¿Habría algún problema al poner diodos en paralelo inverso en paralelo con las entradas de un microamperímetro?

• Los diodos espalda con espalda actúan como protección siempre que el medidor pueda sobrevivir alrededor de 0.7V a través de sus terminales/

• Los diodos de silicio consecutivos no afectarán las lecturas sustancialmente por debajo de aproximadamente 0,3 V en los terminales del medidor.

• El uso de un voltímetro en un rango de 200 mV y una resistencia de detección en serie a menudo permitirá una medición de corriente a prueba de destrucción más voltajes de carga superiores en comparación con los amperímetros típicos de buena calidad. (por ejemplo, 1 mV/ma con resolución de 0,1 mA o 0,1 mV/mA ​​con resolución de 1 mA).

• Sugerencia provista para un método de prueba superior.

Los diodos paralelos inversos funcionan potencialmente, pero depende un poco de las características de su medidor. Tener una especificación de medidor "pobre" puede hacer que los diodos funcionen mejor que tener una buena especificación. Como guía (ver a continuación), no se debe usar un medidor con diodos de protección por encima de aproximadamente 300 mV dop a través del medidor (si es así), ya que a medida que se acerca la conducción del diodo, la corriente aumenta exponencialmente.

En el artículo citado por Vicatu mencionan cifras de 1,8 mV/mA ​​para un medidor Fluke de 87v. Y cotizan 70 uV/mA para su solución en el rango de 300 mA.

El término "voltaje de carga" es solo una jerga para decir que el medidor tiene resistencia, de modo que cuando la corriente fluye a través de él hay una caída de voltaje. Solo la ley de Ohm V = I x R.

1,8 mV/mA ​​se traduce en una resistencia del medidor de 1,8 ohmios.
70 uV/mA se traduce en 0,07 ohmios.

Se puede tener una alternativa aceptablemente buena con multímetros que tienen un rango de 200 mV. En un medidor de 3,5 dígitos, esto da una resolución de 100 uV en el LSD.

Si pasa corriente a través de una resistencia de 1 ohm, cae 1 mV por mA. Si mide ese voltaje con un rango de medidor de 200 mV, obtiene una resolución de 0.1 mA y una corriente máxima de 200 mA. PERO si luego aplica una corriente alta, puede freír la resistencia PERO el medidor, al estar en un rango de voltios, sobrevivirá.
Si usa una resistencia de 0,1 ohmios (= 0,1 mV/mA ​​= 18 veces mejor que el medidor fluke), entonces a 1 mA obtendrá 100 uV y el rango de 200 mV resolverá 1 mA. Tenga en cuenta que la resolución y mV no son lo mismo. Este arreglo ahora leerá hasta 2 amperios en pasos de 1 mA. Nuevamente, el medidor es seguro contra sobrecargas.

Usando la resistencia de 1 ohm, obtienes 1 mV/mA, por lo que, con 2 mA, obtienes una caída de 2 mV, lo cual es muy aceptable para probar casi cualquier cosa. Con esa corriente, a menudo podría usar 10 ohmios para 10 mV / mA, resolución de 10 uA (teóricamente), una caída de 100 mV a 10 mA y una desviación de escala completa de 20 mA en un rango de 200 mV. Y no dañará su medidor cuando intente sacar un amplificador.

Con una resistencia de 1 ohmio = 1 mV/mA ​​para obtener una caída de 700 mV para activar un diodo, necesita 700 mA. Con una resistencia en serie de 10 ohmios, necesita 70 mA. Con una resistencia en serie de 0,1 ohmios, necesita 7 amperios. Y en cada caso, el medidor no se dañará con o sin diodos.

Con el Fluke 87V a 1,8 mV/mA, necesita 700/1,8 =~ 390 mA para producir 700 mV para que los diodos muerdan. Uno esperaría que un rango de 20 a 200 mA configurado por Fluke con una resolución de, por ejemplo, 0,1 mA (y tal vez 0,01 mA) sobreviviera a una sobrecarga de 2:1.

El artículo anterior sugiere que otros medidores son mucho peores que el 87V para el voltaje de carga. Lo que solo significa que estarían protegidos con mAs de sobrecarga aún más bajos.

Un problema es que un diodo no conduce bruscamente. El codo exponencial causará un flujo de corriente sustancial a 500 mV y un flujo perceptible incluso a 300 mV. Entonces, el rango de mA efectivo de un medidor con diodos puede ser, digamos, la mitad de una caída máxima de 700 mV.

Tengo un medidor que es excelente para esto.
Tiene un rango de 10 A con rango automático, por lo que obtiene una resistencia de derivación extremadamente baja combinada con un cambio automático de rangos de 10 A a 200 mA. El rango de 200 mA me da una resolución de 100 uA. Si eso es lo suficientemente bueno depende de usted.

Es posible que tenga la tentación de usar diodos Schottky para reducir la caída de voltaje directo. Desafortunadamente, estos tienen especificaciones de corriente inversa muy pobres (_= altas) y esto empeora o empeora mucho a medida que aumenta la temperatura. Por lo tanto, los diodos Schottky f = generalmente no serán útiles como diodos de protección /

No he visto el circuito del adaptador de microcorriente, pero asumo que es esencialmente un voltaje de compensación bajo adecuado y un amplificador de corriente de polarización baja, posiblemente solo un opamp de alta especificación. por ejemplo, una resistencia de 0,01 ohmios devuelve 10 uV por mA; al amplificar el voltaje a través de esto con una ganancia de 100x, se obtiene una medición de 200 mA en un rango de 200 mV con una resolución de 0,1 mA. Aumentar a una resistencia de detección de 0,1 ohmios aún aceptable y una ganancia de 100x aún proporciona una resolución de 0,01 mA en un rango de 200 mV.

Ajá - le dieron el circuito ...

Sí, solo un amplificador. El LMV321 solo se usa para configurar el punto de tierra virtual de 1/2 suministro. La hoja de datos del opamp MAX4239ASA aquí .

$2.47/1 en Digikey. una ganga Ellos dicen -

• Los MAX4238/MAX4239 son amplificadores de ultra alta precisión, bajo nivel de ruido y deriva que ofrecen deriva y desviación de CC cercanas a cero mediante el uso de técnicas patentadas de puesta a cero de autocorrelación. Este método mide y compensa constantemente la compensación de entrada, eliminando la deriva con el tiempo y la temperatura y el efecto del ruido 1/f.

  Ambos dispositivos cuentan con salidas de riel a riel, funcionan con un solo suministro de 2,7 V a 5,5 V y consumen solo 600 µA. Un modo de apagado activo bajo reduce la corriente de suministro a 0,1 µA.

  El MAX4238 es estable en ganancia unitaria con un producto de ancho de banda de ganancia de 1 MHz, mientras que el MAX4239 descompensado es estable con AV ≥ 10 V/V y un GBWP de 6,5 MHz. Los MAX4238/MAX4239 están disponibles en paquete SO angosto de 8 pines, TDFN de 6 pines y SOT23

Corriente a través de una unión PN con polarización directa a bajo Vf:

La corriente versus el voltaje a través de una unión PN se puede aproximar como una corriente que aumenta exponencialmente con el voltaje (o un voltaje que aumenta logarítmicamente con la corriente). La teoría subyacente es "compleja" (por decirlo suavemente).
Este sitio web proporciona una excelente explicación (como parte de un libro de texto completo sobre "Principios de los dispositivos semiconductores") con tanto detalle como es probable que encuentre en cualquier lugar (y más de lo que desee), pero en una forma tan accesible como dicho material. puede ser.

Un resumen razonablemente bueno se da en el gráfico a continuación.
"n" es un factor de idealidad de diodo (a menudo se supone que es 1) que varía entre 1 y 2 en las diferentes regiones.

Por lo general, estamos interesados ​​​​en la "región de alta inyección" de aproximadamente Vf = 0.5V a 0.8V. Como guía aproximada, esto indica que en Vf = 0,3 V la corriente será de aproximadamente I_0,6 V/10 000 y en Vf = 0,1 V la corriente ~= I_0,6 V/1 000 000. es decir, puede esperar efectos mínimos en las lecturas en Vf = 0,3 V y efectos absolutamente mínimos en Vf = 0,1 V con el tipo de precisión que puede ser de interés.

Utilizo el siguiente método para proporcionar una fuente de alimentación de prueba con buen éxito. He mostrado el concepto usando un LM317, pero en realidad uso un MOSFET de canal P, opamp y referencia de voltaje en lugar del LM317. El efecto es muy similar, EXCEPTO que el LM317 agregará su corriente de funcionamiento a la corriente medida, mientras que mi arreglo real no agrega esencialmente nada. Puedo redactar mi arreglo real y agregarlo si hay algún interés.

• Proporcionar una fuente de alimentación ajustable

• En el lado "aguas arriba" del suministro regulado por voltaje, proporcione una resistencia de "detección de corriente" en serie cuya ** caída de voltaje ** será una indicación de la corriente de carga.

• Mida la caída de voltaje a través de la resistencia en serie para determinar el consumo de corriente.

- Prever un condensador de filtro Ci en la entrada del regulador de tensión. Los valores grandes de r suavizarán la respuesta del medidor de corriente pero mejorarán la estabilidad de salida bajo cambios de carga escalonados.

• La resistencia de detección de corriente puede ser, por ejemplo, de 0,1 ohm o 1 ohm o 10 ohm u otra.
  El valor de esta resistencia NO se refleja en la estabilidad de la salida bajo variaciones de carga, PERO sí afecta el voltaje de entrada requerido.

  Vin min = vout + Vregulator_dropout + Imax x Rsense.

Rsentido = 1 ohm.
Vsense = 1mv por mA o V por amperio (no es sorprendente). Potencia en sentido R = I^2R = 1 vatio a 1 amperio, así de fácil.
El medidor de 200 mV resolverá fácilmente 0,1 mA.

Rsentido = 10 ohmios.
Vsentido = 10 mV/mA. Potencia en sentido R = I ^ 2R = 10 vatios a 1 amperio, por lo que se necesita diseño.
Potencia = 0,1 vatios a 100 mA. 1 mA = 10 V.
10 uA = 100 uV, por lo que esto resolverá 10 uA en un medidor de 2 mv y 3,5 dígitos. I max medido en un rango de 200 mV = 20 mA PERO el medidor no se dañará con una sobrecarga de 100 mA o 1A.

El uso de un medidor de rango automático permite medir corrientes desde, digamos, 10 uV hasta, digamos, 1A.

.
El medidor de 200 mV resolverá fácilmente 0,1 mA.

En National AN-240 , Bob Pease usa diodos de manera similar para proteger la entrada de un amplificador operacional de grandes cambios de voltaje:

Pero todos los diodos planos de baja fuga que he encontrado (el 1N457 todavía está en producción) tienen clasificaciones de corriente míseras como 200 mA.

Agregaré lo siguiente para responder parcialmente como una respuesta por derecho propio. Esta es una versión extendida de la parte inferior de mi otra respuesta. Es útil en forma reducida allí y aborda una subpregunta aquí en su forma más detallada.

Un punto clave aquí es que la medición es que para la pregunta original que era sobre evitar daños en el medidor y sobre no tener una alta resistencia en serie, aquí se usa un voltímetro y es inmune al daño, y la resistencia en serie está presente pero no se "ve". por el circuito bajo prueba ya que está aislado electrónicamente.

A las preguntas:

• ... si uno quiere obtener mediciones precisas de corriente en tiempo real a un voltaje regulado ajustable, y el suministro de un voltaje de entrada más alto no sería un problema, ¿existen dispositivos en stock que suministren un voltaje de salida regulado y al mismo tiempo suministren una conexión a tierra? -señal de referencia proporcional a la corriente?

  Asumir como requisitos:

  (1) el dispositivo debe suministrar 500 mA con una caída mínima, independientemente de la escala de medición;

  (2) la corriente siempre fluirá en una dirección,

  (3) Se desea un ancho de banda de 100Khz para facilitar la medición de la duración de los períodos de alto consumo de corriente

  (4) sería aceptable cierta ondulación en la salida, en la medida en que no interactúe con la capacitancia de entrada del dispositivo bajo prueba para impedir la precisión de la medición mientras la corriente está dentro del rango, o dentro de los 100 ms aproximadamente de su llegada dentro del rango

Usando el método MOSFET y opamp a continuación, los puntos anteriores se abordan como:

• (1) Efectivamente caída de salida cero con cualquier corriente. La respuesta al cambio de setp de carga depende del lazo de control.

  (2) Acepta corriente de carga unidireccional solamente - OK

  (3) El ancho de banda depende de la respuesta opamp/FET.
  Será necesario quitar el condensador Ci.

  (4) No hay una razón fundamental para la ondulación. Podemos añadir algunos si quieres ;-).

Como se muestra, la señal actual NO está referenciada a tierra. Se puede hacer así si se desea mediante la reorganización del circuito PERO habiendo llegado tan lejos, un amplificador diferencial 1:1 simple (o con ganancia según sea necesario) traducirá Vrs a tierra.

Utilizo el siguiente método para proporcionar una fuente de alimentación de prueba con buen éxito. He mostrado el concepto usando un LM317, pero en realidad uso un MOSFET de canal P, opamp y referencia de voltaje en lugar del LM317. El efecto es muy similar, EXCEPTO que el LM317 agregará su corriente de funcionamiento a la corriente medida, mientras que mi arreglo real no agrega esencialmente nada. Puedo redactar mi arreglo real y agregarlo si hay algún interés.

• Proporcionar una fuente de alimentación ajustable

• En el lado "aguas arriba" del suministro regulado por voltaje, proporcione una resistencia de "detección de corriente" en serie cuya ** caída de voltaje ** será una indicación de la corriente de carga.

• Mida la caída de voltaje a través de la resistencia en serie para determinar el consumo de corriente.

- Prever un condensador de filtro Ci en la entrada del regulador de tensión. Los valores grandes de r suavizarán la respuesta del medidor de corriente pero mejorarán la estabilidad de salida bajo cambios de carga escalonados.

• La resistencia de detección de corriente puede ser, por ejemplo, de 0,1 ohm o 1 ohm o 10 ohm u otra.
  El valor de esta resistencia NO se refleja en la estabilidad de la salida bajo variaciones de carga, PERO sí afecta el voltaje de entrada requerido.

  Vin min = vout + Vregulator_dropout + Imax x Rsense.

Rsentido = 1 ohm.
Vsense = 1mv por mA o V por amperio (no es sorprendente). Potencia en sentido R = I^2R = 1 vatio a 1 amperio, así de fácil.
El medidor de 200 mV resolverá fácilmente 0,1 mA.

Rsentido = 10 ohmios.
Vsentido = 10 mV/mA. Potencia en sentido R = I ^ 2R = 10 vatios a 1 amperio, por lo que se necesita diseño.
Potencia = 0,1 vatios a 100 mA. 1 mA = 10 V.
10 uA = 100 uV, por lo que esto resolverá 10 uA en un medidor de 2 mv y 3,5 dígitos. I max medido en un rango de 200 mV = 20 mA PERO el medidor no se dañará con una sobrecarga de 100 mA o 1A.

El uso de un medidor de rango automático permite medir corrientes desde, digamos, 10 uV hasta, digamos, 1A.

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El medidor de 200 mV resolverá fácilmente 0,1 mA.