Medición de una gran resistencia en baja tensión

Estuve pensando en este experimento teórico por un tiempo, pero no se me ocurrió nada útil.

Tenemos una "resistencia" (más bien un material como el plástico) con una resistencia que se espera que sea muy alta, digamos 10^5 Mohms. ¿Es posible medir el valor exacto de la resistencia con un máx. Fuente de alimentación de 25 V CC (un voltaje más alto daña la resistencia) y un multímetro con máx. ¿Resolución de 0,5 μA? (Este es el problema principal: si conecta la resistencia y el medidor en serie a la fuente, el medidor no mostrará ninguna corriente: I = tu R = 25 10 11 = 2.5 10 4 m A . ) Puede usar cualquier elemento de circuito simple como resistencias, capacitores, diodos, etc., tal vez circuitos integrados realmente simples como amplificadores al máximo. La solución no tiene por qué ser un circuito: el único objetivo es obtener el valor exacto de la resistencia.

Estoy loco, así que mi primer pensamiento es intentar poner 100kV a través de él y medir la corriente de esa manera. :o) Suponiendo que tiene suficientes diodos y condensadores para hacer un multiplicador de voltaje tan grande, y no se lastimará en el proceso.
@Korozjin Sí, sería mucho más fácil si pudiera usar voltajes más altos ... pero no puede, de ahí la fuente de alimentación. Edité la tarea para aclarar esto de todos modos.
conectar 1000 en paralelo!

Respuestas (5)

Puedes hacer lo que quieras, pero no será sencillo. Elimina eso, será bastante simple, pero no será fácil. Como dijo von Clausewitz, "En la guerra, las cosas importantes son muy simples y las cosas simples son muy difíciles". Se aplica aquí también.

En realidad, no es tan malo como podría ser. Su corriente nominal es de 250 pA. Puede obtener amplificadores operacionales con corrientes de polarización en el rango de 1 femtoamperio, por lo que es posible monitorear su corriente. Te recomiendo que comiences con "¿Qué es todo esto de femtoamplificadores, de todos modos?" de Bob Pease. http://electronicdesign.com/test-amp-measurement/whats-all-femtoampere-stuff-anyhow seguido de "¿Qué es todo esto de teflón, de todos modos?" http://electronicdesign.com/test-amp-measurement/whats-all-teflon-stuff-anyhow

El diablo (o Dios, dependiendo de tu experiencia) está en los detalles, y en estos niveles actuales, los detalles importan mucho. Deberá limpiar su aparato con alcohol para eliminar las huellas dactilares, y la conexión a tierra tendrá un significado completamente nuevo para usted.

Pero ciertamente es posible.

Básicamente, estás hablando de hacer un picoamperímetro, y puedes comprarlos comercialmente. Aquí, http://www.rbdinstruments.com/products/picoammeter.html?_kk=picoammeter&_kt=3ce3e0b6-02d3-4edb-8960-2273c533a323 , por ejemplo, es una pequeña y linda unidad USB, pero me sorprendería si pudiera consíguelo por menos de $ 1500, o tal vez más. Puede probar eBay y obtener algo más barato que eso.

Los equipos existentes, como el electrómetro Keithley modelo 6517B, pueden medir resistencias de hasta 10 ^ 16 ohmios sin usar voltajes altos. Esto es posible porque estos instrumentos pueden medir corrientes extremadamente pequeñas, hasta 10^-15 amperios más o menos.

Ciertamente puede obtener amplificadores operacionales (como mencionó @Whatroughbeast) que pueden hacer esto fácilmente. Los dispositivos analógicos tienen algunos que tienen corrientes de polarización de amplificador fempto y deberá configurar el amplificador operacional como un amplificador de transimpedancia (TIA) con una resistencia de retroalimentación de aproximadamente 1 Gohm. Puede obtener estas cosas a un precio bastante económico (menos de $ 10). He usado una configuración de este tipo para monitorear haces de iones en un espectrómetro de masas de gas.

¿Tiene otra resistencia en el mismo rango de resistencia conocida? Luego podría usar un puente de piedra de trigo para determinar la resistencia.

En realidad, la mejor manera sería tener una cantidad de resistencias de valor conocido, cada una con la mitad de la resistencia de la anterior. Entonces podrías hacer una búsqueda binaria.

Mira este enlace: https://www.youtube.com/watch?v=xbKiAl2ioBg

Mido fácilmente resistencias de 200G ohm usando 10V. Tengo una precisión del 0,1%. Las curvas en el video muestran la línea de 0.1% contra el ruido de disparo y el ruido de Johnson. Necesita un dispositivo de medición de corriente de bajo ruido cerca de los niveles de ruido de disparo.

Sería útil proporcionar una descripción de texto del video. Agregar tan solo el nombre del método que está utilizando haría que las personas que no tienen acceso a YouTube puedan buscar y leer su respuesta.