Làm thế nào để đo chính xác các khoản phí nhỏ?


8

Tôi có một hiện tượng tạo ra sự dịch chuyển (nhỏ) của các điện tích (mà bây giờ tôi không thể định lượng được, đây là vấn đề chính, giả sử rằng mật độ bề mặt điện tích sẽ giống như khi bạn chà một quả bóng bay phồng lên tóc), và Tôi muốn đo nó. Ý tưởng của tôi là sử dụng một tụ điện nhỏ (0,1 pF) sẽ lưu trữ các điện tích bị dịch chuyển, liên kết với một máy hiện sóng chính xác. Tôi cần máy hiện sóng để giao tiếp với máy tính của mình do đó có người khuyên tôi nên lấy một cái trên picotech.com. Tôi đoán rằng hầu hết tôi cần một oscillo rất nhạy cảm, nó sẽ có thể đo được điện áp rất nhỏ. Và tôi đoán tôi cần điện dung nhỏ nhất có thể vì V = q / C.

Bạn nghĩ gì về phương pháp này? Tôi chắc chắn có những hiệu ứng mà tôi đã không tính đến (Tôi là một nhà toán học, người mới bắt đầu về điện tử), và ai đó có thể tư vấn cho tôi loại dao động kế nào tôi có thể mua được không? Ngân sách của tôi lên tới 400 euro. Cảm ơn bạn !


2
Tôi nghĩ rằng điện dung đầu vào của máy hiện sóng của bạn sẽ tràn vào một tụ điện 0,1pF. Bạn phải cung cấp cho chúng tôi ước tính số tiền bạn muốn quan sát. Vào cuối ngày, 400 euro có lẽ sẽ không nhận được thiết bị thử nghiệm cao cấp.
Elliot Alderson

@ElliotAlderson hãy nói rằng mật độ bề mặt điện tích sẽ giống như khi bạn chà một quả bóng bay phồng lên tóc, sau đó có thể dính vào trần nhà
Alfred

1
Điều đó không hữu ích. Tôi chưa bao giờ đo phí từ thí nghiệm đó. Bạn đang nói về bao nhiêu coulomb? Tại sao bạn lại nói về "mật độ bề mặt điện tích" thay vì lượng điện tích tuyệt đối? Tôi nghĩ bạn cần cung cấp cho chúng tôi nhiều thông tin hơn.
Elliot Alderson

4
Trong trường hợp đó, bạn cần một cái gì đó nhiều hơn dọc theo đường dây của điện kế . Chủ đề này cũng được thảo luận trên EEVblog, ở đâyở đây .
Dave Tweed

Dave Tweed có nó. Tìm kiếm một "bộ khuếch đại điện kế" để sử dụng làm mặt trước nhạy cảm với phạm vi khá bình thường.
Brian Drumond

Câu trả lời:


10

Nếu bạn sử dụng bộ khuếch đại điện tích transimpedance, điện dung đầu vào của bộ khuếch đại là trên mặt đất ảo để nó chỉ có tác động (theo thứ tự đầu tiên) đối với nhiễu.

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

R1 cung cấp đường dẫn DC cho dòng điện phân cực và có giá trị rất cao

Bỏ qua R1, thay đổi điện áp đầu ra cho phí đầu vào q là -q / C1

Op-amp có thể là loại điện kế, nhưng nếu bạn không biết về cường độ điện tích, bạn có thể muốn bắt đầu với loại $ 2,50 (hoặc 0,25) trước khi bạn sử dụng loại $ 25.

Có thể thử 100pF hoặc 1nF và 10M (hằng số thời gian 1ms / 10ms) với giả định phù hợp với thời gian của xung điện tích của bạn.

Một op-amp hiện tại thiên vị fA phong nha có thể cung cấp đầu ra hữu ích với tín hiệu từ 100uV trở xuống, đại diện cho điện tích 0,01pC với 100pF. Bạn có thể thêm một giai đoạn khuếch đại sau đó nếu bạn muốn phạm vi băng thông rộng hơn một chút có xu hướng khá ồn ngay cả ở x1.

Tôi nghi ngờ bạn có khá nhiều điện tích dựa trên mô tả sân bóng của bạn và bạn có thể phải có nhiều điện dung và / hoặc điện trở nối tiếp để tránh làm hỏng điện áp - lý do bắt đầu với một op-amp được cắm rẻ hơn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.