Określ spadek napięcia na opornikach 10G za pomocą taniego multimetru

18

Mam dwa rezystory 10G połączone szeregowo z baterią 3 V. Chcę określić spadek napięcia na jednym z nich, który oczywiście wynosi 1,5 V. Kiedy używam multimetru do sprawdzania spadku napięcia, odczytuje ~ 3mV, co moim zdaniem jest spowodowane tym, że ma impedancję 10M, więc obwód jest tak naprawdę jednym rezystorem 10G połączonym szeregowo z (rezystor 10G i rezystor 10M równolegle), więc spadek napięcia, gdy multimetr jest częścią obwodu, wynosi 2,99 mV.

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab

Jak mogę zmierzyć spadek napięcia? Czy jest coś, co mogę zbudować, aby móc dostosować impedancję multimetru tak, aby nie wpływała tak bardzo na obwód?

multimeter voltage-measurement John Smith
źródło
7
Przejrzyj artykuł z ED z 1993 r. „Co to za rzeczy Femtoampere, tak czy inaczej?” przez zmarłego Roberta Pease'a.
Spehro Pefhany
6
Dlaczego miałbyś potrzebować takiego obwodu, jeśli mogę zapytać? Każde dołączone obciążenie wywoła taki sam efekt jak multimetr.
Huisman
@ Huisman za próbę zbudowania amperomierzy, które mogą przejść do bardzo niskiego prądu. Chcę źródła o bardzo niskim prądzie, a następnie spróbować je zmierzyć. Jeśli najpierw dzielę napięcie przed przejściem przez rezystor 10G (lub wyższy), szczególnie pomocna jest możliwość pomiaru, czy rzeczywisty spadek napięcia jest taki, jak się spodziewam.
John Smith
Czy możesz narysować schemat (naciskając przycisk Schemat w edytorze w swoim oryginalnym poście), w którym znajduje się amperomierz? Myślę, że lepiej podzielić napięcie przez np. Garnek 10k i podłączyć jego gałąź rezystorem 10G do amperomierza.
Huisman
2
Po narysowaniu wygląda na to, że dzielnik przejdzie 150pA. Zdecydowanie jest więcej rzeczy, które mogą zakraść się na ciebie w tym momencie, aby zepsuć twój pomiar. Być może nie potrzebujesz precyzji femto amp, ale sprawdzenie, co robią, aby zapewnić dokładność fA, jest prawdopodobnie dobrym krokiem.
W5VO,

Odpowiedzi:

32

Rób to, co robili starożytni ==== użyj mostka Wheatstone'a. Lubię to

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab

Obróć potencjometr 10 000 omów do odczytu ZERO.

Następnie zmierz napięcie potencjometru (i zrekompensuj obciążenie DVM)

analogsystemsrf
źródło
2
Sprytna odpowiedź, więc +1. Aby skalibrować, zastąpienie R3 innym zestawem rezystorów 10G powinno pozwolić na ustawienie DVM na zero.
Sparky256
Nierównowaga w uderzaniu w zewnętrzne pola Efield lub Hfields w przewody DVM może być błędem resztkowym.
analogsystemsrf
2
W takim przypadku dobrze jest trzymać się z dala od przewodów miernika, które powinny być możliwie jak najkrótsze. Metalowa klatka byłaby jeszcze lepsza. Przy 10G om masz bardzo czuły detektor masy. Każde naładowane ciało w pobliżu wpłynie na odczyty.
Sparky256
2

z pewnością popychacz napięcia zbudowany z wzmacniacza operacyjnego FET, który ma wyjątkowo niski prąd wejściowy.

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

Peter Green
źródło
Czy wystarczy użyć pojedynczego popychacza prądu o niskim napięciu wejściowym (tj. Użyć go tylko do jednej z sond multimetrowych z drugim bezpośrednio sondującym badany obwód), czy też potrzebowałbym 2?
John Smith
Wzmacniacze operacyjne CMOS z wejściami fempto-amp są idealne dla tego typu urządzeń.
Sparky256
0

Jeśli możesz uzyskać kondensatory o zerowym wycieku **, możesz zawiesić jeden na każdym oporniku. Ponieważ pracujesz z prądem stałym, daj układowi kilka tygodni na ustabilizowanie się, a następnie zmierz napięcie szczytowe. Wymagana pojemność byłaby taka, że ​​stała czasowa RC wynosi kilka sekund, gdzie R jest rezystancją obciążenia twojego multimetru.

** Nie znam źródła takich komponentów. Jeśli go dostaniesz, lepiej nie dotykaj go ani nie oddychaj. :-)

richard1941
źródło