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在功率级低至5纳瓦时检测极低电流

案例描述

用仪表极其精密地检测极低动态电流,不受噪音、温度变化和热电动势的影响。

 

应用领域:

电子监控系统中极低电流需要被监测,和在较高电平电路电子监控系统中屏蔽寄生效应影响较小的场合使用。

使用产品: VCS1625Z (Z-Foil), 0.5 Ω, 0.5%

§  温飘:±0.2ppm/℃典型(-55℃~+125℃,参考温度+25℃)

§  电流噪声小于-40dB

§ 热电动势:0.05μV/℃(典型)

 

面临的挑战

要精确检测极低电流(100μA~400mA)是非常困难的,因为热电动势、噪声、温飘实际产生的寄生效应可能使测量值产生数倍的误差。

Fig.1:动态电流测流计简化图

解决方案

进行极低电流检测需要一个高精密电流检测电阻。我使用VPG的Z系列(VCS1625Z)四脚(开尔文连接)高精密箔电阻,四脚连接可以消除压降误差,如果使用两脚电阻,检测电压的两个引脚就会存在电压。在电流检测电阻中,接触电阻和引脚电阻可能比电阻材料本身要大很多,所以如果使用两脚电阻,其引脚引起的误差会非常大。而箔电阻具有低热电动势,低噪音和低温飘的特点,确保了被测电流不会因为传统电阻技术产生的寄生效应而衰减。

一个低至50μV的输出电压和放大的电势寄生误差,可能会同时进入放大器,误差也就被放大了,这时系统可能只显示出了误差,而真实的电流完全损失,这是非常现实的问题。因此箔电阻的特性对监测系统的正常运行至关重要。

这种方法非常准确,我可以精确测量所需的电流。

Fig.2:动态电流测流计印刷电路板

使用者如是说

我们设计了一个监测动态电流的测流计(图1和2)。测流计用高边检测电流检测方法来测量电流。我们通过在电源和电路负载间使用一个分流电阻来实现。感应电压被准确的电流检测放大器放大,提供给模数转换器。在模数转换器中,感应电压被转换成一个代码,通过使用微控制器的通用非同步收发传输器传输到电脑。电脑接收到代码后进行处理,然后结果会被显示在图形用户界面(图3)。

 

Fig. 3: 图形用户界面-电流检测程序截屏

点击次数: 263 次   更新时间:2018-03-24  【打印此页】  【关闭
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