Bagaimana tepatnya mengukur biaya kecil?

8

Saya memiliki fenomena yang menghasilkan perpindahan muatan (kecil) (yang tidak dapat saya ukur untuk saat ini, ini adalah masalah utama, misalkan kepadatan permukaan muatan akan sama dengan ketika Anda menggosok balon yang melambung ke rambut Anda), dan Saya ingin mengukurnya. Ide saya adalah menggunakan kapasitor kecil (0,1 pF) yang akan menyimpan muatan yang dipindahkan, dihubungkan ke osiloskop yang tepat. Saya perlu osiloskop untuk dihubungkan dengan pc saya maka seseorang menyarankan saya untuk mendapatkannya di picotech.com. Saya kira saya kebanyakan membutuhkan oscillo yang sangat sensitif, yang akan dapat mengukur tegangan yang sangat kecil. Dan saya kira saya perlu kapasitansi sekecil mungkin karena V = q / C.

Apa pendapat Anda tentang pendekatan ini? Saya yakin ada efek yang tidak saya perhitungkan (saya seorang ahli matematika, pemula dalam bidang elektronik), dan bisakah seseorang memberi tahu saya osiloskop mana yang bisa saya beli? Anggaran saya hingga 400 euro. Terima kasih !

capacitor oscilloscope Alfred
sumber
2
Saya pikir input kapasitansi osiloskop Anda akan membanjiri kapasitor 0.1pF. Anda harus memberi kami perkiraan jumlah tagihan yang ingin Anda amati. Pada akhirnya, 400 euro mungkin tidak akan mendapatkan peralatan uji kelas atas.
Elliot Alderson
@ElliotAlderson katakanlah bahwa kerapatan permukaan muatan akan sama seperti ketika Anda menggosok balon yang membesar ke rambut Anda, yang kemudian dapat menempel ke langit-langit
Alfred
1
Itu tidak membantu. Saya tidak pernah mengukur muatan dari percobaan itu. Berapa banyak coulomb yang kamu bicarakan? Mengapa Anda berbicara tentang "kerapatan permukaan muatan", bukan muatan absolut? Saya pikir Anda perlu memberi kami lebih banyak informasi.
Elliot Alderson
4
Dalam hal ini, Anda memerlukan sesuatu yang lebih di sepanjang garis elektrometer . Topik ini juga dibahas di EEVblog, di sini dan di sini .
Dave Tweed
Dave Tweed memilikinya. Cari "penguat elektrometer" untuk digunakan sebagai ujung depan sensitif ke ruang lingkup yang agak biasa.
Brian Drummond

Jawaban:

10

Jika Anda menggunakan amplifier muatan transimpedansi, kapasitansi input amplifier adalah ke ground virtual sehingga hanya memiliki efek (untuk urutan pertama) pada noise.

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

R1 menyediakan jalur DC untuk arus bias dan harus bernilai sangat tinggi

Mengabaikan R1, perubahan tegangan output untuk biaya input q adalah -q / C1

Op-amp bisa berupa jenis elektrometer, tetapi jika Anda tidak tahu besarnya muatannya, Anda mungkin ingin memulai dengan $ 2,50 (atau 0,25) sebelum Anda menggunakan $ 25.

Mungkin coba 100pF atau 1nF dan 10M (konstanta waktu 1ms / 10ms) dengan asumsi yang sesuai dengan waktu impuls biaya Anda.

Op-amp arus bias bias yang baik mungkin dapat memberikan keluaran yang bermanfaat dengan sinyal 100uV atau kurang, yang mewakili muatan 0,01pC dengan 100pF. Anda dapat menambahkan tahap amplifikasi sesudahnya jika Anda ingin sedikit lebih lebar cakupan bandwidth-lebar cenderung cukup berisik bahkan pada x1.

Saya menduga Anda memiliki sedikit muatan berdasarkan pada deskripsi rata-rata Anda dan Anda mungkin harus memiliki lebih banyak kapasitansi dan / atau resistansi seri untuk menghindari kerusakan voltase - selain itu alasan untuk memulai dengan op-amp soket yang lebih murah.

Spehro Pefhany
sumber