电流表原理和如何避免测量误差(二)

2016-08-18 11:35:58来源: eefocus

摩擦生电效应是由于导体和绝缘体之 间摩擦造成的电荷失衡产生的,如图4。 Keithley的低噪声电缆通过在外层绝缘层 下采用包裹石墨的聚乙烯作为内层绝缘材 料来显著地减小这种效应。石墨可以提供 润滑作用,还能形成等电位层以中和并最 大限度地减小电荷产生。 压电电流是当压力作用在用于绝缘端 和内部连接硬件的晶体材料上时产生的。 某些塑料,有电荷储存的容器就具有类似 于压电材料的特性。一个采用压电绝缘材 料的例子如图5。为使这种效应产生的电 流最小,要使压力不作用于绝缘体并且使 用压电及储存电荷效应最小的绝缘材料。

污染和潮湿能产生误差电流,这是由 于沾污和潮湿发生的电化学效应(离子化 学的形式)产生一个弱的“电池”附着在 电路板导体端。例如,通常使用的环氧印 刷线路板,如果没有彻底清洁腐蚀液,熔 融剂,油,盐(如指印)或其他污染,能 在导体间产生几个nA的电流(见图6)。 为避免污染和潮湿的效应,选择不吸水的绝缘材料并且将湿度保持在合适的水平。 同时,使所有的绝缘体清洁无污染。 图7归纳了不同的生成电流的大概幅 度。 高阻测量 对于高阻测量(>1GΩ),最常用的 是在未知电阻上加一个恒定电压。产生的 电流可以用串联的电流表测出,电阻就可 以用欧姆定律得出(R=V/I)。这种加电 压测电流的方式(相对应的是加电流测 电压)更适用于高阻测量,因为大电阻通 常是所加电压的函数。因此,在一个适当 的并且可控制的电压下测量电阻是很重要 的。这种方式绝大部分需要用一静电计或 皮安表测量小电流。所有的前段所述的小 电流技术和误差源在这里都适用。

高阻测量里,泄漏电流是典型的误 差源。他们由在测量电路 和附近电压源之间不希望 的高阻通路产生(泄漏电 阻);可以用适当的防护 技术,使用清洁、质量好 的绝缘及尽量降低湿度来 减小。 图8中显示了各种绝 缘材料的典型阻值。同 样的绝缘材料,吸去水分 可以使电阻提高几个数量级。表1显示了他们的吸水和其他性质的 描述。 变极性测量方式 当测量极高阻率的材料时,背景电流 会造成显著的测量误差。他们可能是由于 材料的电荷储存(介质吸收),静电或摩 擦电荷,或压电效应来产生的。 变换极性方式可以做到消除样品上的 背景电流的各种影响。用此方式,先加一 个正向电压,然后在一预先设定的延迟后 测量电流。接下来,电压极性反向,用 同样的延迟后再次测量电流。极性反向 的过程可以重复任意次。电阻由最近测 量的电流值的加权平均来计算出。许多 Keithley的皮安表和静电计在预置的测试 序列里有交换极性方式。

 

 
 

关键字:电流表原理  测量误差

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016081816799.html
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