Multimeter-Eingangsimpedanz und ihre Auswirkung auf die Messung der Spannung geladener Kondensatoren?

Beim Experimentieren mit Kondensatoren habe ich eine 15-pF-Kappe über einen Widerstand auf die Spannung einer 1,5-V-Batterie geladen. Als ich dann den Kondensator abtrennte und versuchte, seine Spannung mit einem 10-MOhm-Eingangsimpedanz-Multimeter zu messen, stellte ich zu meiner Überraschung fest, dass die Kondensatorspannung (nach dem Laden) immer noch Null ist!

Nun, um festzustellen, ob dies ein Multimeter- oder ein Kondensatorfehler ist, habe ich einen anderen Kondensator mit demselben Wert ausprobiert, und das Ergebnis ist immer noch dasselbe. Dann dachte ich, vielleicht entlädt sich der Kondensator über die Eingangsimpedanz des Multimeters, und genau deshalb wird seine Wirkung bei der Messung von niedrigen pF-Kappen im Vergleich zu den üblichen uF-Kappen so stark, weil bei niedrigen pF-Werten die Zeitkonstante des Entladevorgangs wird so klein, dass der Spannungswert des Multimeters fast sofort auf Null geht.

Also habe ich es gegoogelt und herausgefunden, dass sich tatsächliche Kondensatoren über die Eingangsimpedanz des Multimeters entladen. Der Grund, warum ich früher nichts davon wusste, ist, dass ich früher uF-Kappen getestet habe, sodass mir die Spannung fast konstant erschien.

Meine Frage ist: Wie könnte ich den Entladevorgang verlangsamen, wenn ich niedrige pF-Kappen messe, so dass ich ihn auf dem Messgerätbildschirm erfassen könnte, ohne ein Messgerät mit höherer Eingangsimpedanz zu kaufen?

Was versuchst du eigentlich zu messen? Welche Informationen möchten Sie mit Ihrem Experiment erhalten?
Sie können den Kondensator an einen MOSFET anschließen und seinen Ausgang messen, aber wie @Daniel erwähnte, sollten Sie besser wissen, wofür Sie ihn verwenden. Dann könnte man sagen, dass dies eine akzeptable Lösung wäre.
Nicht wirklich. Die Gate-Kapazität ist normalerweise viel größer als 15 pf. Wenn Sie also nur einen MOSFET anschließen, erhalten Sie eine Spannungsreduzierung, die ungefähr dem Verhältnis der beiden Kondensatoren entspricht, wenn das Gate aufgeladen wird.

Antworten (2)

Für eine gegebene Zeitkonstante τ , der erforderliche Wert des Eingangswiderstands ist

R = 1 τ C

Für eine Zeitkonstante von 1 Sekunde und eine Kapazität von 15 pF wäre der Eingangswiderstand des Messgeräts beispielsweise:

R = 1 15 ⋅ 10 − 12 = 66.7 G Ω

Nun, das ist ein enormer Eingangswiderstand und der Kondensator entlädt sich immer noch in etwa 5 Sekunden.

Ohne weitere Informationen darüber, was Sie erreichen möchten, ist es schwierig, Ihnen Ratschläge zu geben, wie Sie vorgehen sollen. Die obige Berechnung soll Ihnen lediglich eine Vorstellung davon geben, womit Sie es zu tun haben.

Obwohl der OP ausdrücklich erklärt hat, dass er nicht daran interessiert ist, ein neues DMM zu kaufen, ist Ihre 67-Gohm-Zahl wirklich sehr leicht zu bekommen. Es braucht nur Geld. www3.imperial.ac.uk/pls/portallive/docs/1/7293196.PDF zeigt, was man bekommen kann – in diesem Fall eine Eingangsimpedanz von 200 T Ohm. Richtig: 200.000 GOhm. Und bei eBay für 3.000 $ erhältlich.

Sie könnten einfach einen Spannungsfolger aus einem Operationsverstärker machen. Ein geeigneter Operationsverstärker-Follower hat möglicherweise eine Drift von +/- 50 ~ +/- 500 mV / Minute mit einer 15-pF-Kappe am Eingang und einem Eingang von etwa einem Volt.

Ein Problem besteht darin, dass der Operationsverstärker selbst möglicherweise eine Eingangskapazität von 5 pF hat, sodass Sie die Spannung ändern würden, indem Sie ihn an den Kondensator anschließen. Es würde auch eine sorgfältige Konstruktion erfordern, um Leckagen gering zu halten, und würde bei erhöhten Temperaturen oder in weniger als günstigen Umgebungen nicht gut funktionieren.

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