Jump to content

    

Электрометрия: тераомметр, с чего начать?

Recommended Posts

haker_fox

Добрый день, коллеги! Мне выдали разработку нового направления: разработка тераомметра, прибора, измеряющего сопротивления изоляции. Пока необходимо составить мини-ТЗ. Но эта тема для меня совершенно нова. Я, конечно, изучаю некоторую литературу и руководства на приборы аналоги. Но хотел бы обратиться на форум за дополнительной поддержкой. Порекомендуйте мне, пожалуйста, самую разнообразную литературу, которая проливает свет на то, как измерять сопротивление изоляции. Если будут ссылки на схемы, то буду благодарен дополнительно) Спасибо заранее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Plain

Обычно на усилителе заряда делают, т.е. интеграторе, компараторе и защёлке таймера МК — на измеряемое сопротивление подают эталон напряжения, обычно 1В, 10 В, 100 В и т.п., и полученный ток подают на интегратор — сперва защита на BAV199 встречно, затем 1 кОм и обычный КМОП ОУ, конденсатор плёночный, последовательно с 1 кОм, потому что сброс посредством подачи на неинвертирующий вход "1", и, для создания измерительного интервала, на опорный вход компаратора подаются два отступающих от шин питания произвольных напряжения, создаваемых МК посредством делителя.

 

Для нуля шкалы логично нужен ток смещения, т.е. минимально заведомо превосходящий сумму утечек входа схемы на данный момент — он создаётся посредством резистора с биполярного ЦАП, отрицательное напряжение для питания схемы которого получается помпой с таймера МК. Для ускорения поиска тока утечки задействуют не компаратор, а подключённый к интегратору АЦП МК.

 

Для калибровки по двум точкам, сперва с отключённым входом компенсируется и измеряется ток утечки, затем подключают и измеряют эталон сопротивления на 1В.

Share this post


Link to post
Share on other sites

stells
1 час назад, Plain сказал:

обычно 1В, 10 В, 100 В и т.п.

Я так понял речь о меггере? Там же киловольты (250,500,1000,2500В...)

Edited by stells

Share this post


Link to post
Share on other sites

haker_fox
1 minute ago, stells said:

Я так понял речь о мегере? Там же киловольты (250,500,1000,2500В...)

Да, до 5 кВ. Хотя есть и 10 кВ.

1 hour ago, Plain said:

т.е. интеграторе, компараторе и защёлке таймера МК

По сути АЦП одногкратного интегрирования? Интересно, что в схемах приборов-конкурентов видел два сигма-дельта АЦП, один измерял напряжение, второй - выход интегратора. Странно, что в канале измерения тока они поставили АЦП, а не подключили интегратор к входу таймера...

@Plain, спасибо за столь объёмный ответ!!! Был бы в Москве, поставил бы ящик любимого напитка)))

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

khach

Там самое сложное- сделать измерительный каскад который бы пережил пробой изоляции в измеряемом кабеле. Т.е есть длинная линия ( кабель) со своей емкостью, его испытывают 2.5 кВ например и в какой то момент кабль пробивает. Там килоамперы летят в этом момент. Измеритель конечно сбоку висит относительно  цепи КЗ, но если входной каскад хлипкий и без защитного резистора - то выгорает легко.

Share this post


Link to post
Share on other sites

_pv

ddc112 пара тысяч электронов шума при сотне мс интегрирования.

если получится сделать заметно лучше на рассыпухе - расскажете как.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

rudy_b

Если речь идет о стандартном меггере, то электрометр не нужен, токи достаточно велики.

Уточните диапазон измерения сопротивления + при каких напряжениях измеряется.

Share this post


Link to post
Share on other sites

haker_fox
37 minutes ago, rudy_b said:

Уточните диапазон измерения сопротивления + при каких напряжениях измеряется.

Нужно измерять в диапазон 100 МОм - 10 ТОм. Ток источника не более 5 мА. Реально ток дожен задаваться от 10 пА до 5 мА. Но силовой источник - не моя проблема. Моя задача: разрааботать измеритель и алгоритмы. Измерять сопротивление нужно с погрешность 5 - 25 % (пока не могу уточнить по диапазонам). Ток нужно измерять с разрешением 1 пА, но мне пока не понятно: зачем? Это требование по разрешению на имзерение тока поступило "сверху". Я пока всё это сам уточняю.

3 hours ago, _pv said:

если получится сделать заметно лучше на рассыпухе - расскажете как.

Мне бы пока теорию подковать. Тогда можно будет говорить об элементной базе.

3 hours ago, khach said:

Там самое сложное- сделать измерительный каскад который бы пережил пробой изоляции в измеряемом кабеле.

Это хорошее замечание!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Plain
57 минут назад, haker_fox сказал:

ток дожен задаваться от 10 пА до 5 мА

Тогда вышеописанная схема не годится, и очевидно 5 мкА.

Share this post


Link to post
Share on other sites

dpss

Я бы начал с того, что достал бы готовый тераомметр и посмотрел на нем утечки на разных изоляционных материалах, кандидатах на печатную плату входной части. Когда  занимались пикоамперными усилителями, то делали их на поликоре, стеклотекстолит давал утечки. Схема чувствовала изменение влажности воздуха, с лакировкой вообще не работала и не вздумайте делать на фторопластовой основе. Он реагирует на пролет частиц космического излучения. Мы довольно много информации нашли в старых журналах Приборы и техника эксперимента. У физиков часто бывают подобные задачи. Раньше архив за многие годы свободно лежал в сети. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

НЕХ
1 hour ago, dpss said:

. Мы довольно много информации нашли в старых журналах Приборы и техника эксперимента. У физиков часто бывают подобные задачи. Раньше архив за многие годы свободно лежал в сети. 

Я был бы счастлив притронуться к этому сокровищу. Но помню, ребята просканировав , решили монетизировать...

Помню тот самый радостный день, когда на электрониксе засветилась ссылка на   sci-hub ! И жизнь уже не была прежней!

Share this post


Link to post
Share on other sites

haker_fox
7 hours ago, Plain said:

Тогда вышеописанная схема не годится, и очевидно 5 мкА.

Я ошибся. Диапазон измеряемых сопротивлений от 5 кОм до 10 ТОм. Спасибо за замечание.

 

5 hours ago, dpss said:

и не вздумайте делать на фторопластовой основе.

Исследуя готовый тераомметр, мне показалось, что вся его измерительная часть собрана на FR-4.

5 hours ago, dpss said:

Мы довольно много информации нашли в старых журналах Приборы и техника эксперимента

Благодарю! Вы случайно не помните насколько старых (т.е. года)? Журнал, как я понял, стал платным, и не хочется платить за ненужную информацию)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

haker_fox

Такой момент: можно ли использовать в качестве ёмкости интегратора (измерение пикоамперных токов) кусок кабеля RG58, чтобы не покупать довольно "капризный" конденсатор? Я видел, что кусочек тефлонового коаксиала используется в какой-то линии задержки в HP3458. Хоровиц и Хилл в 3-м издании тоже приводят схему с кусочком кабеля.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Plain
1 час назад, haker_fox сказал:

можно ли использовать в качестве ёмкости интегратора

От Вас же ток потребовали задавать, какой тут интегратор.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.