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电流测量中引起误差电流的原因解析

     当输入端开路时,理想安培计的读数应当为零。然而,实际的安培计在输入端开路时的确有一些小的电流。这种电流称为输入偏置电流,是由有源器件的偏置电流以及流过仪器内部的绝缘子的泄漏电流所引起的。皮安计、静电计和SMU中产生的偏置电流在仪器的技术指标中给出。输入偏置电流叠加到被测电流上,所以仪表测量的是两个电流之和: IM = IS + IOFFSET

    输入偏置电流可以通过盖上(capping)输入连接器并选择最低的电流量程来决定。深圳pcb抄板用大约5分钟的时间使仪器达到稳定,然后读取读数。该读数应当在仪器的技术指标之内。
    从测量结果中减去输入偏置电流的另一种方法是使用安培计的相对(REL或ZERO)功能。在开路的情况下使读数达到稳定,然后打开REL功能。建立REL值以后,以后的读数就都是实际输入值和该REL值之差。
    ②外部偏置电流
    外部偏置电流可以由与安培计相连的绝缘体上的离子沾污产生。这种偏置电流也可以由摩擦电效应和压电效应等原因在外部产生。如图2- 18所示,外部偏置电流也加到源电流上,仪表显示的也是这二者之和。
    外部偏置电流可以用仪器的电流抑制功能(如果有此功能的话)来消除,也可以用一个比较稳定、安静的外部电流源来消除,如图2-19所示。采用这种方法时,仪表测量的电流为: IM = IS + IOFFSET - ISUPPRESS
    如果IOFFSET和ISUPPRESS大小相等、极性相反,则: IM = IS
    采用外部电流源的好处是IOFFSET可以等于甚至大于仪器满量程之值,只要IOFFSET - ISUPPRESS 比较小即可。
    2.摩擦电效应
    摩擦电电流是由导体和绝缘体之间摩擦产生的电荷生成的。这时,摩擦引起自由电子脱离导体,产生电荷不平衡,从而产生电流。
    “低噪声”电缆能大大降低这种效应。这种电缆通常使用聚乙烯的内层绝缘层,并在外层屏蔽的下面涂敷以石墨。石墨可以起润滑作用,并形成导电的等电位圆柱体,以使电荷平衡并尽量降低由电缆运动的摩擦效应所产生的电荷。然而,在受到振动或伸缩作用时,即使是低噪声电缆也会产生一些噪声。所以,所有的连接都要尽量地短,避免温度变化的影响(温度变化会产生热膨胀力),并且最好将电缆固定在不振动的表面,如墙壁、桌面或其它牢固的结构上。
    有多种方法可以解决运动和振动的问题:
    * 消除与振动源的机械耦合。马达、泵和其它的电机设备都是常见的振动源。
    * 使测试夹具稳定。牢靠地固定或绑扎电子元件、导线和电缆。屏蔽应当牢靠、完善。
    摩擦电效应也可能在其它绝缘体和导体互相接触摩擦时发生。所以在构建测试夹具和进行弱电流及高阻抗连接时,尽量减少绝缘体之间及导体之间的接触也是很重要的。