Измерение среднего тока, в районе 15uA Опции

[ar__systems]

Разрабатывал прибор с питанием от батарейки. Одно из требований было непрерывная работа в течении 15 лет.

Разработал, среднее потребление тока получилось в районе 15uA. Потом возникла проблема - померять его и убедить заказчика в точности измерений.

В чем сложность -- прибор использует аналоговый датчик давления, который включается с частотой 1 или 3 герца, соответсвенно мгновенная величина тока возрастает до (ориентировачно) 1mA на время порядка 500uS и спадает по экспоненте. Т.е. никаким амперметром непомерять.

В результате я мерял просто напряжение на резисторе 3.3К вставленное в цепь питания отфильтрованное через RC фильтр с большой постоянной времени.

Меряется по идее правильно, но заказчик был все время в сомнении и искал альтернативный способ померять ток. Ну еще была проблема в том, что стартовй ток прибора был большой, и требовалось порядка 15 сек для того, что бы фильтр среагировал. Каких-то готовых приборов для таких измерений я не нашел. Предложил им померять время работы от элементов для часов, но что-то у них не дошли руки.

Кто сталкивался с подобными вопросами? Какие были решения?

[SSerge]

Стрелочный микроамперметр (на 50 или 100 мкА) при таких временах вполне нормально интегрирует. Стрелка будет немного колебаться туда-сюда на каждый импульс. По моему опыту - на заказчика производит неизгладимое впечатление, почти как удав на кролика и гораздо нагляднее всех прочих методов.

[ar__systems]

Стрелочный микроамперметр (на 50 или 100 мкА)

Хм... Спасибо, почему-то не приходило в голову, что для такого диапазона есть стрелочные микроамперметры... Обязательно попробую в следующий раз.

[zltigo]

Хм... Спасибо, почему-то не приходило в голову, что для такого диапазона есть стрелочные микроамперметры...

Только для такого они и есть . Три варианта 50-75-100uA все остальное шунтами. Только интегрировать они на самом деле будут поганенько короткие импульсы. Посему берется приличный цифровой осциллограф - он Вам и проинтегрирует.

[ar__systems]

Только для такого они и есть . Посему берется приличный цифровой осциллограф - он Вам и проинтегрирует.

Ну не знаю... Чтобы посчитать ток в 15uA с точностью 5% и при этом иметь возможность мерять ток в 1.5mA без clipping, требуется скоп с минимум 11 битами вертикального разрешения. А чтобы как следует померять импульсы длиной 500uS с частотой 1Гц, нужна глубина памяти в 100 000 точек. Что-то я таких не встречал. (Мы меряли все это по частям более плохими скопами, но для этого требуется комбинирование разных измерений, что в результате весьма не наглядно и уверенности у заказчика не вызывает.)

[alexf]

Ну не знаю... Чтобы посчитать ток в 15uA с точностью 5% и при этом иметь возможность мерять ток в 1.5mA без clipping, требуется скоп с минимум 11 битами вертикального разрешения. А чтобы как следует померять импульсы длиной 500uS с частотой 1Гц, нужна глубина памяти в 100 000 точек. Что-то я таких не встречал. (Мы меряли все это по частям более плохими скопами, но для этого требуется комбинирование разных измерений, что в результате весьма не наглядно и уверенности у заказчика не вызывает.)

Возьмите AVR - у него ADC 10 бит. Особой скорости не требуется если первый этап интегрирования на маленьком конденсаторе параллельно входу. Программа проинтегрирует хоть за сутки.

Я еще лучше как уже было предложено: зарядить конденсатор. Померять напряжение через скажем 30 мин для контроля саморазряда.
Подключить прибор и опять померять через то же время. Дальше калькулятор поможет.

[rx3apf]

Я еще лучше как уже было предложено: зарядить конденсатор. Померять напряжение через скажем 30 мин для контроля саморазряда.
Подключить прибор и опять померять через то же время. Дальше калькулятор поможет.

Калибровать каждый раз надо, или брать очень хорошие (и очень дорогие) конденсаторы - если речь идет о больших емкостях. IMHO, сюда просто напрашивается AD7741/42...

Ну не знаю... Чтобы посчитать ток в 15uA с точностью 5% и при этом иметь возможность мерять ток в 1.5mA без clipping, требуется скоп с минимум 11 битами вертикального разрешения. А чтобы как следует померять импульсы длиной 500uS с частотой 1Гц, нужна глубина памяти в 100 000 точек. Что-то я таких не встречал. (Мы меряли все это по частям более плохими скопами, но для этого требуется комбинирование разных измерений, что в результате весьма не наглядно и уверенности у заказчика не вызывает.)

Да, вот идея-то на первый взгляд красивая, а малая разрядность все убивает. У Rigol 1052E 1 мегасемпл памяти, если задействовать два канала, для малых токов и для больших, может, что и получится, но да, на импульсах будет перегрузка "малого" канала, при обработке это надо выкинуть, и только внешней обработкой. Коряво...

[Tanya]

Калибровать каждый раз надо, или брать очень хорошие (и очень дорогие) конденсаторы - если речь идет о больших емкостях. IMHO, сюда просто напрашивается AD7741/42...

Вот, специально для Вас.
Из хлама конденсатор 6800 мкф на 25 вольт. За 100 секунд напряжение упало меньше процента.
У автора среднее потребление - 15 мкА. За 100 секунд такой ток разрядит конденсатор на 0.22 вольта.
Один раз надо измерить емкость - разряжать через резистор. Автору нужно один раз заказчика убедить.

[rx3apf]

Один раз надо измерить емкость - разряжать через резистор.

А завтра конденсатор подсохнет или изменится температура ? Я имел в виду, "калибровать каждый раз", хотя бы при изменении окружающих условий.

[Tanya]

А завтра конденсатор подсохнет или изменится температура ? Я имел в виду, "калибровать каждый раз", хотя бы при изменении окружающих условий.

Ему не нужно каждый прибор проверять. Только один раз продемонстрировать. Так мне показалось.

[rx3apf]

Ему не нужно каждый прибор проверять. Только один раз продемонстрировать. Так мне показалось.

Если так - то я согласен, не возражаю Да, откалиброваться-то надо дифференциально, собственную утечку конденсатора никто не отменял. Да и отформовать не повредит.
Мне-то хотелось сделать прибор для повседневного применения, если не для каждого изделия, то достаточно часто...

[ar__systems]

Если так - то я согласен, не возражаю Да, откалиброваться-то надо дифференциально, собственную утечку конденсатора никто не отменял. Да и отформовать не повредит.
Мне-то хотелось сделать прибор для повседневного применения, если не для каждого изделия, то достаточно часто...

На самом деле по моему совету они стали мерять потребление у каждого устройства. Я им сделал девайс на основе того же фильтра, усилителя и пары компараторов.

[Tanya]

На самом деле по моему совету они стали мерять потребление у каждого устройства. Я им сделал девайс на основе того же фильтра, усилителя и пары компараторов.

И сколько штук они измерили уже?