У яких сценаріях важливо виміряти мікроампер?

З ситуацією пошуку нового мультиметра я втратив кількість доступних пристроїв на ринку. Напевно, щоб знайти найбільш підходящий пристрій, я повинен встановити деякі вимоги. Порівнюючи їх, я прийшов до наступного моменту і цим питанням:

Більшість професійних пристроїв мають лише амперний діапазон з роздільною здатністю 0,001 А (1 мА), тоді як напів / хобі пристрої мають діапазон для міліамперів і навіть мікроампер. Я побачив відгуки пристроїв на YouTube, де ведучий скаржився на відсутність мікроамперного діапазону. У той час як інша людина на YouTube сказала присутнім, що діапазон міліампер є достатнім. Отже, ось моє запитання до експертів:

Які сценарії потребують вимірювання мікро ампер?

Наприклад: Дивлячись на аркуш даних, на воротах AND є "вхідний струм витоку" і струм живлення в мікроамперному діапазоні, але коли потрібно вимірювати цей крихітний струм?

Дякую за всі корисні відповіді.

Один з лінійок продуктів, з якими я працював і розроблений, - це смарт-таксофон; подумайте, мікроконтролер, який працює так, ніби це таксофон.

Вони повинні працювати на звичайному телефонному контурі із гарантованим запасом 20 мА (але не гарантовано, що він буде більшим); у режимі " гачок" на пристрої було дозволено лише кілька мікроамперів струму витоку, оскільки центральний офіс інакше виявить несправність лінії.

У відповідь на коментар щодо витоку; через суворих умов (на вулиці в дуже жаркому, дуже холодному та підвищеному вологості) дошки в корпусі таксофону були покриті відповідним чином та використовували з'єднувачі, захищені вологою.

Ці одиниці, очевидно, потребували тестування, оскільки різниця між витягнутим струмом на гачок і поза гачком на порядок відрізняється, тому підтвердження лише декількох мікроампер на гачок було досить важливим.

Інша програма полягає в нових, дійсно низьких потужних мікроконтролерах (типова зв'язана частина), де я хотів би підтвердити фактичний розрив струму в різних режимах роботи, а деякі з цих режимів знаходяться в діапазоні мікроампа (або менше).

Безліч можливих додатків, це всього лише пара.

Для оптимізації споживання електроенергії потрібно багато пристроїв, що працюють на батареях, і часто включаються струми µA (іноді навіть нА).

Для прикладу розглянемо бездротові пульти. Вони можуть мати лише 3В, 200mAh акумулятор. Якщо ви хочете, щоб цей пульт працював 10 років без необхідності зміни батареї, це всього лише 20 мАг / рік. Або 0,054 мАг / день, або 0,0022 мАг / год. Ми скасовуємо години, і це сором'язливий безперервний злив більше 2 мкА. Багато сучасних мікро- і RTC набагато краще, ніж це, але вам потрібно виміряти виробничий цикл, щоб перевірити, чи працює пристрій за призначенням.

Ви б сказали, що "час роботи акумулятора не залежить від кількості операцій на пульті дистанційного керування" - ну, це може, але споживання холостого ходу може бути більш значним. Бездротовий передавач та MCU всередині пульта дистанційного керування можуть за короткий час споживати 10 мА. Скажіть менше секунди. Тож це 10mA, але дуже короткий період, тому енергія, яка споживається від акумулятора, зовсім мінімальна. На відміну від цього, просто злив на 2 мкА на холостому ході на цілий день вимагає більше 16 разів більше енергії .

По-перше, ваше припущення, що у професійних мультиметрів немає шкали мікроампа, є помилковим. Наприклад, Fluke 287 з радістю виміряє мікроампер. Fluke 116 тільки має шкалу мкА для вимірювання струму.

Дуже багато професійних мультиметрів розроблені для конкретних випадків використання. Вищезгаданий Fluke 116 орієнтований на системи ОВК, де (мабуть) єдині струми, які їм потрібно виміряти, - це датчики полум'я. Модель високого класу, як 287, може зробити все. Я використовував один для вимірювання опорних струмів у діапазоні 0-20 мкА назад, коли я працював над розробкою флеш-пам’яті. Для систем з живленням від акумуляторів важливі мікроампер. Але для більшості випадків використання масштаб мікроампа не потрібен, тому ви не платите додатково.

Коли ви розробляєте пристрої малої потужності, кожен наноАмпер варто економити. Наприклад, при використанні монетного акумулятора CR2032 у вас є 200 мАч ємності. Одного разу я розробив пристрій, що живиться від однієї з цих батарей, і я повинен був перевірити, що мікроконтролер більшість часу перейшов у сплячий режим (0,6uA). Мені також потрібно було перевірити, що при активному споживанні струму було в межах 10uA. Крім того, мені довелося перевірити, що сума кожного компонента в друкованій платі (в режимі їх низької потужності) відповідає сумі струму спокою, зазначеного в їхніх таблицях.

Підсумовуючи це, якщо ви хочете отримати максимальну потужність від свого джерела живлення та переконайтесь, що ви керуєте апаратом / програмним забезпеченням, вам потрібно виміряти продуктивність своїх компонентів з низькою потужністю, і зазвичай ця норма задається в uA або nA.

Я додам поворот у відповідях на ваше запитання. Напруга напруги , також напруга напруги .

Напруга напруги в діапазоні струму DMM - це напруга, яке падає через DMM під час виконання вимірювань. Він виражається як V / A або mV / mA або подібних одиниць. Зауважте, що ці одиниці еквівалентні омам і є стандартним способом вираження внутрішнього опору, який DMM представляє ланцюгам у цьому конкретному діапазоні.

У деяких додатках не так важливо знати, що ваш DMM здатний вимірювати в діапазоні uA, але це здатне робити це при досить низькому навантаженні напруги .

Це вкрай важливо в малопотужних або мікроенергетичних додатках, де мікроампер струму витягується з рейок низької напруги.

Насправді уявіть, що DMM має діапазон 600uA з навантаженням 100 uV / uA (як мій Fluke 87V): якщо ви вимірюєте 100uA, витягнуту з 10V рейки, ви просто вводите 10mV падіння в рейці, що є незначним. Однак якщо ви вимірюєте той самий струм на лінії, яка несе сигнал 100мВ, то ви змінили цей сигнал на 10%, і це також може змусити вашу схему припинити роботу.

Поглянувши на інший POV, для вимірювання в застосуванні низького струму має значення не тільки поточний діапазон, але й імпеданс ланцюга, в який ви збираєтесь вставити амперметр. Якщо амперметр має надто високий внутрішній опір (високе навантаження на напругу), це істотно змінить вимірювання або навіть роботу досліджуваної ланцюга.

Отже, вибираючи DMM та вивчаючи його поточні характеристики, ви також повинні враховувати напругу навантаження як параметр.

Часто під час характеристики та моделювання напівпровідникових пристроїв струми витоку (які мають вирішальне значення для створення корисної та точної моделі) потраплять у мікроамперний діапазон. Зазвичай ці вимірювання проводяться з одиницею точного вимірювання джерела (короткий одиниця SMU). Такі вимірювання також часто використовуються при розробці технологій для оцінки фундаментальних характеристик даного напівпровідникового процесу.

При роботі електронного мікроскопа часто бажано знати струм пучка до роздільної здатності декількох пікоамп. Промені пучка невеликі, тому що мета електронного мікроскопа - сфокусувати вузький (і, таким чином, низький струм) пучок електронів на зразку, щоб промінь взаємодів з малими ознаками.

Це досягається підключенням амперметра між електрично ізольованою стадією зразка і землею мікроскопа. Такий амперметр повинен, звичайно, вміти вимірювати діапазон струмів, використовуваних приладом.

Це скоріше нішевий випадок, ніж вас, мабуть, цікавить, але для повноти: фізичні експерименти високої напруги часто включають струми в діапазоні мікроампа або наноампа, наприклад, багато трубки фотоумножителя мають струми насичення в діапазоні 1-10 мкА, з такими кривими відповідей (з цього посібника з інформацією про Хамамацу):

Як правило, вони зчитуються підсилювачами високого опору, щоб отримати корисну напругу (~ 1-10В), пропорційну струму, але я міг би уявити випадки, коли ви хочете з’ясувати, хто з ваших ПМТ порушений і просто хочете підключити мультиметр і помахайте рукою по трубі, щоб заблокувати світло і побачити поточну краплю.

Аналогічно, де б ви не намагалися підтримувати зміщення високої напруги (декілька кВ) на чомусь (наприклад, електроді у вакуумі), у вас буде струм витоку, який потрібно подавати, щоб підтримувати стабільність напруги, як правило, це в діапазоні мікроампа наноампа. так само. Знову ж таки, це ви навряд чи зможете безпечно виміряти за допомогою портативного DMM.

"Про" пристрої?

Я думаю, що "про" вони насправді лічильники "електрика". Коли хтось працює на домашній електропроводці 120 В або працює на машині, зазвичай вони мають справу в амперах, а іноді і ма. Мікролампи важливі в електроніці, але не стільки в професійній "електричній" роботі.

Але для інженерів та науковців (так справжні плюси) шкали мікромітрових лічильників надзвичайно важливі. Те ж саме стосується і любителів, або тих, хто працює з транзисторними схемами. Дивіться всі приклади у відповідях тут. Базисні струми транзисторів, фотоприймачі, підсилювачі та все, що стосується резисторів понад 10 000 Ом тощо.