Trong các kịch bản là quan trọng để đo microampere?

Với tình hình tìm kiếm một vạn năng mới, tôi thấy mình bị lạc với số lượng thiết bị có sẵn trên thị trường. Để chắc chắn, để tìm thiết bị phù hợp nhất tôi phải đặt ra một số yêu cầu. Trong khi so sánh chúng, tôi đã đi đến điểm sau và bằng câu hỏi này:

Hầu hết các thiết bị pro chỉ có phạm vi ampere với độ phân giải 0,001 A (1mA), trong khi các thiết bị bán / sở thích có phạm vi cho milliampere và thậm chí micro-ampere. Tôi đã xem các đánh giá về thiết bị trên YouTube, nơi người trình bày phàn nàn về việc thiếu phạm vi micro-ampere. Trong khi một người khác trên YouTube nói với khán giả rằng phạm vi milliampere là đủ. Vì vậy, đây là câu hỏi của tôi cho các chuyên gia:

Những loại kịch bản đòi hỏi một phép đo micro-amper?

Ví dụ: Nhìn vào bảng dữ liệu, cổng AND có "dòng rò đầu vào" và dòng cung cấp trong phạm vi micro-ampere, nhưng khi nào cần đo dòng điện nhỏ này?

Cảm ơn tất cả các câu trả lời hữu ích.

Một trong những dòng sản phẩm tôi làm việc cùng và thiết kế là một chiếc điện thoại thông minh; nghĩ rằng một vi điều khiển hoạt động như thể nó là một điện thoại trả tiền.

Chúng phải hoạt động trên một vòng lặp điện thoại thông thường, với nguồn cung cấp 20mA được đảm bảo (nhưng không được bảo đảm là cao hơn); trong điều kiện on-hook , thiết bị chỉ được phép sử dụng một vài microamp dòng rò vì văn phòng trung tâm sẽ phát hiện ra lỗi đường truyền.

Đáp lại những bình luận về rò rỉ; do môi trường khắc nghiệt (bên ngoài rất nóng, rất lạnh và độ ẩm cao), các bảng trong vỏ điện thoại phải được phủ phù hợp và sử dụng các đầu nối kín ẩm.

Các đơn vị này rõ ràng cần phải được kiểm tra vì sự khác biệt giữa vẽ hiện tại trên móc và ngoài luồng là thứ tự cường độ khác nhau, vì vậy việc xác nhận chỉ một vài microamp trên móc là khá quan trọng.

Ứng dụng khác là ở mới, thực sự vi điều khiển công suất thấp (phần điển hình liên kết), nơi tôi muốn khẳng định vẽ hiện thực tế trong các phương thức khác nhau của hoạt động và một số những chế độ nằm trong khoảng microamp (hoặc ít hơn).

Rất nhiều ứng dụng có thể, đây chỉ là một vài.

Rất nhiều thiết bị hoạt động bằng pin cần tối ưu hóa để tiêu thụ năng lượng và dòng điệnA thường xuyên liên quan (đôi khi thậm chí là nA).

Để đưa ra một ví dụ, hãy xem xét điều khiển từ xa không dây. Chúng có thể chỉ có pin 3V, 200mAh . Nếu bạn muốn chiếc điều khiển này hoạt động được 10 năm mà không cần thay pin, đó chỉ là 20 mAh / năm. Hoặc 0,054 mAh / ngày, hoặc 0,0022 mAh / giờ. Chúng tôi hủy bỏ hàng giờ và đó là một sự nhàn rỗi hơn 2 giờ. Rất nhiều micros và RTC hiện đại tốt hơn thế này, nhưng bạn cần đo lường quá trình sản xuất của mình để xác minh thiết bị hoạt động như dự định.

Bạn sẽ nói "không phải tuổi thọ pin phụ thuộc vào số lượng hoạt động của điều khiển từ xa" - tốt, có thể, nhưng mức tiêu thụ nhàn rỗi có thể đáng kể hơn. Bộ phát không dây và MCU bên trong điều khiển từ xa có thể tiêu thụ 10mA trong một khoảng thời gian ngắn khi hoạt động. Nói ít hơn một giây. Vì vậy, đó là 10mA nhưng trong một khoảng thời gian rất ngắn, do đó năng lượng tiêu thụ từ pin là khá nhỏ. Ngược lại, chỉ cần 2 ống xả nhàn rỗi trong cả ngày đòi hỏi năng lượng nhiều hơn 16 lần .

Đầu tiên, giả định của bạn rằng đồng hồ vạn năng chuyên nghiệp không có thang đo microamp là sai. Ví dụ, một Fluke 287 sẽ vui vẻ đo microamp. Fluke 116 chỉ có thang đo microamp cho các phép đo hiện tại.

Rất nhiều vạn năng chuyên nghiệp được thiết kế cho các trường hợp sử dụng cụ thể. Fluke 116 đã nói ở trên được nhắm vào các hệ thống HVAC, trong đó (dường như) dòng điện duy nhất họ cần đo là từ các cảm biến ngọn lửa. Một mô hình cao cấp như 287 có thể làm mọi thứ. Tôi đã sử dụng một để đo dòng tham chiếu trong phạm vi 0-20 uA trở lại khi tôi đang làm việc về phát triển quy trình bộ nhớ flash. Đối với các hệ thống chạy bằng pin, microamp rất quan trọng. Nhưng đối với hầu hết các trường hợp sử dụng, bạn không cần thang đo microamp, vì vậy bạn không phải trả thêm tiền cho một trường hợp.

Khi bạn đang phát triển các thiết bị năng lượng thấp, mọi nanoAmpere đều đáng được lưu lại. Ví dụ, khi sử dụng pin đồng xu CR2032, bạn có dung lượng khoảng 200mAh. Khi tôi phát triển một thiết bị được cung cấp bởi một trong những pin đó và tôi phải kiểm tra xem vi điều khiển có chuyển sang chế độ ngủ (0,6uA) hay không. Tôi cũng cần kiểm tra xem khi hoạt động, mức tiêu thụ hiện tại nằm trong khoảng 10uA. Ngoài ra, tôi phải kiểm tra xem tổng của mọi thành phần trong PCB (ở chế độ năng lượng thấp) có khớp với tổng dòng tĩnh được nêu trong bảng dữ liệu của chúng không.

Tóm lại, nếu bạn muốn tận dụng tối đa nguồn năng lượng của mình và chắc chắn rằng bạn đang xử lý phần cứng / phần mềm của mình, bạn phải đo hiệu suất năng lượng thấp của các thành phần của mình và thông thường tốc độ này được đưa ra bằng uA hoặc nA.

Tôi sẽ thêm một câu trả lời cho câu trả lời cho câu hỏi của bạn. Gánh nặng điện áp , còn gọi là gánh nặng điện áp .

Gánh nặng điện áp trong phạm vi hiện tại của DMM là điện áp được thả trên DMM trong khi thực hiện phép đo. Nó được thể hiện dưới dạng V / A hoặc mV / mA hoặc các đơn vị tương tự. Lưu ý rằng các đơn vị này tương đương với ohms và là cách tiêu chuẩn để thể hiện điện trở trong mà DMM thể hiện cho các mạch trong phạm vi cụ thể đó.

Trong một số ứng dụng không quá quan trọng để biết rằng DMM của bạn có khả năng đo trong phạm vi uA, nhưng điều đó có khả năng thực hiện với gánh nặng điện áp đủ thấp .

Điều này cực kỳ quan trọng trong các ứng dụng năng lượng thấp hoặc vi điện, trong đó các microamp của dòng điện được rút ra từ các đường ray điện áp thấp.

Trong thực tế, hãy tưởng tượng một DMM có phạm vi 600uA với gánh nặng 100 uV / uA (như Fluke 87V của tôi): nếu bạn đo 100uA được rút ra từ đường ray 10V, bạn chỉ cần đưa ra mức giảm 10mV trong đường ray, không đáng kể. Tuy nhiên, nếu bạn đo cùng dòng điện trên đường dây mang tín hiệu 100mV, thì bạn đã thay đổi tín hiệu đó 10% và điều này cũng có thể khiến mạch của bạn ngừng hoạt động.

Nhìn từ một POV khác, nó không chỉ là phạm vi hiện tại quan trọng để thực hiện phép đo trong ứng dụng dòng điện thấp, mà còn là trở kháng của mạch mà bạn sẽ đặt ampe kế của mình. Nếu ampe kế có điện trở trong quá cao (gánh nặng điện áp cao), nó sẽ làm thay đổi đáng kể phép đo hoặc thậm chí hoạt động của mạch được thử.

Vì vậy, trong khi chọn DMM và kiểm tra thông số kỹ thuật hiện tại của nó, bạn cũng nên tính đến gánh nặng điện áp như một tham số.

Thông thường khi thực hiện đặc tính hóa và mô hình hóa các thiết bị bán dẫn, dòng rò (rất quan trọng để tạo ra một mô hình hữu ích và chính xác) sẽ nằm trong phạm vi micro-ampere. Thông thường, các phép đo này sẽ được thực hiện với Đơn vị đo nguồn chính xác (viết tắt là SMU). Các phép đo như vậy cũng thường được sử dụng trong phát triển công nghệ để đánh giá hiệu suất cơ bản của một quy trình bán dẫn nhất định.

Khi vận hành kính hiển vi điện tử, người ta thường mong muốn biết dòng tia tới độ phân giải của một vài picoamp. Các chùm tia là nhỏ vì mục tiêu của kính hiển vi điện tử là tập trung một chùm electron hẹp (và do đó dòng điện thấp) vào mẫu, để chùm tia tương tác với các tính năng nhỏ.

Điều này được thực hiện bằng cách kết nối một ampe kế giữa giai đoạn mẫu cách ly điện và mặt đất kính hiển vi. Một ampe kế như vậy tất nhiên phải có khả năng đo trong phạm vi dòng điện được sử dụng bởi thiết bị.

Đây là một trường hợp thích hợp hơn bạn có thể quan tâm, nhưng về tính đầy đủ: các thí nghiệm vật lý điện áp cao thường liên quan đến dòng điện trong phạm vi microamp hoặc nanoamp, ví dụ, nhiều ống photomultiplier có dòng bão hòa trong phạm vi 1-10 uA, với các đường cong phản ứng như vậy (từ cẩm nang thông tin Hamamatsu này ):

Nói chung, chúng được đọc bởi các bộ khuếch đại trở kháng cao để có điện áp hữu ích (~ 1-10V) tỷ lệ với dòng điện, nhưng tôi có thể tưởng tượng các trường hợp bạn muốn tìm ra PMT nào bị hỏng và chỉ muốn kết nối vạn năng và vẫy tay qua ống để chặn ánh sáng và xem mức giảm hiện tại.

Tương tự, bất cứ nơi nào bạn cố gắng duy trì độ lệch điện áp cao (vài kV) trên một thứ gì đó (ví dụ như điện cực trong chân không), bạn sẽ có một dòng rò phải được cung cấp để giữ điện áp ổn định, điều này thường nằm trong phạm vi microamp đến nanoamp cũng. Một lần nữa, đây là điều mà bạn không thể ở trong một vị trí để đo lường an toàn với DMM cầm tay.

Các thiết bị "pro"?

Tôi nghĩ bởi "pro" họ thực sự là "thợ điện" mét. Khi ai đó đang làm việc trên hệ thống dây điện 120V tại nhà, hoặc làm việc trên xe hơi, thông thường họ đang xử lý các ampe hoặc đôi khi là mA. Các microamp rất quan trọng trong thiết bị điện tử, nhưng không quá nhiều trong công việc "điện" chuyên nghiệp.

Nhưng đối với các kỹ sư và nhà khoa học (heh the pros pros,) thang đo microamp là vô cùng quan trọng. Điều này cũng đúng với những người có sở thích, hoặc bất cứ ai làm việc với các mạch bán dẫn. Xem tất cả các ví dụ trong các câu trả lời ở đây. Dòng cơ sở bóng bán dẫn, bộ tách sóng quang, op-ampe, và bất cứ thứ gì liên quan đến điện trở trên 10.000 ohms, v.v ...