如何精确计量小额费用?


8

我有一个现象会产生(小的)电荷位移(我目前无法量化,这是主要问题,可以说电荷表面密度与将膨胀的气球擦在头发上时相同),并且我要测量它。我的想法是使用一个小的电容器(0.1 pF)来存储位移的电荷,并与一个精确的示波器相连。我需要将示波器与我的PC连接,因此有人建议我在picotech.com上购买它。我想我最需要的是一个非常灵敏的示波器,它将能够测量非常小的电压。而且我想我需要尽可能小的电容,因为V = q / C。

您如何看待这种方法?我确定会有一些我没有考虑到的影响(我是数学家,是电子学的初学者),有人可以建议我可以购买哪台示波器吗?我的预算不超过400欧元。谢谢 !


2
我认为示波器的输入电容会淹没一个0.1pF的电容器。您必须给我们估计您要观察多少电量。最终,400欧元可能无法获得高端测试设备。
Elliot Alderson

@ElliotAlderson可以说,电荷表面的密度与将膨胀的气球靠在头发上时的电荷密度相同,然后它可以粘在天花板上
Alfred

1
那没有帮助。我从未测量过该实验产生的费用。你在说几库仑?为什么要谈论“电荷表面密度”而不是绝对电荷量?我认为您需要给我们更多信息。
Elliot Alderson

4
在这种情况下,您需要沿着静电计的更多东西。还在此处此处在EEVblog上讨论了该主题。
戴夫·特威德

戴夫·特威德(Dave Tweed)拥有。搜索“静电计放大器”以用作相当普通范围的敏感前端。
Brian Drummond

Answers:


10

如果使用跨阻电荷放大器,则放大器的输入电容为虚拟接地,因此仅对噪声有影响(一阶)。

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

R1为偏置电流提供了一条直流路径,应为非常高的值

忽略R1,输入电荷q的输出电压变化为-q / C1

运算放大器可能是静电计类型,但如果您不了解电荷量,则可能要以$ 2.50(或0.25)作为开始,然后再使用$ 25。

假设适合您的充电脉冲时序,则可以尝试100pF或1nF和10M(时间常数1ms / 10ms)。

体面的fA偏置电流运算放大器可能会以100uV或更小的信号提供有用的输出,即100pF时的电荷为0.01pC。如果您想要更多的电压,则可以在之后添加一个放大级,即使在x1时,宽带示波器的噪声也会很大。

我怀疑根据您的球场描述,您已经充了很多电荷,并且您可能必须具有更大的电容和/或串联电阻,才能避免损坏电压,这也是从更便宜的插座式运算放大器开始的原因。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.