kennt vielleicht jemand einen Schaltplan/Bausatz eines
pA Meters ? (Der Messbreich soll zwischen ca. 2*10^-11
bis 2*10^-7 A liegen, evtl. mit Bereichsumschaltung)
Ich dachte da an eine Art Verstärkerschaltung mit OP's,
an denen mann dann ein Multimeter hängt (Die Genauigkeit
muss nicht so sehr hoch sein)
So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
die Spannung an diesem hochohmig mit einem OP abgreifen
und dann ans Multimeter (verstärkt) weiterleiten.
Oder hat vielleicht jemand eine bessere Idee.
Hintergrund:
Ich habe hier so einen alten Leybold-Messverstärker,
der nicht mehr funktioniert. Da dieses Teil noch mit
Röhren arbeitet dürfte sich eine Reperatur fast erübrigen.
Danke
Roland
> So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
> die Spannung an diesem hochohmig mit einem OP abgreifen
> und dann ans Multimeter (verstärkt) weiterleiten.
> Oder hat vielleicht jemand eine bessere Idee.
Da hat sich wohl der Fehlerteufel eingeschlichen, es heißt wohl mOhm und
nicht
MOhm ;-). Dann einen Instumentenverstärker oder eben eine nette OP
Schalung.
Gruß
Erik
: kennt vielleicht jemand einen Schaltplan/Bausatz eines
: pA Meters ? (Der Messbreich soll zwischen ca. 2*10^-11
: bis 2*10^-7 A liegen, evtl. mit Bereichsumschaltung)
: Ich dachte da an eine Art Verstärkerschaltung mit OP's,
: an denen mann dann ein Multimeter hängt (Die Genauigkeit
: muss nicht so sehr hoch sein)
: So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
: die Spannung an diesem hochohmig mit einem OP abgreifen
: und dann ans Multimeter (verstärkt) weiterleiten.
: Oder hat vielleicht jemand eine bessere Idee.
"Standardschaltung" OP als Strom-Spannungswandler.
Rf= 500 MOhm
Cf= 20 pF
Messeingang ist der invertierende Eingang (virtuelle Masse, "heisser Punkt").
Dann bekommst Du 10 Volt Ausgangsspannung bei 2*10^-7 und das eine Millivolt
bei 2*10^-11 Ampere koennte gerade aus dem Offset herauskommen.
Nur bei den Bauteilen musst Du aufpassen :-)
Als OP wuerde ich den OPA 627 verwenden, der kostes zwar etwas, muesste aber
zu bekommen sein und hat viele Eigenschaften, die Du fuer Deine Schaltung
brauchst. Die Bauteile duerfen natuerlich auf der Oberflaeche keine grossen
Leckstroeme aufweise, also gut danach reinigen (z.B. Brennsipitus). Am
besten baut man den heissen Punkt auf einem Teflon Stuetzpunkt auf. Die
Widerstaende sind meist etwas schwierig zu bekommen. Eine Bereichsumschaltung
ist nur aeusserst schwierig aufzubauen, oder du nimmst entsprechenden Teil
aus dem alten Messgeraet.
Bye
-
Uwe Bonnes b...@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de
Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
:> So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
:> die Spannung an diesem hochohmig mit einem OP abgreifen
:> und dann ans Multimeter (verstärkt) weiterleiten.
:> Oder hat vielleicht jemand eine bessere Idee.
: Da hat sich wohl der Fehlerteufel eingeschlichen, es heißt wohl mOhm und
: nicht
: MOhm ;-). Dann einen Instumentenverstärker oder eben eine nette OP
: Schalung.
Prima :-)
Eine MilliOhm als Shunt bei einem Nanoampere Strom gibt ein Picovolt
Messspannung . Wie misst Du die?
Bye
--
> "Standardschaltung" OP als Strom-Spannungswandler.
> Rf= 500 MOhm
> Cf= 20 pF
> Messeingang ist der invertierende Eingang (virtuelle Masse, "heisser Punkt").
Diese Standardschaltung kenne ich leider nicht :-(
meinst Du etwa sowas:
Cf
+-----||-----+
+----[Rf]----+
| |\ |
-----+-----|-\ |
| \ |
| /---+---
--------+--|+/
| |/
GND------------
> Nur bei den Bauteilen musst Du aufpassen :-)
Das hab ich mir schon gedacht ...
> Die
> Widerstaende sind meist etwas schwierig zu bekommen. Eine Bereichsumschaltung
> ist nur aeusserst schwierig aufzubauen, oder du nimmst entsprechenden Teil
> aus dem alten Messgeraet.
Einen mit 200 MOhm hab ich schon gesichtet :-)
Die Bereichsumschaltung wollte ich eigentlich nach der ersten Verstärkerstufe machen,
da dürfte es dann nicht mehr so kritisch sein.
Noch was:
wie könnte ich wohl eine Eingangsschutzschaltung bauen ? So mit 2 Dioden
gegen - und + scheidet wohl aus. Oder muss ich in diesem Messbereich generell
auf eine Schutzschaltung verzichten?
Danke
Roland
>
> Bye
>
> -
Gute Auswahl an Teflon-Stützpunkten hat Fischer Elektronik.
Recht lesenswert sind die Kolumnen von Bob Pease:
14 Februar 91 "Whats all this Teflon Stuff Anyhow ?"
2 Sept 1993 "What´s all This Femtoampere Stuff Anyhow ?"
Anscheinend nichtmehr im www zu finden. Kann ich aber gegebenfalls
fotokopieren.
MfG JRD
:> "Standardschaltung" OP als Strom-Spannungswandler.
:> Rf= 500 MOhm
:> Cf= 20 pF
:> Messeingang ist der invertierende Eingang (virtuelle Masse, "heisser Punkt").
: Diese Standardschaltung kenne ich leider nicht :-(
: meinst Du etwa sowas:
: Cf
: +-----||-----+
: +----[Rf]----+
: | |\ |
: -----+-----|-\ |
: | \ |
: | /---+---
: --------+--|+/
: | |/
: GND------------
Genau
:> Nur bei den Bauteilen musst Du aufpassen :-)
: Das hab ich mir schon gedacht ...
:> Die
:> Widerstaende sind meist etwas schwierig zu bekommen. Eine Bereichsumschaltung
:> ist nur aeusserst schwierig aufzubauen, oder du nimmst entsprechenden Teil
:> aus dem alten Messgeraet.
: Einen mit 200 MOhm hab ich schon gesichtet :-)
: Die Bereichsumschaltung wollte ich eigentlich nach der ersten
: Verstärkerstufe machen,
: da dürfte es dann nicht mehr so kritisch sein.
Mit der zweiten Stufe verstaerkst Du nur die Fehler. s.a. "leere
Verstaerkung".
: Noch was:
: wie könnte ich wohl eine Eingangsschutzschaltung bauen ? So mit 2 Dioden
: gegen - und + scheidet wohl aus. Oder muss ich in diesem Messbereich generell
: auf eine Schutzschaltung verzichten?
Wie willst Du den den Eingang misshandeln. Der Eingangsspannungsbereich des
OP's geht meist bis an die Betriebsspannung. Und Dioden hat der Eingang
eines OPs meist selbst. Fuer den OPA627 habe ich jetzt keine Daten greifbar,
aber ich denke bis zu 10 mA sollte er kurzfristig verkraften.
Bye
--
Thomas Ludwig schrieb:
> Roland Praml wrote:
> >
> > Hallo,
> >
> > kennt vielleicht jemand einen Schaltplan/Bausatz eines
> > pA Meters ? (Der Messbreich soll zwischen ca. 2*10^-11
> > bis 2*10^-7 A liegen,
> Sollen die 20 pA Vollausschlag sein? Dann braeuchtest Du mindestens
> einen 50GOhm Widerstand, von dem ich Dir leider nicht sagen kann, wo Du
> ihn kaufen kannst.
Hallo,
früher gab es so hochohmige Widerstände bei Victoreen und Morganite. Bei der suche
nach Victoreen Widerständen bin ich dann irgendwann auf der WEB Seite
http://www.ohmite.com/catalog/me_series.html gelandet.
Auf die schnelle war dort bis 10 GOhm was zu finden.
Grüße
Winfried
"Dr. Peter Schönweitz Atto-Ampere einfach messen Wie weniger als 700
Elektronen je Sekunde erfaßt werden können"
Vielleicht hilft dir der etwas weiter, wenn du ihn bekommen kannst.
Leider komme ich nicht mehr an den Artikel dran.
MfG
Joachim
Roland Praml schrieb:
> Hallo,
>
> kennt vielleicht jemand einen Schaltplan/Bausatz eines
> pA Meters ? (Der Messbreich soll zwischen ca. 2*10^-11
> bis 2*10^-7 A liegen, evtl. mit Bereichsumschaltung)
> Ich dachte da an eine Art Verstärkerschaltung mit OP's,
> an denen mann dann ein Multimeter hängt (Die Genauigkeit
> muss nicht so sehr hoch sein)
>
> So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
> die Spannung an diesem hochohmig mit einem OP abgreifen
> und dann ans Multimeter (verstärkt) weiterleiten.
> Oder hat vielleicht jemand eine bessere Idee.
>
MfG JRD
Tschuldigung, dass hier nur ein dummer Informatiker fragt. :-) Wer kommt
auf die Idee, so einen kleinen Strom zu messen? Wo tauchen solche Ströme
auf?
> So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
Wenn ich mich recht an mein gerade abgeschlossenes Seminar erinnere,
dann wird durch so einen hohen Widerstand doch die ganze Messschaltung
beeinflusst. Oder sehe ich das falsch?
mfg, Stefan.
Stefan
falls kein 50GOhm Widerstand zur Verfügung steht, gibt es auch noch die
Möglichkeit: vom Ausgang einen Spannungsteiler nach Ground zu legen
(Masseführung beachten!) und den Rückkopplungswiderstand zum
invertierenden Eingang des Opamp da anzuschliessen. Wenn z.B. 1/100 der
Ausgangsspannung zurückgekoppelt wird dann reicht ein
Rückkopplungswiderstand von 500 MOhm um den selben Strom zurückzukoppeln
wie ein 50GOhm Widerstand (Näherung mit 1% Genauigkeit) dieser ist evtl.
leichter erhältlich und wohl langzeitkonstanter gegenüber
Klimaänderungen und Umwelteinflüssen.
Kleinere Fehler entstehen durch die Präzision des Spannungsteilers und
die Offsetrechnung muss überprüft werden. Der Fehler durch
Widerstandsänderungen des 50GOhm-Widerstandes ist wohl nicht einfach zu
messen.
Bei 50GOhm habe ich immer das Gefühl "Einmal hingucken und mit den Augen
zwinkern und schon ändert sich der Widerstand, von Anfassen ganz zu
schweigen".
Bernd Mayer
--
Linux - aus klaren Quellen wird ein starker Strom.
Moin,
ich bewege mich zwischen den Welten (Informatik und Biologie)
und fühle mich berufen zu antworten.
Will man den Strom von Aktionspotentialen in der Zelle messen
ist eine solche Empfindlichkeit gefragt. Die Zellmembran geht auf
und ganz ganz wenige Ionen wechseln auf die andere Seite. Sicher,
die Spannung ändert sich um ca. 90 mV, da es aber nur wirklich
wenige Ionen sind (Grössenodnung < 100) ist der Strom sehr
gering.
Man kann die Auflösung so hoch treiben, dass man jedes Ion
'sieht', das die Zelle verlässt!
>> So in etwa einen 1MOhm Widerstand als "Shunt" nehmen,
Viel zuwenig.
> Wenn ich mich recht an mein gerade abgeschlossenes Seminar erinnere,
> dann wird durch so einen hohen Widerstand doch die ganze Messschaltung
> beeinflusst. Oder sehe ich das falsch?
Klar, jede Messung nimmt Einfluss. Bei Strommessungen sollte
der Widerstand möglichst Null sein, aber bei einem
Widerstand von Null hast Du auch keinen Spannungsabfall, den
Du messen kannst. Und selbst bei 50 GOhm (nach Thomas Ludwig)
und 20 pA (nach Roland Praml) hast Du nur 1 Volt zu messen.
CU
--
|Michael Renner E-mail: michael...@gmx.de |
|D-72072 Tuebingen Germany |
mail -s "get pgp key" michael...@gmx.de < /dev/null
mail -s "get gpg key" michael...@gmx.de < /dev/null
|Don't drink as root! ESC:wq
Auf die Schnelle hab ich dort den Typ ME20 gesehen, der ist bis 50 GOhm
lieferbar!
MfG
Frank
--
Frank Scheffski
ASB Rettungsdienst gGmbH
Wilsdruffer Strasse 5
01683 Nossen
> kennt vielleicht jemand einen Schaltplan/Bausatz eines
> pA Meters ? (Der Messbreich soll zwischen ca. 2*10^-11
> bis 2*10^-7 A liegen, evtl. mit Bereichsumschaltung)
> Ich dachte da an eine Art Verstärkerschaltung mit OP's,
> an denen mann dann ein Multimeter hängt (Die Genauigkeit
> muss nicht so sehr hoch sein)
Hallo Roland,
für welchen Zweck soll die Schaltung denn benützt werden? Und was ist
ein Leybold-Messverstärker den Du ersetzen möchtest?
Bernd Mayer
--X-Mozilla-Status: 0009Quellen wird ein starker Strom.
Daran wäre ich interessiert,
kannst du ihn mir evtl auch per email schicken ?
Danke
Roland
Der Verstärker ist für den Physikunterricht und wird für diverse
Veruche eingesetzt. Z.b. Erklärung des Photoeffekts:
Kathode (z.b Zink)
Anode( Gitter)
#
# *
# *
# * <===== Licht (UV)
# *
# *
| |
| +-----|\
| | >
+----[Ub]-------|/
Kurze Erklärung: Das Licht schlägt aus der Kathode Elektronen heraus, diese
werden durch Ub zur Anode beschleunigt. Der Strom soll dann gemessen werden.
(natürlich ist das nur ein Anwendungsgebiet)
Roland
das stimmt.
Zum Ausgleich ist der Einfluss des Offsetstromes (abhängig vom
Quellwiderstand des Messobjektes) möglicherweise um den Faktor 100
geringer, nämlich dann wenn der Quellwiderstand sehr hoch ist. Das
Stromrauschen ist ebenfalls geringer und die Empfindlichkeit gegenüber
Influenz ebenso.
Der statische Offset macht dabei wenig Probleme: der lässt sich
abgleichen. Wesentlich mehr Probleme machen Temperaturdriften. Nach
meinen Analysen haben Opamps einen stark temperaturabhängigen
Eingangsstrom (mehr als eine lineare Steigerung, ich glaube sogar
exponentiell) und in der Folge einen mitdriftenden Offsetstrom.
Daher muss für eine genaue Analyse die Offsetrechnung überprüft werden.
Aus diesem Grund würde ich einen Opamp im Metallgehäuse empfehlen,
diesen mit einem Kühlkörper versehen und statt mit +- 15V mit +-5 V
betreiben und am Ausgang einen Puffer anschliessen um die
Leistungsaufnahme (und damit interne Erwärmung) zu minimieren.
Mein Vorschlag führt auch relativ einfach zu einem umschaltbaren
Messbereich: Wenn ich den 500 MOhm Widerstand an den Ausgang umschalte
habe ich 1/100 der Empfindlichkeit und die Widerstände für den Faktor 10
lassen sich auch berechnen.
Weiters ist auch die Beschaffung einfacher: 500 MOhm-Widerstände mit 5%
Toleranz habe ich noch in der "Bastelkiste", höhere Werte müssen
bestellt werden und unklar ist mit welcher Toleranz sie erhältlich sind
und zu welchem Preis. Auf der im Thread genannten URL ist bei den
GOhm-Widerständen 10 % und 20 % Toleranz angegeben, das ist in diesem
Grenzbereich nicht anders zu erwarten.
Ohne eine detaillierte Analyse des Bereichs der zu messenden
Quellwiderstände und auch des Temperaturbereiches in dem das Messgerät
eingesetzt werden soll, der gewünschten Messgenauigkeit, sowie der
genauen Daten des Opamps und des Zeit - und Kostenaufwandes der zur
Verfügung steht lässt sich wenig zur Schaltung sagen.
Meine Lösung habe ich schon eingesetzt um Picoampere's zu messen:
Restströme von Picoampere-Dioden und JFET.
Das leuchtet mir ein. Und wie "klemmt" man dann die Messschaltung an?
Einfach 'nen Draht and die Zellmembran löten is ja wohl nich. Sorry für
so dumme Fragen, aber Biologie war noch nie meine Stärke.
> Klar, jede Messung nimmt Einfluss. Bei Strommessungen sollte
Das wuerde bei den Zellen ja bedeuten, dass die Ionen nie ihr Ziel
erreichen. Das heisst ja auch, dass diese Messschaltung nur eingesetzt
werden kann, wenn es egal ist, was mit den Elektronen (Ionen) passiert.
mfg, Stefan.
Mal so interessehalber, was für einen Widerstand hat denn Keramik? Und
woraus besteht denn so ein 50 GOhn Widerstand? Kohle oder Konstantan
kann man da ja wohl nicht mehr benutzen.
mfg, Stefan.
Ähnliche eigentümliche OP-Trickschaltungen für elektrochemische
Zellen mit 3 Elektroden finden sich in:
Bard/Faulkner "Electrochemical Methods" 1980 Wiley
Aber das ist glaube ich nicht die vorgesehene Anwendung.
Zur Frage der Schutzdioden:
die integrierten OPs halten wie üblich Spannungen bis zu ihrer
Versorgungsspannung offensichtlich aus. ESD kann jedoch höhere
Spannungen bewirken und Ströme >10mA die zu Latchup führen.
Der ehemalige "Rekord"-OP Intersil ICH8500A (0,01pA über Temperatur )
war ein Hybrid aus konventionellem OP mit vorgeschaltetem selektiertem
JFET-Pärchen sowie integrierten Klemmdioden, vermutlich auch selektiert.
D.h. man kann auch mit Klemmdioden ( an denen ohnehin keine Spannung
abfällt ) weit kommen.
Intersil hat zusätzlich für pA-Meter empfohlen einen 1M-Widerstand
direkt in Serie zum invertierenden Eingang zu schalten. Da wenig
Bias-Strom, wenig Offsetspannung. Begrenzt auch Fehlstrom durch ESD.
Würde auch für integrierte OPs ohne Klemmdioden wirken, die klemmen
eben gegen Versorgungsspannung. Problem ist die Bauform:
0207 schlägt ab 250V durch, sodaß ein ziemlicher Hinkelstein nötig
ist.
MfG JRD
Mit 'ner Glaspipette, die in die Zelle 'gesteckt' wird. Aber das
ist auch nicht mein Spezielagebiet. Habe immer nur Nervenzellen
(Spannungen) an Fliegen gemessen. Da steckst Du einfach 'ne
Wolframelektrode rein und verstärkst das kraftig. Noch einfacher
sollen Muskelableitungen sein. Man witzelt ein rostiger Nagel
soll genügen. Hatte leider nie die Zeit das mal zu machen :-(
>> Klar, jede Messung nimmt Einfluss. Bei Strommessungen sollte
>
> Das wuerde bei den Zellen ja bedeuten, dass die Ionen nie ihr Ziel
> erreichen. Das heisst ja auch, dass diese Messschaltung nur eingesetzt
> werden kann, wenn es egal ist, was mit den Elektronen (Ionen) passiert.
Hmmm, wie gesagt, das habe ich nie gemacht. Vor Jahren bekam
ein Heidelberger den Nobelpreis dafür. Kannst auch mal auf
http://www.tuebingen.mpg.de nach dem Fr. Miescher Labor suchen,
die machen AFAIK solche Spielchen. In erster Näherung würde ich
denken, dass die Oberfläche der Zelle ja gross ist, und nur ein
kleiner Berich 'gestört' ist, während der Teil, in dem die
Pipette nicht steckt 'normal' funktioniert, also ein Austausch
zwischen Intra- und Interzellulärem Raum stattfindet (Uli,
liest Du mit? Hast bestimmt mehr Ahnung als ich, oder?)
Der Eingangsstrom bei FETs ist ein Sperrstrom, und der steigt
exponentiell mit der Temperatur an. Er verdoppelt sich pro
10 Grad Erwärmung. (Bei bipolar-Eingängen fällt meistens der
Eingangsstrom (leicht) mit steigender Temperatur).
--
Rolf Bombach
>> Das leuchtet mir ein. Und wie "klemmt" man dann die Messschaltung an?
>> Einfach 'nen Draht and die Zellmembran löten is ja wohl nich. Sorry für
>> so dumme Fragen, aber Biologie war noch nie meine Stärke.
>
>Mit 'ner Glaspipette, die in die Zelle 'gesteckt' wird. Aber das
>ist auch nicht mein Spezielagebiet. Habe immer nur Nervenzellen
>(Spannungen) an Fliegen gemessen. Da steckst Du einfach 'ne
>Wolframelektrode rein und verstärkst das kraftig. Noch einfacher
>sollen Muskelableitungen sein. Man witzelt ein rostiger Nagel
>soll genügen. Hatte leider nie die Zeit das mal zu machen :-(
>
>>> Klar, jede Messung nimmt Einfluss. Bei Strommessungen sollte
>>
>> Das wuerde bei den Zellen ja bedeuten, dass die Ionen nie ihr Ziel
>> erreichen. Das heisst ja auch, dass diese Messschaltung nur eingesetzt
>> werden kann, wenn es egal ist, was mit den Elektronen (Ionen) passiert.
>
>Hmmm, wie gesagt, das habe ich nie gemacht. Vor Jahren bekam
>ein Heidelberger den Nobelpreis dafür. Kannst auch mal auf
>http://www.tuebingen.mpg.de nach dem Fr. Miescher Labor suchen,
>die machen AFAIK solche Spielchen.
>In erster Näherung würde ich
>denken, dass die Oberfläche der Zelle ja gross ist, und nur ein
>kleiner Berich 'gestört' ist, während der Teil, in dem die
>Pipette nicht steckt 'normal' funktioniert, also ein Austausch
>zwischen Intra- und Interzellulärem Raum stattfindet (Uli,
>liest Du mit? Hast bestimmt mehr Ahnung als ich, oder?)
Hallo Michael !
Wie Du Dich bestimmt noch erinnerst, bin ich nur "NebenBiologe" ;-)
Ok, das Anklemmen geschieht mittels Elektroden: mehrere Möglichkeiten:
- ein extrem dünner Draht "Wolfram Elektroden" Spitze frei,
Rest glasisoliert
- eine noch extremer dünne Elektrolyt-gefüllte Pipette
- durch die Membran ins Innere
- genau auf der Membran, zB über dem interessierenden Kanal
(die eigentliche Metallelektrode sitzt da hinten dran)
Die Masse sitzt meist au3erhalb der Zelle "Extrazellularraum" in einem sehr
gut leitenden Elektrolyten (wie im Leben, da schwimmen in uns auch Unmengen
Ionen), dessen Widerstand gegen den der Zellmembran wir vernachlässigen
dürfen. Innen steckt (je nach Methode s.o., Stichwort "Patch-Clamp zB) die
andere Elektrode in einem Elektrolyten, der im Innern der Zelle meist eine
ganz andere Zusammensetzung hat. Im Ruhezustand flie3en ein paar Ionen
(meist interessieren nur ein oder zwei Sorten davon) hin oder her. In
"Aktion" sind das dann paar mehr bis paar mehrere Tausend, die die Nano-
Amperes machen. (Bei Spannungen um paar 10 mV, die es zu messen gilt kann
man den Widerstand der Zelle im Aus- und im An-Zustand ausrechnen (leichte
ÜA ;-)
Je nach Methode und was ich messen möchte, hier zB den Strom, halte ich
dann die Spannung im Innern der Zelle konstant, mu3 also einen
Ausgleichsstrom in die Zelle schicken, der dem zu messenden Strom
entspricht (mit anderen Ionen, die in solchen Mengen vorliegen, da3 ein
paar mehr oder weniger nicht stört !!). Dann wird dieser (nötige) Strom
gemessen. Das ganze bewerkstelligt ein Regelkreis ....
Jetzt kommts also: Man benötigt zu dieser Art Strommessung einen
Innenwiderstand von mehreren GigOhm an dem auch maximal die zu messenden mV
(die ich zum Regeln benötige) abfallen werden. Mehrere Volt sind nie zu
erwarten, das würde die Zelle gar nicht mögen.
Bei weiteren Fragen wenden Sie sich bitte an den Zellbiologen Ihres
Vertrauens. Für uns DSE-Regelkreis-Techniker lesbar und einigerma3en in
Prosa gehalten ist H. Penzlin: "Tierphysiologie" in jeder besseren Bib.
So long und Gru3
Uli
Hallo Thomas,
beim weiteren Nachdenken über die Thematik habe ich das auch bemerkt,
daß man hier von Offsetstrom gar nicht mehr reden kann und daß sich nur
noch der Eingangsstrom bemerkbar macht mit seiner exponentiellen
Temperaturdrift.
Zum Nullabgleich, vielleicht auch nur vor einer Messung und für kurze
Zeit habe ich mir auch noch Gedanken gemacht, bin aber noch nicht zu
einem Ergebnis gekommen. Die Offsetspannung driftet sicher weniger als
der Eingangsstrom und evtl. kann man die Offsetspannung teilweise
abgleichen oder subtrahieren und damit den Einfluss dieses Fehlers
minimieren.
Der Eingangsstrom bestimmt hier glaube ich eher die untere Messgrenze.
Zum Stromrauschen: wegen der geringen Messbandbreite (durch
Streukapazitäten, selbst 0,1 pF macht sich da ja schon bemerkbar, oder
Parallel-Kondensator) bin ich selbst gar nicht mehr so sicher wieweit
das "normale" Widerstandsrauschen sich überhaupt bemerkbar macht.
Der "niederohmige" Widerstand von 500 MOhm erhöht jedoch die
Messbandbreite und die Einstellzeit, sowie die Erholzeit von Störungen
um den Teilerfaktor des Ausgangsspannungsteilers, das fiel mir dazu noch
ein.
Ein Picoamperemeter ist sicher ein interessantes Schaltungsdesign.
meistens lese ich das kleingedruckte in den Datenblättern, und manchmal
bemerke ich sogar welche Daten bewusst nicht angegeben werden.
Von den meisten der im Thread genannten Elektrometeropamps (Intersil,
Burr Brown, AD515) habe ich mir die Datenblätter mittlerweile angesehen,
über den AD549 habe ich in meiner Sammlung noch nichts gefunden.
Daher meine Frage:
haben die das tatsächlich geschafft die Temperaturdrift so gering zu
halten, daß der Eingangsstrom von 0,25 pA
auch im realen Betrieb gilt? Für das Design bestimmt der ja die untere
Messgrenze.
Die Verlustleistung und Erwärmung durch den Stromverbrauch zu
minimieren, ist ja leicht möglich, aber der exponentielle Verlauf des
Eingangsstromes über die Temperatur gilt doch da wohl auch.
Naja, vielleicht surfe ich mal auf der Seite von AD vorbei, auch wenn es
ist nicht meine Designaufgabe ist.
Sorry, ich muss jetzt noch eins drauf setzen:
Hab heute erfahren, dass der Verstärker soll auch Ladung messen
soll. (2E-9 bis 2E-7 As) Dazu muss ich doch eigentlich nur das
Signal noch integrieren,oder ?
Wie soll ich das Teil dann eigentlich mit Strom versorgen ?
Bei einem Trafo dürfte ich durch diesen wohl Störungen bekommen
(kapazitive Kopplung der Windungen mit Phase) und viel Strom wird
ja das Teil nicht brauchen, so dass ich 2 x 18 V aus 4x9V Blocks
nehmen kann und diese dann auf 2 x 15 V stabilisiere, oder kann ich
auf die Stabilisierung dann eh verzichten ?
Ausserdem wäre eine 0-punkt Einstellung nicht schlecht :-)
Roland
Aha, auch schon nach dem Offsetstromdrift vom 741 gesucht?
> Von den meisten der im Thread genannten Elektrometeropamps (Intersil,
> Burr Brown, AD515) habe ich mir die Datenblätter mittlerweile angesehen,
> über den AD549 habe ich in meiner Sammlung noch nichts gefunden.
>
> Daher meine Frage:
>
> haben die das tatsächlich geschafft die Temperaturdrift so gering zu
> halten, daß der Eingangsstrom von 0,25 pA
> auch im realen Betrieb gilt? Für das Design bestimmt der ja die untere
> Messgrenze.
Die geben 0.25pA für den AD549J an und 0.06pA für den AD549L.
Jeweils "max", "typ" ist 30-50% weniger. Gilt allerdings für
25C Umgebungstemperatur. Wenn das Gerät im überheizten Rack
steht, kannste das vergessen.
> Die Verlustleistung und Erwärmung durch den Stromverbrauch zu
> minimieren, ist ja leicht möglich, aber der exponentielle Verlauf des
> Eingangsstromes über die Temperatur gilt doch da wohl auch.
Leider. AD gibt einen Faktor von 2.3 pro 10C an.
> Naja, vielleicht surfe ich mal auf der Seite von AD vorbei, auch wenn es
> ist nicht meine Designaufgabe ist.
Trotzdem zu empfehlen. Bevor man einen sauteuren Opamp kauft.
Ausserdem hat es im Datenbuch mehrere auf den ersten Blick
verwirrende Angaben, z.B. beim Offsetstrom bei Maximaltemperatur.
Beim L Typ steht da 0.85pA, beim S Typ hingegen 125pA!
(L ist bis 70C spezifiziert, S bis 125C. Allein der
Temperaturunterschied macht einen Faktor 100 aus.)
Ausserdem hat es dort einige Applikationsschaltungen.
Allerdings unter dem Niveau der anderen Poster :-),
aber immerhin einige Rauschbetrachtungen.
Von Keithley gibt es noch so ein Büchlein mit dem etwas
doppeldeutigen Titel "Low level Measurements". Leider
nicht sehr ergiebig, kann man sich schenken. Keithley
hat(te) aber mehrere Picoamperemeter im Angebot.
Bei den National Apllication Notes gibt es noch Hinweise,
wie man es anstellt, dass diese Null-Ohm-Amperemeter
(Transresistanzschaltung) nicht mehr ausflippen, wenn
man den Eingang kurzschliesst.
Schon mal einen logarithmischen Verstärker in Betracht
gezogen?
mfg rolf
--
Rolf Bombach
> so dass ich 2 x 18 V
Weniger Spannung wäre besser, da hohe Spannung Verlustleistung
im OP und damit Wärme erzeugt.
> 0-punkt Einstellung
Die üblichen Ops kann man mit Spindeltrimmer abgleichen.
MfG JRD
Bei den ganzen Schaltern hätte ich eigentlich vorgehabt, diese voll
mechanisch aufzubauen (so mit verschiebbaren Magneten o.ä.)
unter http://home.t-online.de/home/praml.roland/pameter.gif
hätte ich das so ungefähr (reihändig in Paintbrush :-)
aufgezeichnet, wie ich das dann mit Teflonstützen auf
die Platine auflöten möchte.
> Weniger Spannung wäre besser, da hohe Spannung Verlustleistung
> im OP und damit Wärme erzeugt.
klingt logisch, aber ist eine Batterieversorgung (2x9v) noch sinnvoll?
> Die üblichen Ops kann man mit Spindeltrimmer abgleichen.
ist klar.
Danke
Roland
Pease hatte ursprünglich einen langen Teflon-Stab der in seine
Blechschachtel reichte. Das Teflon trocknete aus und baute durch die
Schiebebewegung statische Ladung auf, die die Messung störte.
Sie hatten auch später noch viel Freude mit Teflon und statischer
Ladung auf Oberflächen die sich nicht abbaut.
Reed-Relais: um das Koppeln von der Spule in den Kontakt zu vermindern,
wurde nicht mit voller Spannung 5V, sondern 2,5V +/- etwas Volt
geschaltet, geradesoviel wie nötig war den Reed zu schalten.
Kondensator: um dieelektrische Verluste zu vermeiden, hatte Pease
einen Luft-Kondensator 5pF gebaut. 0,5x2x4inch mit Schirmung
aussen rum. Vermutlich mit doppelseitigem Epoxyleiterplatten und
Kupferblech bastelbar.
> unter http://home.t-online.de/home/praml.roland/pameter.gif
> hätte ich das so ungefähr (reihändig in Paintbrush :-)
> aufgezeichnet, wie ich das dann mit Teflonstützen auf
> die Platine auflöten möchte.
* es ist zweifelhaft, ob es sinnvoll ist ein eierlegendes
Wollmilchschwein zu bauen, daß nach beiden Verfahren arbeitet.
Trennung in zwei Geräte wäre wohl vernünftiger
* Schalter für Durchgang extrem niedriger Ströme sind nicht
in der Wühlkiste zu finden. Es wäre eventuell einfacher
alle hochohmigen Widerstände in Serie zu schalten und jeweils
mit dem Schalter zu shunten.
* Schalter eher an Ausgang des OPs als an Eingang legen. Dort
hat man niederohmigen Ausgangswiderstand.
* im Bild Ausgang und Vcc des Op vertauscht
> > Weniger Spannung wäre besser, da hohe Spannung Verlustleistung
> > im OP und damit Wärme erzeugt.
> klingt logisch, aber ist eine Batterieversorgung (2x9v) noch sinnvoll?
Die OPs arbeiten mit +/-5V bis +/-15V. Man kann also zwei 9V
Batterien (= 7-10V) nehmen. Sollte aber aine Hilfsschaltung einbauen,
die das rote Betriebsanzeige LED nur schaltet, wenn die Batterien
über +/-7V sind.
MfG JRD
Whats all this Teflon Stuff Anyhow:
http://devel.penton.com/ed/Pages/sitepage/extras/pease/021491.htm
What´s all This Femtoampere Stuff Anyhow:
http://devel.penton.com/ed/Pages/sitepage/extras/pease/090293.htm
Jorgen
Roland Praml wrote:
>
> Hallo,
Hört sich ja grausam an. :-) Ich werd' mir mal ein Buch holen, das ganze
hoert sich ziemlich spannend an.
Multiplier können ja nur eingesetzt werden, wenn das
Inputsignal Photonen oder Teilchen sind. Dann allerdings sind
sie nicht nur wegen der leztendlich "absoluten" Empfindlichkeit
im Zählbetrieb sondern auch wegen des Gain-Bandwidth Produkts
interessant. Gain typ 1E7, Bandwidth typ 100 MHz (inklusive
DC) gibt GBP 1000000 GHz, das wär ja schon ne echte
Herausforderung für einen Opamp :-)
Daher sind Multiplier für schnelles Timing wichtig, z.B.
bei Koinzidenzmessungen zwischen massenselektierten Ionen
und energieselektierten Elektronen. Ein Elektron/s ist
da meistens schon ein Peak im Spektrum; die Messzeit
war daher etwa 1 Woche pro Spektrum.
> Das war nur mal das, was mir deshalb einfaellt, weil ich taeglich damit arbeite...
Das war nur mal das, was mir so einfällt, womit ich vor
15 Jahren gearbeitet habe :-)))
Wie ich Roland in einem anderen Posting verstehe, ist
sein Versuch etwas mit Photoelektronen. Allerdings dürfte
es schwierig sein, einen Photovervielfacher zu finden, bei
dem vor dem Dynodensystem noch ein Gitter ist. (Ich nehme
an, der Versuch läuft letztendlich auf die Bestimmung
des Planck'schen Wirkungsquantums raus). Vielleicht
gibt es einen PMT mit Gating-Funktion, der könnte so was
haben. Allerdings würde ich dann nicht mit sichtbaren
Mengen Licht auf die Kathode knallen.
(Längere Liste mit unangenehmen Eigenschaften von
Photovervielfachern sowie zahlreiche Möglichkeiten,
solche zu killen auf Anfrage :-)).
(War es nicht Prof. v. Jolly, der klein Mäxchen empfohlen
hatte, irgend etwas anderes als Physik zu studieren, da
es dort eigentlich nichts mehr zu erforschen gebe?)
--
Rolf Bombach
Hab mir jetzt mal ein paar App.notes angesehen,
hab aber wieder ein Problem: Die OP's gibt's weder bei
ELV oder Reichelt noch beu Unrad.
Kann mir vielleicht noch wer 'nen Tip geben, wo ich die
am besten bestellen kann.
Roland
>Hab mir jetzt mal ein paar App.notes angesehen,
>hab aber wieder ein Problem: Die OP's gibt's weder bei
>ELV oder Reichelt noch beu Unrad.
Hallo,
na das ist doch so einfach:
http://www.burr-brown.com
sales
international sales
germany
Burr-Brown Int. GmbH
Filderstadt (49) 711 77 04 0
Bremen (49) 421 25 39 31
Bonn (49) 2225 91 56 10
Erlangen (49) 9131 482831
Darmstadt (49) 6151 943281
München (49) 89 615 66 21
Neumüller Fenner Elektronik GmbH
Oberhaching (49) 89-613795-0
Rutronik Ele. Bauelemente
Ispringen (49) 7231-801-0
Schuricht Elektronik
Bremen
Tel: 0180-5 22 34 35
Ob allerdings dort Einzelstückzahlen für Bastler zu bekommen sind ist
die Frage, aber wenn man sowas anspruchsvolles wie ein pA Meter bauen
will muss man auch mit besonderen Schwierigkeiten kämpfen.
Die Beschaffung der Hochohmwiderstände, Teflon Stützpunkte etc. , die
Reinigung der kritischen Teile, ein gutes Layout mit Schutzringen an
den kritischen Stellen, das wartet auch alles noch.
Übrigens, von Keithley gibts auch fertige pA Meter, aber was
empfindlicheres als die bringt man eh kaum zustande.
Bye
--
Uwe Hercksen
Elektronikwerkstatt
Universität Erlangen-Nürnberg
Cauerstr. 5
D91058 Erlangen
OK, Ich nehm's SOFORT zurück und entschuldige mich dass ich folgende Zeilen
übersehen habe (nciht mehr erinnern konnte):
TL> Ich wuerde Dir den AD549 empfehlen, den gibt es als AD549JH fuer ca. DM
TL> 50,- bei rs-components, der hat in dieser Selektionsstufe ein Ib von
TL> 0.25 pA. In den besseren Selektionsstufen (-> Spoerle) sogar nur 0.06pA.
Da werd ich mich jetzt gleich mal schlau machen.
Roland
p.s. Mir wärs auch lieber ich müsste nur einen Radio bauen.
MfG JRD
Das klingt ja nach einem Photomultiplier mit vorgeschaltetem
Bildverstärker.
Wer sich mehr für Photomultiplier interessiert, Aufbau,
Anwendungen, Eigenheiten etc. dem kann ich das Büchlein
von Philips "photomultiplier tubes: principles & applications"
wärmstens empfehlen. Da erfährt man dann auch noch, ob
es wirklich Sinn macht, vor den PMT einen Bildverstärker
zu bauen, ob es das schon fertig gibt, und warum die
Menschheit auf die Idee kommt, 5000 Photomultiplier
im Baikalsee zu versenken. (Logo, die neuesten
Hits von Hamamatsu werden da nicht so erwähnt :-)).
> Komisch. Ich hatte noch __nie__ ein Problem mit Multipliern... ;-)
Aha, hast wohl mal in einer Hotline gearbeitet :-)
--
Rolf Bombach
Auf die Genauigkeit kommts nicht so sehr an (20-30% Messfehler im
kleinsten Messbereich könnte ich akzeptieren), wichtiger ist die
Linearität, d.h, dass der Zeiger bei Verdopplung des Eingangs-
strom auch "etwa" das doppelte anzeigt.
> * was das Ding überhaupt kosten darf ( die guten OPs
> fangen bei 50DM an, mit Mindermengenzuschlägen werden
> Hunderter nur so flattern )
Das habe ich gemerkt :-(, aber so um 100 DM sind drin.
Die Widerstände (1M - 10G) kann ich aus dem alten Gerät
ausschlachten, ausserdem ist ein hochwertig (aussehender)
Umschalter drin.
> * wie lange gebastelt werden soll
Solange bis es funktioniert ;-)
> Eventuell tuts eine gereinigte Epoxyleiterplatte mit einem
> handelsüblichen Op ( schon der TLC271 hat 1pA typ bei 25 C )
Das beste wird wohl sein, ich fang wirklich mal mit einem billigerem
OP an, und wenn die Qualität dann nicht ausreicht kann ich ja noch
einen anderen einbauen
> Wenn die Kiste vorne als Eingang zwei übliche Bananenbuchsen
> hat über die extern die Beschaltung a la Labor verdrahtet
Die alte "Kiste" (von der ich wahrscheinlich auch das Gehäuse weiter
verwenden werde) hat zwar abgeschirmte Eingänge, in 50-75% der Versuche
werden aber tatsächlich nur Bananenstecker angeschlossen.
Roland