Al medir la corriente, el objetivo es insertar un amperímetro en serie con el circuito para que la corriente medida por el amperímetro sea la misma que la corriente que fluye a través del circuito. En un mundo ideal, el medidor no tendría ningún efecto sobre el circuito. Sin embargo, en mediciones reales, varias fuentes de error pueden contribuir a grandes incertidumbres en los resultados de la medición.
Al medir la corriente, el objetivo es insertar un amperímetro en serie con el circuito para que la corriente medida por el amperímetro sea la misma que la corriente que fluye a través del circuito. En un mundo ideal, el medidor no tendría ningún efecto sobre el circuito. Sin embargo, en mediciones reales, varias fuentes de error pueden contribuir a grandes incertidumbres en los resultados de la medición.
Los multímetros digitales (DMM) se consideran lo suficientemente precisos para la mayoría de las mediciones de corriente, pero las mediciones de corriente CC de bajo nivel a menudo tienen una sensibilidad más alta que la que pueden proporcionar estos instrumentos. Por lo general, carecen de la sensibilidad necesaria para medir corrientes por debajo de 100 nA. Incluso a niveles de corriente más altos, la caída de voltaje de entrada de un DMM (carga de voltaje) de varios cientos de milivoltios puede hacer que las mediciones de corriente precisas sean imposibles. Por el contrario, los picoamperímetros ofrecen la economía y la facilidad de uso de los DMM, con una sensibilidad de baja corriente significativamente mejorada. ¿Cuál es la diferencia entre estos dos instrumentos?
Amperímetro de derivación y amperímetro de retroalimentación
El método de derivación y el método del amperímetro de retroalimentación son dos técnicas básicas para realizar mediciones de baja corriente. Las configuraciones de derivación se utilizan principalmente en DMM. Los picoamperímetros y electrómetros modernos utilizan una configuración de amperímetro de retroalimentación.
amperímetro de derivación
La derivación de la entrada del voltímetro con una resistencia forma un amperímetro de derivación (Figura 1a). La corriente de entrada (IIN) desarrolla un voltaje de entrada (EIN) a través de la resistencia de derivación (RSHUNT).
Tenga en cuenta que la sensibilidad de voltaje del circuito está controlada tanto por el valor de RSHUNT como por los valores relativos de RA y RB.
Usar un valor grande para RSHUNT puede parecer ventajoso al principio, pero RSHUNT debe ser lo más pequeño posible por varias razones. Primero, las resistencias de menor valor son más estables en el tiempo y la temperatura y tienen mejores coeficientes de voltaje que las resistencias de mayor valor. En segundo lugar, los valores de resistencia más pequeños reducen la constante de tiempo de entrada y aceleran el tiempo de respuesta del instrumento. Finalmente, considerando la carga del circuito, la resistencia de entrada del amperímetro RSHUNT debe reducirse para reducir la carga de voltaje EIN. Como resultado, el valor de RSHUNT puede afectar el rendimiento de la medición.
Amperímetro de retroalimentación
La Figura 1b muestra una configuración común para un amperímetro de retroalimentación. En esta configuración, la corriente de entrada (IIN) fluye hacia los terminales de entrada del amplificador (A) y fluye a través de la resistencia de retroalimentación (RF). Debido a la pequeña corriente de compensación del amplificador, la corriente (IIN) cambia en una cantidad insignificante.
Por lo tanto, el voltaje de salida es una medida de la corriente de entrada y la sensibilidad está determinada por la resistencia de retroalimentación (RF). Se logra una carga de bajo voltaje (EIN) y un tiempo de subida correspondientemente rápido con un amplificador operacional de alta ganancia que hace que EIN sea casi cero.
Un análisis de circuito en la Figura 1b muestra que:
ESALIDA + IINRF = EIN ESALIDA = –AEIN y EIN = –ESALIDA/A
Por lo tanto, EOUT + IINRF = – EOUT / A
Si A>>1 entonces EOUT = –IINRF y |EIN| = EOUT / A
El picoamperímetro de 2 canales también es adecuado para otras aplicaciones de suministro de energía.
- Monitoreo de haz de iones: los sistemas de haz de iones enfocados se pueden usar en aplicaciones que involucran imágenes, micromecanizado y mapeo a escala nanométrica. Es muy importante monitorear cuidadosamente la magnitud de la corriente del haz usando el detector de iones. Estos sensores reciben iones y emiten una pequeña corriente eléctrica. En muchos casos, varios haces de iones y sensores funcionan simultáneamente, lo que requiere sensores alimentados.
- Pruebas de dispositivos múltiples: los dispositivos multicanal aumentan el rendimiento y reducen la carga de mantenimiento al aumentar la cantidad de canales en el mismo factor de forma.
- Pruebas de dispositivos de pines múltiples: los dispositivos de pines múltiples, como diodos duales, circuitos integrados y otros componentes, a menudo requieren pruebas de corriente multicanal simultáneas. Los múltiples canales le permiten medir múltiples pines con un solo instrumento, brindando nuevas opciones de prueba y aumentando el rendimiento.
¿A qué desafíos se enfrenta al medir con precisión los fenómenos de baja corriente?¿Busca el instrumento adecuado? ¿Hace contacto constantemente con el dispositivo bajo prueba? ¿Está localizando la fuente del ruido de medición? Publique su pregunta en los comentarios aquí. Responder.