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INSTRUMENTOS DIGITALES

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Resistencias por encima de 10 G . Circuitos donde se debe minimizar la carga. ... Resistencia de entrada 100 T , puede llegar hasta 10 P ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: INSTRUMENTOS DIGITALES


1
INSTRUMENTOSDIGITALES
  • MEDIDAS ELECTRONICAS I

2
TEMARIO
  • Electrómetro.
  • Picoamperímetro.
  • Nanovoltímetro.

3
ELECTROMETRO
  • Empleo
  • Necesidad extensión del rango de mediciones.
  • Corrientes por debajo de 100 pA.
  • Resistencias por encima de 10 G?.
  • Circuitos donde se debe minimizar la carga.
  • Medición de fuentes de tensión con RIN gt 1 M?.
  • Medición de corrientes con tensiones carga lt
    cientos milivolts.

4
ELECTROMETRO
  • Empleo
  • Mediciones no factibles con instrumentos de uso
    general.
  • Medición de cargas.
  • Medición de corrientes sensibles.
  • Medición de señales próximas al límite de ruido
    Johnson.

5
ELECTROMETRO
  • Función voltímetro
  • Resistencia de entrada 100 T?, puede llegar hasta
    10 P?.
  • Corrientes de offset de entrada de 5 fA pudiendo
    llegar hasta 50 aA.
  • Puede medir
  • Tensión en un capacitor de 500 pF sin
    descargarlo.
  • Potencial de un cristal piezoeléctrico o de
    electrodos de pH.

6
ELECTROMETRO
  • Circuito

Si RA 0 RB ? A 1
7
ELECTROMETRO
  • Función amperímetro
  • Puede medir corrientes de
  • 1 fA.
  • Fotomultiplicadores.
  • Cámaras de iones.
  • Semiconductores.
  • Espectrómetro de masa.
  • Otros dispositivos.

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ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Mide resistencias empleando los métodos de
    tensión o corriente constante.
  • Corriente constante resistencias hasta 200 G?.
  • Tensión constante resistencias hasta 10 P?.
  • Se prefiere el método de tensión constante, ya
    que se prueba el resistor con una tensión
    conocida.

9
ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Electrómetro en función picoamperímetro y fuente
    de tensión externa.

RX se obtiene por calculo
10
ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Electrómetro en función picoamperímetro y fuente
    de corriente auto contenida.

Se emplea en electrómetros analógicos. Obtener
relación I-V de semiconductores. R gt 10 G?
velocidad de lectura más lenta.
11
ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Electrómetro con modo guarda

Nodo HI rodeado por una guarda. Mayor velocidad
de lectura para RX gt 10 G?.
12
ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Electrómetro en función voltímetro y fuente de
    corriente externa.

13
ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Electrómetro en función voltímetro y fuente de
    corriente externa, con buffer x1.

Se puede emplear un voltímetro con baja
impedancia de entrada como un DMM.
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ELECTROMETRO
  • Función óhmetro
  • Nanovoltímetro y fuente de corriente externa.
  • Puede medir resistencia de bajo valor (lt ??).
  • Emplea el método de 4 terminales.
  • Para eliminar el offset se puede emplear una
    fuente bipolar y luego promediar los valores
    obtenidos.

15
ELECTROMETRO
  • Medidor de cargas (Coulombmeter)
  • Detecta cargas por debajo de 800 aC.
  • Tensión de carga lt 100 ?V.
  • Mediciones de corrientes lt 10 aA.
  • Principio funcionamiento Q C.V.

16
ELECTROMETRO
  • Medidor de cargas (Coulombmeter)

Capacidad de entrada es igual a A.CF. Mayor
capacidad efectiva de entrada con capacitores CF
de menor tamaño.
17
NANOVOLTIMETRO
  • Voltímetro sensible.
  • Menor tensión de ruido y corrimientos que el
    electrómetro.
  • Mayor corriente de ruido y corrimiento que el
    electrómetro, pero menor que el DMM.
  • Sensibilidad de 1 nV.

18
NANOVOLTIMETRO
  • Preamplificador
  • Característica importante baja tensión de ruido a
    la entrada.

Valores de RA y RB de forma tal que A 1.000
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PICOAMPERIMETRO
  • Basado en la función amperímetro del
    electrómetro.
  • Bajo potencial de carga.
  • Comparado con un electrómetro
  • Velocidad similar o mayor.
  • No tan buena sensibilidad.
  • Menor costo.
  • Características especiales
  • Alta velocidad.
  • Respuesta logarítmica.

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PICOAMPERIMETRO
  • Con shunt
  • RS lo más pequeño posible para
  • Mejor
  • Exactitud.
  • Estabilidad.
  • Coeficiente de tensión.
  • Menor constante de tiempo.
  • Mayor velocidad.

21
PICOAMPERIMETRO
  • Con realimentación

22
PICOAMPERIMETRO
  • Con realimentación

23
PICOAMPERIMETRO
  • Alta velocidad

Se minimiza la capacidad paralela. Si R1.C1
RF.CF Area sombreada actúa con RF en paralelo con
CF 0.
24
PICOAMPERIMETRO
  • Logarítmico

Reemplazo del resistor de realimentación por un
diodo. Ventaja se pueden leer varias décadas de
corriente sin cambiar la realimentación. Desventaj
a pérdidas de exactitud y resolución.
25
PICOAMPERIMETRO
  • Logarítmico

Mejor rendimiento con Tr de pequeña señal.
26
MICRO OHMETRO
  • Tipo especial de óhmetro.
  • Medición de resistores de bajo valor 10 ??.
  • Empleo técnica de 4 terminales.
  • Compensación de offset con corrientes pulsantes.
  • Limita tensión de prueba sobre el resistor a lt 20
    mV.

27
MICRO OHMETRO
  • Técnica de 4 terminales.

28
MICRO OHMETRO
  • Técnica de 4 terminales pulsado.
  • Permite cancelar offset.
  • Se mide 2 veces la tensión sobre el resistor
    desconocido
  • Con tensión de excitación.
  • Sin tensión de excitación.
  • Cualquier tensión medida en el caso 2 se debe a
    FEM.

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MICRO OHMETRO
  • Técnica de 4 terminales pulsado con limitación de
    tensión.
  • Adiciona un resistor en serie con la fuente para
  • Limitar la tensión a circuito abierto a 20 mV.
  • Evitar ruptura películas aislantes.
  • El medidor debe medir la tensión sobre RSH, RREF
    y RX.

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ELECTROMETRO ANALOGICO
  • Instrumento completo.
  • Función de las llaves
  • Función/Rango selecta parámetro y rango.
  • Multiplicadora selecta sensibilidad.
  • Realimentación selecta modo.

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ELECTROMETRO DIGITAL
  • Instrumento completo.

Sección analógica igual que el anterior. Preamplif
icador para incrementar sensibilidad y
resistencia de entrada. Salida amplificador
principal se envía a la salida analógica y al
conversor A/D. Salida conversor A/D 0a 200 mV o
0 a 2 V CC.
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NANOVOLTIMETRO
  • Instrumento completo.

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INSTRUMENTOSDIGITALES
  • MEDIDAS ELECTRONICAS I
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