Augmenter la résistance d'entrée du voltmètre à 1 GΩ. Schéma, description

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Augmenter la résistance d'entrée du voltmètre à 1 GOhm. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

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Parfois, dans la pratique des radioamateurs, il est nécessaire de mesurer la tension avec un courant très faible, inférieur à 1 µA. Des mesures similaires sont également nécessaires en électrochimie, lorsqu'il est nécessaire de mesurer la différence de potentiel aux bornes de n'importe quelle électrode. La connexion directe d'un multimètre numérique, dont disposent de nombreux radioamateurs, est inacceptable dans ce cas, car la résistance d'entrée de la plupart des multimètres ne dépasse pas 1...10 MOhm. Dans certains cas, cela affecte considérablement la précision des mesures.

Dans ce cas, un simple amplificateur tampon avec un diviseur haute impédance à l'entrée sera utile. Naturellement, un tel diviseur nécessitera également un amplificateur avec un courant d'entrée très faible, par exemple un amplificateur opérationnel de la série KR1409UD1 avec des transistors MOS à l'entrée (courant d'entrée KR1409UD1B ne dépassant pas 10 pA). Les amplificateurs opérationnels importés de la série CA3140, également fabriqués à l'aide de la technologie BiFET, ont également un faible courant d'entrée.

L'utilisation de l'ampli opérationnel CA3140E a permis d'assembler un amplificateur de haute précision (voir schéma sur la figure), assez stable lors des changements de température, avec une résistance du diviseur d'entrée de 1 GOhm. Il permet de mesurer des tensions de quelques millivolts à 10 V avec une résistance d'entrée constante. Pour mesurer des tensions plus élevées, vous pouvez augmenter encore la résistance de la résistance R1. L'utilisation d'autres séries d'amplis opérationnels peut entraîner des problèmes, notamment avec la mise à zéro en sortie.

(cliquez pour agrandir)

L'étage tampon est assemblé selon un circuit amplificateur non inverseur avec un coefficient de transmission d'environ 20, presque égal au coefficient de division du diviseur de tension d'entrée. La configuration de l'appareil consiste à mettre à « zéro » la sortie de l'ampli-op avec les sondes d'entrée fermées. L'utilisation du microcircuit CA3140E a permis d'équilibrer la sortie de l'amplificateur avec une précision de 1 mV. En utilisant la résistance d'ajustement R6, vous pouvez modifier légèrement le gain et régler la sortie de l'ampli-op exactement à la même tension qu'à l'entrée du diviseur résistif.

Presque n'importe quel voltmètre CC peut être connecté à la sortie de l'amplificateur. Vous pouvez également connecter une tête magnétoélectrique à pointeur avec une flèche située au milieu de l'échelle en sélectionnant une résistance série. Grâce à un amplificateur tampon, vous pouvez également observer un signal basse fréquence avec une amplitude allant jusqu'à 10 V sur un oscilloscope (pour cela, vous devez désactiver le condensateur de lissage C1).

Si le coefficient de transmission de la cascade après le diviseur est égal à l'unité (ampli-op en mode répéteur), il est alors permis d'appliquer une tension allant jusqu'à 250 V à une telle cascade tampon à haute résistance ; dans ce cas, la tension à l'entrée du microcircuit ne dépassera pas la valeur maximale admissible.

L'auteur a composé la résistance de la résistance R1 en connectant trois résistances à haute résistance avec une résistance de 330 MOhm en série (par exemple, CMM, C3-14-0,125, etc.). Il est conseillé de monter ces résistances à haute résistance sur des contacts de support avec isolation fluoroplastique, et pour minimiser les fuites à l'entrée de l'ampli-op, il est conseillé d'entourer la broche 3 DA1 du circuit imprimé (en fibre de verre) avec un anneau de protection en feuille relié à la broche 2 du microcircuit.

Dans le diviseur de circuit d'ampli opérationnel OOS, vous pouvez utiliser des résistances conventionnelles - C2-23 ou similaires. Résistance ajustable R5 - SP5-2 (multitours), R6 - SP5-16. Vous pouvez utiliser n'importe quel condensateur, de préférence des petits.

L'amplificateur tampon et le diviseur sont sensibles aux interférences, ils doivent donc être placés dans un blindage métallique connecté à un fil commun. La conception et les matériaux de la sonde diviseuse doivent fournir une résistance d'isolation élevée pour minimiser le courant de fuite dans ce circuit.

Auteur : I.Korotkov, village de Bucha, région de Kyiv, Ukraine

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