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主题:精密微弱信号测量技术(2):如何准确测量低电压、低电阻
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[问:windinmind] 如何判断测量不稳定是信号源本身的热燥声引起还是测量线路本身设计造成 
[答:David] 可以先将信号断开,看仪表读数。分析噪声总的原则是分开各部分来看。  [2005-10-25 10:39:54]
[问:caomayi] 通常低电阻测量往往会采用四线制的方法,其原理就是使电阻通过一定电流,然后测量电阻两端电压,进而间接获得电阻值,这样可以极大地降低测量误差。我的问题就是:在没有电流源的情况下,如何提供比较精密的电流。(附:目前我已经应用两个功率运放搭成两个跟随器,使其通过控制电阻两端的压差来控制流过电阻的电流,在电流比较小的时候(mA级)的时候,这套方案不太理想。) 
[答:David] 分析你所被测电阻的大小和精度要求,反过来推导出电流源的要求,如果测量要求电流大小您自制的系统达不到,就要考虑购买更高品质的电流源。  [2005-10-25 10:43:50]
[问:sky_walking] 在上一期的问答记录里看到提及光电检测的专用电路,请问贵公司是否可以提供这方面的资料,谢谢。 
[答:Steven] Keithley公司在光电测试领域有独特的系统。像光电表,积分球,LIV测试系统等。详细情况请登陆Keithley的网站查询  [2005-10-25 10:49:21]
[问:viabrandy] 系统传感头的输出是微弱的电压信号。对此电压处理成数字信号来驱动发光二极管,通常有哪些方法?有什么低功耗的办法吗? 
[答:David] 数字信号需要用D/A转换成模拟信号驱动发光管(是为显示直观吗?)关键要选低功耗发光管或其他显示元件。  [2005-10-25 10:56:39]
[问:viabrandy] Delta方法已经实现了更高精度的测量,请问这种方法可以应用在正弦小信号测量吗? 
[答:David] DELTA模式主要用在电阻测量,如果是测量正弦电压,不用这种方法   [2005-10-25 10:59:03]
[问:xiecaihongwz] 有效解决低压电测量时环境的干扰问题,请问有捷径吗? 
[答:David] 主要是做好讲座中提到的方面,应该说这些考虑的方面就为您解决问题提供了捷径  [2005-10-25 11:01:31]
[问:sunyi0219] 请问贵公司的静电计的基本原理是什么? 
[答:Billy] 这是下一讲的内容,属于高源内阻测量范畴。静电计是最典型的仪器。请注意收听,时间是11月8日,谢谢!  [2005-10-25 11:01:40]
[问:shaobo_xu] 您好!请问贵公司是否有关于光纤测温的技术资料和相关的仪器? 
[答:Billy] 测温是我们许多仪器共有的功能,但我们暂无光纤测温的仪器。  [2005-10-25 11:03:43]
[问:xj158] 对测量过程中的瞬时高共模冲击,仪器是如何抗冲击引起的干扰和可能造成的损坏的? 
[答:David] 仪器对共模电压的冲击,有一定的范围要求(指标中会有),要避免高于此指标的冲击出现。  [2005-10-25 11:03:56]
[问:jimmy88531] 弱电压信号放大中,噪声的强度往往达到了信号的强度,所以在前置放大中是怎样处理这样的问题的? 
[答:David] 噪声往往会在电缆传输过程中引入,所以前放的作用是在最靠近弱信号的地方工作,放大后再传输。  [2005-10-25 11:05:52]
[问:xwzy12] 继电器触点间接触电阻检测的稳定性,可靠性;还有测试方法? 
[答:David] 可以用DMM的干电路电阻测量模式。四线方式。  [2005-10-25 11:06:59]
[问:viabrandy] 微弱信号检测时,应该怎么设计放大器? 
[答:Steven] 具体的设计应该根据微弱信号的类型来设计。比如信号量值小到什么程度,是微幅,微安,纳安等,还要根据物理参数像是压力信号,温度信号等等,信号受什么条件影响比较大都要考虑到。剩下的工作就是选择好的放大器件,以及具体的电路设计方面。  [2005-10-25 11:07:45]
[问:中南海77] 测低电压时选地有何要求?谢谢 
[答:David] 地线尽量单独埋,作为测量地,与建筑的公共地分开。  [2005-10-25 11:08:01]
[问:ninemen] 当测量低阻时,仪器本身会减去因接触产生的阻值吗? 
[答:David] 接触电阻在四线法中无影响,接触电压可以用DELTA模式消除。  [2005-10-25 11:09:44]
[问:riello] 消除干扰的噪声抑制措施应该放置在什么地方较为有效地消除干扰? 
[答:Billy] 干扰的有效抑制,要针对具体情况具体分析。如磁场的干扰,就要针对磁感应电动势的来源进行抑制;如果是地线回路噪声,则要采用单点接地。建议您可仔细阅读我们的《低电平测量手册》,已经有中文版。  [2005-10-25 11:11:20]
[问:tjwdb] 用过采样的办法可提高AD/C的分辨率,但需要有白噪声,我想问的是可以人为产生白噪声吗?谢谢! 
[答:David] 白噪声肯定会有,它是电子热运动造成的。人为接如电阻器件就回增加白噪声。  [2005-10-25 11:11:27]
[问:caomayi] 目前我们测量微弱电流的方法通常是经采样电阻把电流信号转化成电压信号,然后再经仪表运放放大,最后通过间接计算获得。通常这种方法对于测量uA级的电流是没有什么问题的,但对于测量nA、pA级的电流却往往受地线干扰、运放失调电压、运放偏置电流等因素的影响,难以准确测量。我想请专家为我提供一套简单、可行、经济的方案,此套方案可以把测量精度精确到pA级。 
[答:David] 我们有很好的直接测量PA级电流的方案和仪器,下将中会涉及,您也可以和我们直接联系。  [2005-10-25 11:13:14]
[问:windinmind] 请问对于弱信号测量在工业环境中传输中怎样有效的抑止干扰(除了有效的屏蔽),比如对于nA电流的测量.在实际的MOSFET反向漏电测试一般都要求小于100nA,怎样保证精度和多次测量的一致性 谢谢 
[答:David] 传输距离要尽量短,电流测量在下一讲会重点讨论,敬请关注。  [2005-10-25 11:15:46]
[问:riello] 工厂中噪音很多,即使采取最好的屏蔽和接地措施,干扰也会在信号测量中以噪声的形式表现出来.怎样消除这些干扰呢? 
[答:Steven] 如果是这种情况,唯一的办法就是牺牲仪器的测量响应时间,进行滤波。多个电容并联形成多极限波器或带组滤波器。  [2005-10-25 11:16:03]
[问:gltqm] 专家好!请问如何精确测量继电器触点电阻,在线自动测试的方案如何?谢谢. 
[答:Billy] 这是一个很好的应用,Keithley有一些专门的仪器适用于构成自动测试低阻的系统。如采用2750型数据采集系统,配上相应的多路扫描卡,进行四线电阻测量,可组成达100通道的四线电阻自动测量方案,非常适合生产线使用。  [2005-10-25 11:16:35]
[问:zzkeng] 测量低电阻时如何选择合适的接地环路或参考点? 
[答:David] 低阻测量要用高精度恒流源加高精度电压表,要单点接地。地线要尽量选高质量的。  [2005-10-25 11:17:42]
[问:shaobo_xu] 您好!我现在把高压开关的开关速度转化到测量电阻上的电压,自己做的恒流源来驱动电阻,跟踪测量电压,捕捉曲线,但是现在噪声降不下来,不知道是什么原因? 
[答:David] 可能要从电流源和电压表两方面找原因,可以分开来看噪声 。  [2005-10-25 11:19:38]
[问:曹振生] 请问哪些因素影响测量结果? 
[答:Steven] 像低电压测量影响因素有噪声干扰、环境因素、包括测试夹具、电缆和街头,仪表本身的偏置电压、偏置电流 而电阻测量影响因素像引线电阻,热电势,器件本身的温度特性等。 通常影响的因素除上述的因素外还有仪表本身的精度指标,测试系统不确定度   [2005-10-25 11:22:48]
[问:tjwdb] 测量中的温漂和时票如何克服? 
[答:David] 时间漂移可根据上次计量时间来估算,温度漂移通过现场温度检测估算  [2005-10-25 11:22:59]
[问:xsj19810419] 为什么双臂电桥能够大大减小接线电阻和接触电阻对测量结果的影响 
[答:David] 电桥的方式是比较触点电位,接线电阻的影响是对称的,可以抵消掉。  [2005-10-25 11:24:13]
[问:luogongqiang] 如何测量PCB上导线的电阻?采用多高的频率测量较为准确?如何考虑消除接触电阻? 
[答:Billy] PCB上电阻的测试,分为绝缘电阻测试和导通电阻测试,前者为高阻测量,属于后面第3讲的内容。导通电阻为低阻测量,参见我们今天介绍的内容,采用4线法、或者Delta方法,注意消除偏置误差(包括接触电势等)。这里讨论的是低频直流测量,不需高频。在我们的《低电平测量手册》中,有关于PCB导通与绝缘电阻测量的详细方案,可供参考。  [2005-10-25 11:30:54]
[问:SGL] 1、如何用2001表实现准确测量0.2mV左右的交流电压(50Hz)? 2、低电压测量时的注意事项。 3、低电压测量时如何抑制环境的电磁干扰、电网尖峰干扰、谐波干扰、用电器通断引起的干扰(如:天车的点动运行、大用电器的启动)? 4、对测试线的要求? 5、接线注意事项 
[答:David] 1,直接测量,ACV功能,分辨率0.1Uv,可以查准确度指标; 2,这讲中提到的几个方面都需要注意; 3, 电网的干扰最好外加净化电源,电磁干扰可以通过屏蔽解决; 4, 铜线最好; 5, 保证良好的铜-铜接触.  [2005-10-25 11:36:34]
[问:xj158] 单点接地是先把仪器的接地点连接起来,在接地吧? 
[答:Billy] 单点接地是指在一个包括被测信号、测量仪器、测量夹具等的系统内,只通过一个公共点将Lo端接地的连接方法。参见第2讲的幻灯片,有原理电路的介绍。  [2005-10-25 11:36:44]
[问:shishiker] Keithley用于测量低电压的电阻分几级放大?各级放大倍数如何安排 
[答:David] 具体电路我也不清楚,其实您看给出的指标就可以.  [2005-10-25 11:37:30]
[主持人:ChinaECNet] 通知大家一个好消息,吉时利公司的中文版《低电平测量手册》已经印刷成册。如果需要请及时联系:  800-810-1334!  [2005-10-25 11:37:37]
[问:superql] 上一讲提到的guarding技术,能不能详细介绍一下! 
[答:Steven] guard技术指测试引线GRARD端提供与仪表输入端HI端的等电位。这样可以减少电缆的漏电和分部电容的影响。电缆的屏蔽通常会接一个缓冲放大器(射随器)输出,而不是直接连接到LO端。  [2005-10-25 11:38:00]
[问:baifanshuishou] 当仪表放大器需要输入保护时,加大输入电阻会带来输入噪声的加大,阻值太小又起不到保护作用.如何在两者之间作出权衡,有没有更好的解决方案? 
[答:David] 可以根据噪声公式(4kTBR)E-1/2,计算噪声大小能否满足测量要求,在允许范围内选择保护电阻.  [2005-10-25 11:39:48]
[问:p1x1h1] 目前有没有精密微弱信号测量仪? 
[答:Steven] 有。Keithley提供微弱信号测量仪器,像静电计、皮安表、纳伏表等等。详细情况登陆www.keithley.com.cn  [2005-10-25 11:40:34]
[主持人:ChinaECNet] 通知大家一个好消息,吉时利公司的中文版《低电平测量手册》已经印刷成册。如果需要请及时联系:  800-810-1334!  [2005-10-25 11:41:05]
[问:lzhgenius] 精密微弱信号测量对运放和电源的选择有什么讲究 
[答:David] 应该书说都遵循低噪声电路的设计原理,具体的器件选择只有设计部门清楚.  [2005-10-25 11:41:31]
[问:tanglx] 用50M长的同轴电缆测量传感器输出的微弱信号(相当于高阻信号源)会有很强的工频干扰,有什么好的解决方法? 
[答:Billy] 下一讲中会提到有关的测量方法,如测量时采用有效的滤波,采用特殊的3同轴电缆(低噪声电缆),有效的屏蔽等。敬请参加我们的下一讲(11月8日)。  [2005-10-25 11:41:49]
[问:lzhgenius] A/D转换器的位数对弱信号测量精度有什么影响,是不是越高月好. 
[答:David] 不是呀,放大电路很重要,取得真实信号转换才有意义,要根据被测信号要求选性价比最合适的.位数高是好,价格也高呀.  [2005-10-25 11:43:31]
[问:Jenny_lyl_liu] 請問使用什麽樣的儀器才能真正做到準確測量 
[答:Steven] 仪器的选择要有针对性,比方说测小电流高阻的应该选用静电计或皮安表,测量低电压地电阻可以选择纳伏表。   [2005-10-25 11:43:55]
[问:wendy6218] 我们是从事磁性测量(非硬磁)的工作,如果希望在较宽频段下测量磁电阻(如交流达40MHz或更高,是否有类似仪器可选配),希望能听一听专家的建议。 
[答:David] 是交流电阻吗?  [2005-10-25 11:45:23]
[问:tvcdl] 能否测量对地电阻(接地电阻)和对地电压?谢谢! 
[答:David] 可以呀,不过要根据测试条件选择仪器.  [2005-10-25 11:46:05]
[问:shandong] 请问一下,减小干扰的措施都有哪些?效果有好,成本又低的都有那些措施? 
[答:David] 屏蔽是比较有效,成本又低的,但要注意单点接地  [2005-10-25 11:47:10]
[问:jj6868] 我需要精确测量电阻,是否需要特殊的夹具来减小接触点的电阻的不确定性. 
[答:Billy] 如果测量的是低阻,夹具是有讲究的,不仅要采用良好的触点材料,避免氧化,还要注意每次测量时的压力要保持一致;另外四线测量的SENSE引线,也要确保良好地接到被测电阻上。  [2005-10-25 11:47:50]
[问:luogongqiang] 选用低电阻的测量仪表,要注意那几方面的问题? 
[答:David] 根据被测量选择,如是否需要变电流源,需要DELTA模式与否等等   [2005-10-25 11:48:42]
[问:zzkeng] 微电流的测量和微电压的测量有何差别? 
[答:Billy] 主要差别在于其误差来源,有很大的不同。因而必需对症下药,才能解决问题。  [2005-10-25 11:49:38]
[问:我是一条鱼] 如果放大低电压,也会放大误差了,怎么解决! 
[答:David] 你说的是干扰信号吧,我们今天讲的主要就是避免干扰(误差)信号不与被测信号混合一起进入仪表.  [2005-10-25 11:50:14]
[主持人:ChinaECNet] 恭喜您, 重庆智能水表有限责任公司的中南海77经过电脑抽奖您在本次座谈中获得一部MP3播放器。请网名为中南海77的用户与中电网联系(8610-82888222-7008 或 lilin@chinaecnet.com)。  [2005-10-25 11:50:56]
[问:Willy123] 如何准确测量低电压、低电阻? 低电压、低电阻范围是多少?如何定义划分? 谢谢!! 
[答:David] 一般是指mV/Ohm以下的可以根据今天讲座内容,参考仪器选择来完成.  [2005-10-25 11:51:54]
[问:ivanjin] 请问,测量的探针对测量的结果的影响如何评估呢?如何选取探针?谢谢! 
[答:Billy] 测试夹具与四探针测量中用到的探针,主要需要保证良好的欧姆接触,并且稳定可靠。 选取探针要注意材料与其工艺。  [2005-10-25 11:52:18]
[主持人:ChinaECNet] 在此,中电网特别感谢给予本次中电网在线座谈巨大支持的Keithley公司,特别感谢专门在线回答各位听众(网友)提问的Keithley公司的各位专家们,特别感谢各位听众(网友)积极热情的参与。  [2005-10-25 11:52:40]
[问:中南海77] 测低电压有哪些好的方法?测低电阻有哪些好的方法? 
[答:David] 方法不能说好坏,要选择合适的,请您提具体测量要求好吗?   [2005-10-25 11:53:01]
[问:luogongqiang] 对低电平和低电阻的测量,如何进行测量资源的配置或合理选用测量仪表? 
[答:Steven] 具体取决于测量要求。如果低电阻测量到微欧姆,电压到纳伏那么精度高数字表就可以了像2002,2010等。 更低的可以选用专用的表像纳伏表测电压测电阻,或者前置放大器与数字表配合也可以达到同样的测量效果  [2005-10-25 11:55:31]
[问:jackeywei] 请问专家,所谓的低电平测试,其范围是多少??如果测量的电压电流为mV和mA级时,算不算低呢?谢谢! 
[答:David] 我们在第一讲有个低电平测量范围的定义,我认为并不是绝对严格的.测量mV电压就属于,而mA电流测量一般就不算  [2005-10-25 11:56:02]
[问:hanjinyan] 专家您好, 你们是怎么解决精密微弱信号测量中的环境噪音的抑制或滤波呢? 
[答:Steven] 屏蔽是通常使用的办法,具体就是根据测试器件来定屏蔽的盒子或者屏蔽网  [2005-10-25 11:58:34]
[问:sunbin_1980] 在小信号测量中,多路开关各通道间互相窜扰如何解决 
[答:Billy] 开关技术是另一项Keithley的优势技术,可提供特殊的适合小信号测量的开关系统产品。如接触电势小到30nV的开关,低漏电的开关、高压的、高频的等等开关系统。相互窜扰是一个设计人员要注意的问题,在产品选型时比较容易,选择隔离好的开关即可。  [2005-10-25 11:59:08]
[问:horaceliang] 对于某些IC的敏感脚,如sense或弱电压输出。探头的电容就可能改变其值或引进EMI。针对这种情况请问有何对策可以准确测量? 
[答:Steven] 可以采用guard技术。  [2005-10-25 12:02:48]
[问:riello] 测量低电阻时如何选择隔离技术来得到一个不会存在的接地环路?这种隔离技术采用什么方法来实现? 
[答:Steven] 问题很难理解。具体请和我们联系。  [2005-10-25 12:05:23]
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[问:] Johnson与内阻有关,但常用仪器的内阻都比较大,是不是带来的噪声也比较大?谢谢!
[答:] 不是这样的,高端的数字多用表等效内阻约20k-100kΩ, 而专门测量极低电压的纳伏电压表2182A的内阻~7k Ω, 最高端的纳伏前置放大器(型号1801)等效内阻只有20 Ω,因而噪声很小。
[问:] 测量小电压电流的仪器买什么品牌最好
[答:] 当然,大家公认Keithley是业内最好的。
[问:] 低电平测量中常见的故障有那些?如何排除这些故障?
[答:] 这个问题很好,正是该技术讲座覆盖的内容。非常巧的是,我们针对各种测量故障,制作了一份如何排除测量故障的CD,极有实用价值。您可免费索取,800-810-1334.
[问:] 对于放大倍数大于10000倍的直流放大器设计时应注意那些问题
[答:] 抱歉,不是本讲座的内容。
[问:] 贵公司能否推荐一些高灵敏度的温度传感器,谢谢!
[答:] 常用的温度传感器,热电偶、铂电阻、热敏电阻,后者灵敏度高。我们有一个温度测量的研讨会中较详细地回答了有关问题,可免费索取该研讨会的CD,800-810-1334.
[问:] 老师 你好,请问一下你们所讲的是用什么样的精确度的测量仪器。 谢谢
[答:] 根据具体的测量要求,才能知道。
[问:] 能否介绍一下高阻抗的测量?它和低电阻的测量有何差别?
[答:] 敬请预定下一讲,11月8日,会详细介绍高阻测量。
[问:] 你们采用什么原理或方法测量,低电阻?
[答:] 非常简单,欧姆定律。
[问:] 请问精密测量时电源设计如何降低电源纹波(15V电压纹波10mV)?
[答:] 精密测量中常采用电池,或者多级滤波来降低纹波。
[问:] 請簡單介紹一下測量技術的應用範圍
[答:] 该讲主要介绍微弱的电压测量和极低电阻的测量技术。
[问:] 請問有這方面的專用的較好的工具碼?
[答:] 电压测量,一般建议采用纳伏多用表(型号为2182A),7-1/2位显示。
[问:] 铜与铜接头要注意什么?这样保证接头是最好的?小电流的导线材料铜有什么要求?
[答:] 主要避免氧化铜,制作时采用冷钳压紧,保证良好接触。
[问:] 希望能将100uV量级0-100M的电压信号,放大到5v,需要注意哪些问题。
[答:] 这是一个宽带放大器的问题,选择带宽足够的放大器。
[问:] 小容量电阻,电感和电容的测定问题?以及精确度不高,可能带来的问题! 就这样了!谢谢!
[答:] 选择高精度的仪器即可。
[问:] 有没有电子版的《低电平测量手册》?在哪里下载?
[答:] 暂不提供电子版。
[问:] 在微弱信号测量时,ADC的基准电压是不是越小越好?谢谢!
[答:] 不一定。
[问:] 怎样处理测量中的噪声问题?
[答:] 常规方法是模拟和数字滤波。
[问:] 这里提到的低电压,低电阻的范围是多少.
[答:] 指小于微伏和小于1欧姆
[问:] 准确测量低电压、低电阻 所用到的仪器及相关参数
[答:] 测低电压建议选2182A纳伏表(分辨率到纳伏),低阻可选微欧计(分辨率到微欧)。