึ่งฉันเชื่อว่าเป็นเพราะมันมีความต้านทาน 10M เพื่อให้วงจรเป็นตัวต้านทาน 10G หนึ่งตัวในซีรีส์ที่มี (ตัวต้านทาน 10G และตัวต้านทาน 10M ในแบบขนาน) ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าตกเมื่อมัลติมิเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของวงจรคือ 2.99 mV

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ฉันจะวัดแรงดันไฟฟ้าตกได้อย่างไร มีบางอย่างที่ฉันสามารถสร้างได้หรือไม่เพื่อที่ฉันจะได้ปรับความต้านทานมัลติมิเตอร์ให้สูงพอที่จะไม่ส่งผลกระทบต่อวงจรมากเกินไป?

multimeter voltage-measurement

— จอห์นสมิ ธ
แหล่งที่มา

ค้นหาบทความของ ED 1993 "สิ่งทั้งหมดนี้ของ Femtoampere ยังไงก็ตาม?" โดยปลาย Robert Pease

— Spehro Pefhany

ทำไมคุณต้องใช้วงจรเช่นนี้ถ้าฉันจะถาม โหลดใด ๆ ที่แนบมาจะมีผลเช่นเดียวกับมัลติมิเตอร์

— Huisman

@Huisman ที่พยายามสร้างแอมป์มิเตอร์ที่สามารถไปยังกระแสไฟต่ำมากได้ ฉันต้องการแหล่งที่มาในปัจจุบันที่ต่ำมากแล้วลองวัดดู ถ้าฉันแบ่งแรงดันไฟฟ้าลงก่อนก่อนจะผ่านตัวต้านทาน 10G (หรือสูงกว่า) มันมีประโยชน์อย่างยิ่งที่จะสามารถวัดได้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงลดลงเป็นสิ่งที่ฉันคาดหวัง

— John Smith

คุณช่วยวาดแผนผัง (โดยการกดปุ่ม Schematic ในเครื่องมือแก้ไขในโพสต์ต้นฉบับของคุณ) ที่ตั้งแอมป์มิเตอร์ได้หรือไม่? ฉันคิดว่าคุณควรแบ่งแรงดันเช่นหม้อขนาด 10k และเชื่อมต่อกิ่งกับตัวต้านทาน 10G กับแอมป์มิเตอร์

— Huisman

ตามที่วาดไว้ดูเหมือนว่าตัวแบ่งจะผ่าน 150pA มีอีกหลายสิ่งที่สามารถแอบดูคุณ ณ จุดนั้นเพื่อยุ่งกับการวัดของคุณ บางทีคุณอาจไม่ต้องการความแม่นยำสูง แต่การดูสิ่งที่พวกเขาทำเพื่อให้แน่ใจว่าความถูกต้องของ fA นั้นอาจเป็นขั้นตอนที่ดี

— W5VO

คำตอบ:

ทำสิ่งที่คนโบราณทำ ==== ใช้สะพานวีทสโตน แบบนี้

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

หมุนโพเทนชิออมิเตอร์ 10,000 โอห์มสำหรับการอ่านค่าศูนย์

จากนั้นวัดแรงดันไฟฟ้าของหม้อ (และชดเชยการโหลด DVM)

— analogsystemsrf
แหล่งที่มา

คำตอบที่ฉลาดดังนั้น +1 ในการปรับเทียบการแทนที่ R3 ด้วยชุดตัวต้านทาน 10G อีกชุดควรอนุญาตให้ตั้งค่า DVM เป็นศูนย์

— Sparky256

ความไม่สมดุลในการกำหนด Efields ภายนอกหรือ Hfields บนสาย DVM อาจเป็นข้อผิดพลาดที่เหลือ

— analogsystemsrf

ในกรณีนี้คุณควรอยู่ห่างจากสายมิเตอร์ซึ่งควรสั้นที่สุด กรงโลหะจะดียิ่งขึ้น ที่ 10G โอห์มคุณมีเครื่องตรวจจับมวลที่ไวมาก วัตถุที่มีประจุใด ๆ ที่อยู่ใกล้ ๆ จะส่งผลต่อการอ่าน

— Sparky256

แน่นอนว่าผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นด้วย FET op-amp ที่มีกระแสไบแอสอินพุตต่ำมาก

https://www.mouser.co.uk/Semiconductors/Amplifier-ICs/Operational-Amplifiers-Op-Amps/_/N-4h00g?Rl=4h00gZgjdhpmZ1yvbz5oZ1yve6dbSGT

— ปีเตอร์กรีน
แหล่งที่มา

มันเพียงพอแล้วหรือไม่ที่จะใช้ตัวติดตามกระแสไบแอสอินพุตต่ำเดี่ยว (เช่นใช้สำหรับโพรบมัลติมิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งที่มีการทดสอบวงจรที่ 2 โดยตรงภายใต้การทดสอบ) หรือฉันต้องการ 2?

— John Smith

CMOS op-amps พร้อมอินพุต fempto-amp นั้นเหมาะสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้

— Sparky256

หากคุณสามารถรับตัวเก็บประจุที่ไม่มีการรั่วไหลเป็นศูนย์ ** คุณสามารถแขวนตัวต้านทานแต่ละตัวได้ เมื่อคุณทำงานกับ DC ให้วงจรสักสองสามสัปดาห์เพื่อทำให้เสถียรแล้ววัดแรงดัน PEAK ความจุที่ต้องการจะเป็นเช่นนั้นค่าคงที่เวลา RC คือหลายวินาทีโดยที่ R คือความต้านทานโหลดของมัลติมิเตอร์ของคุณ

** ฉันไม่ทราบแหล่งที่มาสำหรับส่วนประกอบดังกล่าว หากคุณได้รับหนึ่งคุณไม่ควรสัมผัสหรือหายใจกับมัน :-)

— richard1941
แหล่งที่มา