Come misurare con precisione le piccole spese?

Ho un fenomeno che crea (piccoli) spostamenti di cariche (che non posso quantificare per ora, questo è il problema principale, diciamo che la densità della superficie di carica sarà la stessa di quando si strofina un palloncino gonfiato contro i capelli), e Voglio misurarlo. La mia idea è quella di utilizzare un piccolo condensatore (0,1 pF) che memorizzerà le cariche spostate, collegate a un preciso oscilloscopio. Ho bisogno che l'oscilloscopio sia interfacciato con il mio PC, quindi qualcuno mi ha consigliato di prenderne uno su picotech.com. Suppongo di aver bisogno soprattutto di un oscillo molto sensibile, che sarà in grado di misurare tensioni molto piccole. E immagino di aver bisogno della minima capacità possibile a causa di V = q / C.

Cosa ne pensi di questo approccio? Sono sicuro che ci sono effetti che non ho preso in considerazione (sono un matematico, principiante in elettronica), e qualcuno potrebbe consigliarmi quale oscilloscopio potrei comprare, per favore? Il mio budget è fino a 400 euro. Grazie !

capacitor oscilloscope

— Alfred
fonte

Penso che la capacità di ingresso del tuo oscilloscopio sommergerà un condensatore da 0,1pF. È necessario darci una stima di quanta carica si desidera osservare. Alla fine della giornata, probabilmente 400 euro non otterranno apparecchiature di prova di alto livello.

— Elliot Alderson,

@ElliotAlderson diciamo che la densità della superficie di carica sarà la stessa di quando si strofina un palloncino gonfiato contro i capelli, che può quindi aderire al soffitto

— Alfred

Questo non è utile. Non ho mai misurato la carica di quell'esperimento. Di quante coulomb stai parlando? Perché stai parlando di "densità della superficie di carica" anziché di quantità assolute di carica? Penso che tu debba darci molte più informazioni.

— Elliot Alderson,

In tal caso, hai bisogno di qualcosa di più lungo le linee di un elettrometro . Questo argomento è anche discusso su EEVblog, qui e qui .

— Dave Tweed,

Dave Tweed ce l'ha. Cerca un "amplificatore per elettrometro" da utilizzare come front-end sensibile in un ambito piuttosto ordinario.

— Brian Drummond,

Se si utilizza un amplificatore di carica di transimpedenza, la capacità di ingresso dell'amplificatore è su una terra virtuale, quindi ha solo un effetto (al primo ordine) sul rumore.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

R1 fornisce un percorso CC per la corrente di polarizzazione e dovrebbe avere un valore molto elevato

Ignorando R1, la variazione della tensione di uscita per la carica di ingresso q è -q / C1

L'amplificatore operazionale potrebbe essere un tipo di elettrometro, ma se non hai idea dell'entità della carica, potresti iniziare con uno da $ 2,50 (o 0,25) prima di usare uno da $ 25.

Forse prova 100pF o 1nF e 10M (costante di tempo 1ms / 10ms) supponendo che si adatti al tempo del tuo impulso di carica.

Un discreto op-amp con corrente di polarizzazione fA può probabilmente fornire un'uscita utile con segnali di 100 uV o meno, che rappresenta una carica di 0,01pC con 100pF. In seguito è possibile aggiungere uno stadio di amplificazione se si desidera che gli oscilloscopi a larghezza di banda leggermente più ampia tendano a essere piuttosto rumorosi anche a x1.

Ho il sospetto che tu abbia un bel po 'di carica in base alla descrizione del tuo ballpark e potresti dover avere più capacità e / o resistenza in serie per evitare tensioni dannose - un motivo per iniziare con un amplificatore operazionale con presa più economico.

— Spehro Pefhany
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