An alle Freunde von herausforderden Messungen Bitte hat jemand Erfahrung mit der Messung sehr hoher Widerstände, etwa 10**15 Ohm? Viele Grüße Peter
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Ich würde sagen: ja hat jemand. SCNR mir war danach, auch mal ne strunzdumme Antwort rauszuhauen.
> Bitte hat jemand Erfahrung mit der Messung sehr hoher Widerstände, etwa > 10**15 Ohm? Ja, macht keenen Spoß.
10^9 ist noch einigermaßen drinn. Was drüber geht halt ich für schwierig und im ersten Moment sinnlos? Warum willst solche Widerstände messen wollen?
Das geht schon. Du brauchst eine entsprechend hohe Spannung, damit ein nennenswerter Strom fließt. Dann kannst du mit R = U/I den Widerstand ganz einfach ausrechnen.
Peter ". schrieb: > An alle Freunde von herausforderden Messungen Diese Aufgabe zwingt mich zur Aufgabe :D > Bitte hat jemand Erfahrung mit der Messung sehr hoher Widerstände, etwa > 10**15 Ohm? Laut Seite 54 müsste IDEMI sowas hinbekommen: http://msme.gov.in/sites/default/files/IDEMI_Mumbai_2015-16.pdf
Ich brauche für ein Experiment hochwertiges Isoliermaterial, um die Ladung auf etwa 20 kV aufgeladener Objekte mindestens für 20 Minuten einigermaßen halten zu können. Ich muß daher Proben von Teflon, Polyethylen, Bernstein, etc. miteinander vergleichen, um dann meine Wahl treffen zu können.
Viel Spannung oder viel Zeit wird benötigt. Welche Spannung vertragen denn deine Widerstände?
"Du brauchst eine entsprechend hohe Spannung, damit ein nennenswerter Strom fließt. Dann kannst du mit R = U/I den Widerstand ganz einfach ausrechnen." Das heißt, bei 10 kV Spannung, muß ich dann 10 pA messen können. Welche Geräte kommen denn dafür in Frage?
Beitrag #6479261 wurde vom Autor gelöscht.
Nennt sich Picoamperemeter oder Elektrometer. Nur mag das sehr wahrscheinlich keine 10kV am Eingang, also wenn dein Widerstand die Spannung nicht abkann, dann darfste erstmal die Eingangsstufe vom Messdings reparieren.
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Im Bereich der ESD Messtechnik könnte es Geräte geben, welche mit so hohen Widerständen umgehen können, sind allerdings nicht wirklich präzise. Eine reine Spannungsmessung über einen Shunt wird aber garantiert nicht verwendet werden, denke die Messung erfolgt mit Transimpedanzverstärkern.
Peter ". schrieb: > Ich brauche für ein Experiment hochwertiges Isoliermaterial, > um die Ladung auf etwa 20 kV aufgeladener Objekte mindestens für 20 > Minuten einigermaßen halten zu können. Du brauchst vor allem (sehr) trockene Luft oder besser ein gutes Vakuum.
Man kann 12einzelne Elektronen messen das ist die momentane Messgrenze meines Wissens. Glaubt PTB, keine Ahnung was so eine Messung kostet.
Ich glaube es ist einfacher, wenn du schon weist welche Materialien eingesetzt werden sollen, in die Eigenschaften der Materialien reinzuschauen. Über gängige Isolatoren wurde schließlich schon die letzten 100 Jahre geforscht und man kennt die Leitwerte. Desweiteren muss man hier noch die Frage stellen für welche Anwendung brauchst du den Isolator. Reden wir von reinen DC Anwendungen? AC wirkt ggf. anders auf Isoaltoren wie DC. In meinen alten Job haben wir die Spannungsfestigkeit von HV Kondensatoren geprüft. Dafür hatten wir damals ein Prüfgerät mit bis zu 80KV eingesetzt. Soweit ich weiß war ein 2 Stelliger GOhm Wert möglich. Um höher zu messen, brauchst wahrscheinlich 100 bis 1000 fache mehr. Ich glaub fA ist nicht wirklich ernsthaft messbar, daher die hohe Spannung. Außer du kennst jemand aus der Forschung der mit solchen ultrateuren Mitteln arbeiten darf und kann.
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"Viel Spannung oder viel Zeit wird benötigt. Welche Spannung vertragen denn deine Widerstände?" Das Isolationsmaterial muß mechanisch auch diese aufgeladenen Objekte tragen können, in diesem Sinn möchte ich das Isolationsmaterial quantifizieren, es gibt daher keine klassische Widerstandsformen.
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Im Prinzip hst Du die Messmethode schon genannt. Solche hohen Widerstände kann man über die Zeitkonstante eines Kondensators messen: Ein Kondensator (z.B. Plattenkondensator mit dem zu untersuchenden Material als Dielektrikum) bekannter Kapazität wird mit einer definierten Ladung Q versehen und nach einer Zeit t die verbleibende Ladung gemessen. Aus dem Verhältnis von Anfangs- zu Endladung lässt sich die Zeitkonstante RC und damit auch R berechnen. Bei C= 10pF und R=10^15 Ohm wäre die Zeitkonstante t= 10000s, also knapp 3 Stunden. Das Hauptproblem ist dabei, Entladungen auf anderen Wegen als über den Widerstand, z.B. über die Luft, zu vermeiden.
"Reden wir von reinen DC Anwendungen?" Ja reine DC Anwendung. Das ist mein Ziel: Ich brauche für ein Experiment bestes, nicht zu teures Isoliermaterial, um die Ladung von auf etwa 20 kV aufgeladenen leitenden Objekten mindestens für etwa 20 Minuten einigermaßen halten zu können.
Mach doch einfach den gewünschten Aufbau mit den genannten Materialien. Und teste zu Beginn und nach 60 Minuten den Ladungserhalt. Wenn du diesen Spannungstest hinbekommst, hast du schon richtig was geschafft! Das sollte mit einer hübsch und ordentlich aufgebauten Widerstandskette zum Standard-DVM auch mit Amateurmitteln machbar sein. Ein Peta-Ohmmeter kommt dich "bissel" teurer - und: Handhaben können muss man es auch erst mal... ;-) Ansonsten ist eine Isolationsmessung an Materialproben höchstens ein Hinweis auf die Tauglichkeit - dafür gibt es doch schon materialkundliche Tabellenwerke ... Der Aufbau (1) muss mit dem Isolator (2) die Isolationswerte liefern. - So sieht der zielorientierte Ansatz aus!
Und dann kommen die Klimatests des Aufbaus dazu: 0..100% Luftfeuchte (kondensierend) bei -50...+75 °C. Die vorherige Peta-Ohm-Messung am der Bernsteinprobe von x y z mm³ ist da eher ungefähr-genau = NICHTSSAGEND. Trotzdem, viel Spaß dabei!
Rote T. schrieb: > Nennt sich Picoamperemeter sind wir da nicht erst bei 10^-12? für 10^15 bräuchten wir Femtoamperemeter oder gar Attoamperemeter. Ich würde ja auch den Strom messen und die HV Spannung langsam hochdrehen. So ein 20kV Netzteil würde bei 1^15 Ohm immerhin 20pA fliessen lassen Picoamperemeter reicht offensichtlich. (wenn der win Rechner nicht versagt)
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Peter ". schrieb: > Bitte hat jemand Erfahrung mit der Messung sehr hoher Widerstände, etwa > 10**15 Ohm? Du brauchst staubtrockene Luft herum ohne Staub... Joachim B. schrieb: > So ein 20kV Netzteil würde bei 1^15 Ohm immerhin 20pA fliessen lassen > Picoamperemeter reicht offensichtlich. Probleme gibt es da nur wegen der Verluste in der Luft, je nach rel. Feuchte... Peter ". schrieb: > Ich brauche für ein Experiment hochwertiges Isoliermaterial, > um die Ladung auf etwa 20 kV aufgeladener Objekte mindestens für 20 > Minuten einigermaßen halten zu können. Was wären das für Objekte, kannst Du vielleicht eine Skizze liefern, wie Du Dir das vorstellst? https://de.wikipedia.org/wiki/Permittivit%C3%A4t
Mani W. schrieb: > Probleme gibt es da nur wegen der Verluste in der Luft, je nach > rel. Feuchte... eine trockene Kammer zu bauen ist ja keine große Kunst einfach heizen! Ich brauche nur in meinem Wäschezimmer die Temperatur hochdrehen und die Luft wird schnell trocken und ohne Wäsche......
Joachim B. schrieb: > eine trockene Kammer zu bauen ist ja keine große Kunst einfach heizen! Es werden trotzdem einige Prozent bleiben...
2⁵ schrieb: > Du brauchst vor allem (sehr) trockene Luft oder besser ein gutes Vakuum. Trotzdem können bei der hohen Spannung auch da noch Sprühentladungen bzw. Spitzenemission auftreten. Mir scheint, dass da mal wieder mit utopischen Forderungen ein falscher Ansatz verfolgt wird.
nachtmix schrieb: > Trotzdem können falsch gebaut, ich hatte schon 20kV - 60kV auf dem Tisch in normaler Umgebung. Wenn Sprühentladung passierte waren das Aufbaufehler. Es verbieten sich spitze Enden von Metall, Lötzinn o.ä. Ist alles schön rund bleibt es meist ruhig. Lötverbindungen schön als Kugel ausführen und 20kV ist leichter zu beherrschen als 60kV http://www.serious-technology.de/Ernsthafte%20Kaskade.htm
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Ich habe mal als Werkstudent irgendwo geholfen, ESD-Kittel zu prüfen ob die noch ok sind. Da hatten wir ein Meßgerät, das mit einer Prüfspannung von 48V gearbeitet hat, Vorwiderständen von, 1kΩ oder 10κΩ, so genau weiß ich das nicht mehr. Das Meßgerät konnte Widerstände bis 100GΩ messen. Ich habe mal aus Spaß die Meßelektroden einfach auf eine Holztischplatte gestellt, so etwa 40...50cm weit auseinander, und das Meßgerät zeigte einen Widerstand von 20...30GΩ. Nur damit du ein Gefühl für die Größenordnung bekommst. Allein die umgebende Luft dürfte für dein Vorhaben einen nicht mehr vernachlässigbaren Parallelwiderstand bilden, ebenso wie die Kabelisolation. Von der Halterung deiner Proben ganz zu schweigen, außer du willst sie mit Kraftfeldern im freien Raum positionieren. Übrigens: nach Norm galten die ESD-Kittel als unbrauchbar, wenn der gemessene Widerstand an bestimmten Stellen (z.B. Schulter - Ärmelende) 100GΩ oder höher war. Dabei werden - nach Norm - die Kittel flach auf einen Holztisch gelegt. Die Entfernung zwischen den Meßpunkten entsprach in etwa meinem oben beschriebenem Versuch. Seitdem nehme ich die ESD-Kittelnorm nicht mehr ernst (auch wenn ich deren Ziel zwar verstehe und durchaus befürworte).
nachtmix schrieb: > Mir scheint, dass da mal wieder mit utopischen Forderungen ein falscher > Ansatz verfolgt wird. Ja...das klingt ein bisschen nach Forschung in Deutschland. Wer kennt das nicht...Wissenschaftler, die für banale Versuche trotzdem dem Idealzustand möglichst nahekommen wollen und dann über die Grenzen des technisch Machbaren enttäuscht sind. Denen schlicht das Gefühl für den Faktor 1000 oder gar Vielfachen davon völlig fehlt.
Peter ". schrieb: > Ich brauche für ein Experiment hochwertiges Isoliermaterial, > um die Ladung auf etwa 20 kV aufgeladener Objekte mindestens für 20 > Minuten einigermaßen halten zu können. Falls die Messung nicht im Vakuum statt findet, ist Oberflächenleitfähigkeit auf Grund der Luftfeuchte ein Thema.
nachtmix schrieb: > Trotzdem können bei der hohen Spannung auch da noch Sprühentladungen > bzw. Spitzenemission auftreten. Ja, bei 20kV ist das nicht mehr vernachlässigbar. Spitze Stellen mit hohen Feldstärken müssen vermieden werden. Optimal sind polierte Flächen.
Joachim B. schrieb: > falsch gebaut, ich hatte schon 20kV - 60kV auf dem Tisch in normaler > Umgebung. Aber eher nicht wenn du Entladungsverluste im pA Bereich vermeiden wolltest. Das dürfte meines Erachtens nur in einem guten Vakuum zu erzielen sein.
Ich habe ein sensitive research Elektrometer auf 20 KV aufgeladen und dann gewartet, bis der Ausschlag auf 1/e gefallen ist. Das war einmal bei 100 Minuten, ein anderes Mal bei 10 Minuten. Über die Gleichung: U(t) = U(0) * exp(-t/(R*C)) kann man sich dann R leicht ausrechnen, wenn man die Eigen-Kapazität des Elektrometers kennt. Allerdings muss ich noch viel mehr Messungen machen, auch mit Messungen der Luftfeuchtigkeit kombinieren, damit ich herausbekomme, woran es liegt, dass die Zeit die Entladungszeit anscheinend so schwankt. Daher wollte ich einmal den Eigenwiderstand des Elektrometers direkt messen.
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Das sind die Geräte, die mir zur Verfügung stehen. Meine Frage ist nun, ob wer in diesem Forum schon etwa 10**15 Ohm direkt gemessen hat?
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Die Besten OpAmps haben Eingangsstrome in den Femtoampere. Damit misst man aber noch nicht, das ist das untere Ende. Ich wuerd's mal mit einem JFET als Eingangsstufe fuer einen Lock-in versuchen. Das sollte gehen.DEr Lock-in ist nicht trivial. Im Sinne von, jeglich kleine Kapazitaet ergibt bei diesen kleinen Stromen eine Phasenverschiebung. Also eher mit hohen Zeitkonstanten messen. In der passend konditionieren Umgebung, dH trockener Stickstof, temperaturstabilisiert, ..
Joachim B. (jar) >Mani W. schrieb: >> Probleme gibt es da nur wegen der Verluste in der Luft, je nach >> rel. Feuchte... >eine trockene Kammer zu bauen ist ja keine große Kunst einfach heizen! >Ich brauche nur in meinem Wäschezimmer die Temperatur hochdrehen und die >Luft wird schnell trocken und ohne Wäsche...... Da stellt sich mir aber die Frage, ob die Leitfähigkeit der Luft einfach von der rel. Luftfeuchte abhängt, oder vielleicht nicht doch von der absoluten Luftfeuchte, denn die ändert sich logischerweise nicht einfach so mit der Temperatur (ist ja nur ein Gasgemisch, dessen Zusammensetzung sich ja nicht durch die Temperatur ändert).
Physikfan schrieb: > Ich habe ein sensitive research Elektrometer auf 20 KV aufgeladen und > dann gewartet, bis der Ausschlag auf 1/e gefallen ist. Das war einmal > bei 100 Minuten, ein anderes Mal bei 10 Minuten. Das liegt schlicht daran, dass du Verluste über die Luft hast. Seien es Corona Entladungen, seinen es schlicht Staubpartikel oder Aerosole, die angezogen werden dann eine Ladung aufnehmen und dann wieder abgestossen werden. Und wahrscheinlich noch eine handvoll andere Effekte. Mess im Vakuum und schau ob du dann reproduzierbare Ergebnisse erhältst.
Beitrag #6480050 wurde von einem Moderator gelöscht.
> Meine Frage ist nun, ob wer in diesem Forum schon etwa 10**15 Ohm direkt > gemessen hat? Ja, siehe gaaaaaanz oben, allerdings nicht bei 1kV. Elektrometer (hier: ein Keithley 617) hilft. Und eine sehr gute Schirmung. Und ordentliche Kabel. HTH
Auf Halbleitern kann man so kontaktlos hohe isolationswiderstände messen, ohne elektroden anlegen zu müssen: http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/125/a125z4p61.pdf 10^15 erscheint mir aber schon sehr hoch.
Jens G. schrieb: > Da stellt sich mir aber die Frage, ob die Leitfähigkeit der Luft einfach > von der rel. Luftfeuchte abhängt, oder vielleicht nicht doch von der > absoluten Luftfeuchte Gute Frage, aber es sind doch Ionen in der Luft, wenn auch wenige...
Was spricht denn gegen den Einsatz einer Feldmühle zur verlustlosen Spannungsmessung des aufgeladenen Probenkörpers?
Für mich ist 10**15 kein Widerstand sondern ein Isolator - und noch nicht mal ein besonders schlechter. Also würde ich mich mit bekannten Isolatoren beschäftigen. Im Bereich der Hochspannungstechnik ist das etwas ganz normales, über das es auch entsprechend viele Untersuchungen gibt. Also einfach mal nachsehen;-) Wenn ich einen Tipp abgeben sollte, auf etwas günstiges, so würde ich "Glas" sagen. Das lässt sich auch in jede beliebige Form biegen. Auch verschiedene Kunststoffe, voran Teflon (POM), haben eine chronische Allergie gegen Strom. Glasbläser gibt es im medizinischen Apparatebau oder auch bei den Leuchtreklamefritzen.
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Wenn man das sensitive research Elektrometer auf 20 KV auflädt und dann wartet, bis der Ausschlag auf 1/e gefallen ist, hat es einmal 100 Minuten gedauert, das sind 6000 Sekunden. Nimmt man an, dass die Eigenkapazität etwa 10 pF beträgt, dann ergibt sich aus der Gleichung: U(t) = U(0) * exp(-t/(R*C)) 6000 = R*C = R * 10**-11 R = 6000 * 10**11 = 6 * 10**14 Ohm Das heißt, der Isolationswiderstand des Elektrometers kommt sehr nahe an die 10**15 Ohm heran. Bitte, weiß wer Methoden, diesen Widerstand noch zu vergrößern?
Joachim B. schrieb: > Ich brauche nur in meinem Wäschezimmer die Temperatur hochdrehen und die > Luft wird schnell trocken und ohne Wäsche...... Darf ich bitte daran zweifeln, daß du in deinem Wäschezimmer eine Luftfeuchte von 0% hinbekommst?
"Was spricht denn gegen den Einsatz einer Feldmühle zur verlustlosen Spannungsmessung des aufgeladenen Probenkörpers?" wir haben bereits Experimenmte mit dieser Feldmühle gemacht, interessanterweise stimmen die angezeigten Werte innerhalb von +- 2 % mit dem Sensitive Research Elektrometer überein. Mit einer solchen Feldmühle wird dann im eigentlichen Experiment mit den geladenen Objekten überprüft, ob diese die Ladung, nach 20 Minuten nach der Aufladung, behalten haben. einigermaßen gehalten haben.
Darf man fragen welche räumliche Groesse der Versuch annimmt? Ich würde auch ueber die Ladung messen. Nicht zu Vernachlässigen: Kriechströme über Verschmutzungen aud der Oberfläche des Isolators. Immer schön sorgfältig arbeiten - Thema Fingerfett...
Viele Kunststoffe, sogar viele IC-Gehäuse, weisen eine deutliche Leitfähigkeitserhöhung durch Licht auf. Deswegen sollte man solche hochohmigen Untersuchungen immer bei Dunkelheit oder zumindest deutlicher Abdunklung durchführen. Dabei spielt natürlich auch das Lichtspektrum eine wichtige Rolle. Eine mit Unterspannung betriebene Glühlampe ist nicht so schlimm wie Tageslicht oder eine Leuchtstoffröhre.
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Das ist die Feldmühle. Damit wurden bereits Messungen der Spannung von diesen Objekten gemacht. Allerdings sind die bisher verwendeten Isolierstoffe nicht hochohmig genug, wir brauchen doch 10**15 Ohm, damit die Ladung der Objekte für etwa 20 Minuten einigermaßen erhalten bleibt.
Wird Euer Testobjekt kurz an eine Spanung gelegt (Uo bekannt) oder kommt eine Ladung aus dem "nirgendwo"? Wie wäre es, den Sockel des Isolators auf das Potential des Objektes zu setzen? Stichword Guard. Dann fliesst erst Strom über den Isolator wenn sich die Ladung oder die Kapazität am Objekt ändert... Nur so eine Idee. Was macht Ihr denn. Ist es "Top secret?"
Klaus schrieb: "Wird Euer Testobjekt kurz an eine Spanung gelegt (Uo bekannt) oder kommt eine Ladung aus dem "nirgendwo"?" Das Testobjekt wird kurz an Spannung gelegt, und sollte etwa 20 Minuten halten, also Ladung sollte nicht irgendwohin abfließen. "Wie wäre es, den Sockel des Isolators auf das Potential des Objektes zu > setzen? Stichword Guard." Der Isolator soll ja die Objekte gegen Masse isolieren, wahrscheinlich werden wir Teflon oder Polyethylen verwenden. "Was macht Ihr denn. Ist es "Top secret?"" Das nicht, wenn einmal etwas publiziert ist, kann ich gerne etwas mehr darüber erzählen.
Teflon geht gerade noch, PE nicht, wenn der Isolator auch noch ein Gerät halten soll. Teflon läßt sich nur mit scharfem Drehstahl (neu) gut bearbeiten, also Rillen für längeren Kriechweg eindrehen. Wenn es ganz fest sein soll --> Quarzglas. Rohre oder Stangen sind als Meterware erhältlich und können nach Ritzen gebrochen oder mit Diamantsäge geschnitten werden (Glasbläser/Glaser). Wenn die Enden versilbert werden (chemisch oder Einbrennlack), kann man den Quarz festlöten. Mit Silanen behandelt, wird die Oberfläche wasserabstoßend und isoliert noch besser. Gibts/gabs als Spray bei Kontaktchemie, glaube ich. Ein Trockenmittel (Silikagel) ist erforderlich, und ein Blechgehäuse herum. Die Isolierung zu den Elektroden dann ein enger Luftspalt, evtl. mit Rohr verlängert.
Peter ". schrieb: > Der Isolator soll ja die Objekte gegen Masse isolieren, wahrscheinlich > werden wir Teflon oder Polyethylen verwenden. Brauchst du das E-Feld vom Objekt zu einer Masseebene? Wenn nein, dann baue einen Isolator mit 2 Ebenen:
1 | +----------------+
|
2 | | Objekt | |
3 | +--+----------+--+
|
4 | | | |
5 | |Isolator1 | |
6 | | | |
7 | +----------+
|
8 | | Guard | |
9 | +----------+
|
10 | | | |
11 | |Isolator2 | |
12 | | | |
13 | +-------------------------+
|
14 | | Ground | |
15 | +-------------------------+
|
Den Guard aus Metall legst du dauerhaft an deine Spannungsquelle. Dadurch fliesst nur ein geringer Strom über den Isolator, wenn das Objekt Ladunhg über die Luft verliert. Wenn Due abschätzen kannst, wie sich die Ladung verändert, könntest Du auch die Spannung am Guard nachführen. Geht halt nur, wenn der Einfluss des Guards den Versuchsaufbau nicht beeinflusst. Dafür wird der Einfluss des Widerstandes vernachlässigbar.
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Das ist eine Superidee, geht leider in diesem Fall nicht, die Objekte müssen sich bewegen können, daher ist keine fixe Verkabelung möglich.
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Gruss Ohm oder Siemens? Ah ja, die Elektronen mögen sich auf ihre(r) Weise. Dirk St
Wenn sich da was bewegen soll, bieten sich erst recht Teflon oder POM an. Die werden sehr oft als Gleitelemente verwendet. Wenn die Veranstaltung außerhalb von Schutzgas stattfinden soll, so kann es nicht schaden, Dich mal mit "supertrockener" Luft (Lufttrockner) zu beschäftigen. Natürlich käme auch noch evakuieren infrage.
Peter ". schrieb: > Das Experiment muss im Freien stattfinden. Blitzenergie einfangen um etwas zum Leben zu erwecken? Bist du Frank N. Stein? :)
Peter ". schrieb: > Ich brauche für ein Experiment hochwertiges Isoliermaterial, > um die Ladung auf etwa 20 kV aufgeladener Objekte mindestens für 20 > Minuten einigermaßen halten zu können. > Ich muß daher Proben von Teflon, Polyethylen, Bernstein, etc. > miteinander vergleichen, um dann meine Wahl treffen zu können. Verstehe das Vorhaben nicht so richtig. Die elektrischen Eigenschaften von PTFE und PE sind doch für die Hochspannungstechnik genauestens erforscht. Insbesondere PE für Hochspannungskabel. Bei höheren Feldstärken bilden sich Raumladungen aus. Hab mich im Studium mit der Durchschlagspannung von Epoxidharz bei Blitzstoßspannung beschäftigt. Nur durch eine trickreiche Formgebung der Probekörper und Einhüllung in trockenes Isoliergas kann überhaupt ein Durchschlag erreicht werden. Die Wahrscheinlichkeit für einen Oberflächenüberschlag ist recht hoch. An den Elektroden muss das Feld möglichst homogen sein. Also nicht trivial. Grüße von petawatt
Peter ". schrieb: > das ist eine Superidee, geht leider in diesem Fall nicht, die Objekte > müssen sich bewegen können, daher ist keine fixe Verkabelung möglich. Also der ganze Aufbau ist in Bewegung? Wie wäre es dann mit einem Guard, der seine Spannung über ein paar Hochvolt Kondensatoren hält? Das bringt mich auf eine andere Idee: Warum schließt ihr nicht einfach das Objekt direkt an ein paar Hochvolt Kondensatoren an? Mit C=1nF und R=1TOhm hast Du ein Tau von 1000sec, sprich nach ca 16min hast Du noch 63% Spannung. Hab jetzt nicht recherchiert, aber vermutlich findet man ein paar Typen, die >20kV und ggf >10nF hinbekommen. Dann dürfte der Fehler schon deutlich kleiner sein. Ich meine die Kosten auch nicht die Welt....
Nachtrag: In R geht natürlich auch der Isolationswiderstand der Kondensatoren ein. Ob die im TΩ sind...?
> Das Experiment muss im Freien stattfinden. Vergiss es einfach! Das funktioniert nicht. RAP (Bob Pease) hat mal was in dieser Richtung veröffentlicht: "What's all this Femtoampere Stuff anyhow?" https://www.mikrocontroller.net/search?query=pease+femtoampere Speziell der älteste Beitrag "Impedanzwandler für Petaohm Messungen"
Gruss Vorhin hätte ich beinahe etwas von Prof. Hoppe 1962 erzählt, bei dem Gedanken Edelgase zu erwähnen. Der hat eine Perser Katze aufm Kampus in Giessen im Freilauf gehabt. Die Studenten/Kommilitonen haben dazu gesagt die kennt jeden Studenten. Weis nicht, für Schrödinger hab ich im Moment keine Lust mich hin zusetzen. Dirk St
Horst S. schrieb: > Verstehe das Vorhaben nicht so richtig. Die elektrischen Eigenschaften > von PTFE und PE sind doch für die Hochspannungstechnik genauestens > erforscht. Insbesondere PE für Hochspannungskabel. Bei höheren > Feldstärken bilden sich Raumladungen aus. > Hab mich im Studium mit der Durchschlagspannung von Epoxidharz bei > Blitzstoßspannung beschäftigt. Nur durch eine trickreiche Formgebung der > Probekörper und Einhüllung in trockenes Isoliergas kann überhaupt ein > Durchschlag erreicht werden. Die Wahrscheinlichkeit für einen > Oberflächenüberschlag ist recht hoch. An den Elektroden muss das Feld > möglichst homogen sein. Also nicht trivial. > > Grüße von petawatt Sehe ich auch so. Teflon oder PE und ein Probekörper ohne Spitzen sollte doch reichen. Ich hatte einmal ein bisschen berufliches Basteln mit bis zu 150kV (an Luft) zu tun. Meine Erfahrung: bis 40..50kV ist die Welt des Elektronikers noch in Ordnung. Darüber treten "blöde:" Effekte auf und auf den Isolatoren der Kabel hängen sich dann Ladungen dran, die dann irgendwann ins rutschen kommen und zu Entladungen führen. Vakuum ist ein toller Isolator, aber wenn es dann zum Überschlag kommt, dann sind die Transienten auch um den Faktor 1000 schneller. Wir hatten LWL-Konverter von EKS, die trotz zusätzlichen Varistoren, und anderen Schutzeinrichtungen regelmäßig gekillt wurden, obwohl sie nur in der Nähe (1,5m) der Versuchsanordnung waren und keinen direkten Kontakt waren. 20kV sind wirkich gut handlebar, nur Mut!
"Hab mich im Studium mit der Durchschlagspannung von Epoxidharz bei Blitzstoßspannung beschäftigt. Nur durch eine trickreiche Formgebung der Probekörper und Einhüllung in trockenes Isoliergas kann überhaupt ein Durchschlag erreicht werden. Die Wahrscheinlichkeit für einen Oberflächenüberschlag ist recht hoch." Das heißt, der Weg für einen Oberflächenüberschlag ist recht groß, ungefähr bei 50 cm? Wie dick war denn die Epoxidharzprobe? Was ich als Nächstes in Planung habe, ist, den Widerstand von Teflon- und Polyethylenproben miteinander zu vergleichen, welcher da wirklich größer ist. Es schadet auch nicht für meine Experimente, wenn das Isoliermaterial wenigstens etwas elastisch ist. Bitte gibt es da Erfahrungen dazu?
Wühlhase schrieb: > Ja...das klingt ein bisschen nach Forschung in Deutschland. Wer kennt > das nicht...Wissenschaftler, die für banale Versuche trotzdem dem > Idealzustand möglichst nahekommen wollen und dann über die Grenzen des > technisch Machbaren enttäuscht sind. Denen schlicht das Gefühl für den > Faktor 1000 oder gar Vielfachen davon völlig fehlt. Damals an der Uni gab es auch solch einen Typen, der unbedingt meinte, seine Experimente natürlich nur mit doppelt isotopenreinem Natriumchlorid durchführen zu können. Hierbei gab er Reinheitsstufen für die Isotopen an, die sonst nur auf chemischer Ebene erreichbar sind. Irgendwann rief dann tatsächlich ein Projektmanager von Merck an, um die Details für das Angebot und die Beauftragung des NaCl zu klären. Er entschuldigte sich für die späte Rückmeldung, da er zunächst konzernintern klären musste, ob und wann die Anlagen für die Herstellung solch eines großen Auftrags (10g oder 100g) zur Verfügung stünden. Da es sich um ein Mehrfaches der Jahreskapazität der bestehenden Isotopentrennanlage handele, müsse entsprechend aufgerüstet werden. Daher müsse Merck auf jeden Fall auf einer Anzahlung bestehen, die diese Kosten decke. Er bat darum, dass der Wissenschaftler den Kontakt zum entsprechenden Geldgeber (damals BMFT oder DFG) herstelle, um die Seriosität und Finanzierung des Projekts vorab zu klären. PS.: Für sein Kristallzuchtexperiment hätte übrigens NaCl der entsprechenden chemischen Reinheitsstufe völlig ausgereicht. Aber für ihn musste es natürlich isotopenrein sein.
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nachtmix: "Mir scheint, dass da mal wieder mit utopischen Forderungen ein falscher Ansatz verfolgt wird." Wühlhase: "Ja...das klingt ein bisschen nach Forschung in Deutschland. Wer kennt das nicht...Wissenschaftler, die für banale Versuche trotzdem dem Idealzustand möglichst nahekommen wollen und dann über die Grenzen des technisch Machbaren enttäuscht sind. Denen schlicht das Gefühl für den Faktor 1000 oder gar Vielfachen davon völlig fehlt." Andreas S.: "Damals an der Uni gab es auch solch einen Typen, der unbedingt meinte, seine Experimente ................." Ich verstehe Eure Skepsis vollkommen, das Urkonzept entstand auch noch ohne meine Mitwirkung, ich wurde nur als Physik-Berater hinzugezogen, nachdem ich ursprüngliche, sehr abenteuerliche Vorstellungen, Aufladen mit Bandgenerator, etc. etc. in eine mehr quantitative Form bringen konnte. Trotzdem bin ich für Eure Kommentare sehr dankbar, da Eure Erfahrungen meine bisherigen erweitern und sehr gut ergänzen. Ich liebe aber Herausforderungen, mit relativ bescheidenen Mitteln einigermaßen brauchbare Resultate zu bekommen, und ich würde dieses Experiment auch nicht als banal einstufen, sonst würde ich mich nicht daran beteiligen. Bekäme man in diesem Fall einigermaßen interessante Resultate, könnte das zu weiterführender Forschung in verschiedenen Disziplinen führen. Zunächst muß ich halt mit den Geräten, die mir zur Verfügung stehen, das Beste herausholen. Diese beweglichen Objekte, einmal auf 20 kV aufgeladen, sollen ihre Ladung halt etwa 20 Minuten bei optimaler Witterung im Freien einigermaßen behalten können. Im Moment ist der Plan, Teflon oder Polyethylen zu verwenden. Als nächstes muß ich Probestücke dieser Materialien auftreiben, um zu sehen, ob der oben genannte Ansatz auch wirklich realisiert werden kann. Wenn nicht, muß man sich etwas Neues im Urkonzept überlegen.
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Hier ist wieder einer, der Widerstände auf 12 Stellen hinter dem Komma HOCHGENAU berechnet und dann 20%-Widerstände zur Verfügung hat? Peter ". schrieb: > Ich muß mit den Geräten, die mir zur Verfügung stehen, das Beste > herausholen. Schon mal Opas Influenzmaschine im Physikunterricht gesehen oder benutzt? https://de.wikipedia.org/wiki/Influenzmaschine#/media/Datei:Wimshurst_machine_PP2010.044.001a.jpg Deine "Messung" mit hochempfindlichen Geräten wird mehr durch äußere Umstände beeinflusst werden als Du denkst. Statische Aufladung, Aufbau und Luftfeuchtigkeit sind nur ein paar Faktoren, die schnell Deine Messung zu einer groben Schätzung machen. Sammle erst mal Erfahrung mit ein paar Porzellantassen und trockenen Bierflaschen bevor Du das Wort Messung benutzt. Eine echte Messung wird nicht ganz einfach.
Stoppuhr und Elektroskop sollte für die ersten Versuche reichen. https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroskop
DoS: "Meine Erfahrung: bis 40..50kV ist die Welt des Elektronikers noch in Ordnung. Darüber treten "blöde:" Effekte auf und auf den Isolatoren der Kabel hängen sich dann Ladungen dran, die dann irgendwann ins rutschen kommen und zu Entladungen führen." Das ist schon ein sehr wetvoller Kommentar für mich. oszi40: "Hier ist wieder einer, der Widerstände auf 12 Stellen hinter dem Komma HOCHGENAU berechnet und dann 20%-Widerstände zur Verfügung hat?" Mir geht es mehr darum, Widerstände mit 10**15 Ohm auf 10 -20% genau zu messen. Mit all diesen Unzulänglichkeiten, die durch die Umgebung, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, etc. etc. muß ich fertigwerden, bzw. im Resultat berücksichtigen. "Sammle erst mal Erfahrung mit ein paar Porzellantassen und trockenen Bierflaschen bevor Du das Wort Messung benutzt. Eine echte Messung wird nicht ganz einfach." Ich habe schon sehr viele Physik-Studierende in die wundervolle Welt der Elektrostatik eingeführt, wenn auch "nur" mit Demonstrationsexperimenten. "Deine "Messung" mit hochempfindlichen Geräten wird mehr durch äußere Umstände beeinflusst werden als Du denkst. Statische Aufladung, Aufbau und Luftfeuchtigkeit sind nur ein paar Faktoren, die schnell Deine Messung zu einer groben Schätzung machen. Eine echte Messung wird nicht ganz einfach." Da gebe ich Dir vollkommen recht und ich freue mich schon sehr auf all diese Herausforderungen. Ich hoffe, ich darf von meinen Experimenten hier weiter berichten.
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_Vielleicht hilft folgende Idee weiter um den Widerstand abschätzen zu können_ : Man baut einen Kippschwinger und ermittelt aus der Frequenz der Lichtblitze den Widerstand https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kippschwinger#
Man kann einen bekannten Widerstand als Referenz verwenden. Ich habe mit dieser Methode die Spannung U0 abgeschätzt. Die Isolationswiderstände von Kondensator und Glimmlampe müssen wesentlich größer als R sein!
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oszi40 schrieb: > Stoppuhr und Elektroskop sollte für die ersten Versuche reichen. > https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroskop Hast du schon mit der Methode solch höhe Widerstandswerte gemessen?
Der Volumenwiderstand ist nur die halbe Miete. Wenn ich eine rauhe, leicht verschmutzende Oberfläche habe und das material vielleicht noch hygroskopische Eigenschaften hat, ist man u.U. mit einem hydrophoben Materiel, das nicht verschmutzt, aber nur ein halb so guter Isolator ist, besser bedient. Dazu kommen noch andere unvorteilhaften Effekte, wie Polarisierbarkeit, Alterung (Sauersoff, UV-Strahlung...) Keramik oder Teflon sind diesbezüglich von ihrer Alltagstauglichkeit schon mal eine gute Wahl.
Mal angenommen, du hast ein geeignetes Isolator-Material. Dann kommt der Versuchsaufbau. Wie misst du den Widerstand über den sich dein geheimnisvolles Objekt entlädt bzw. wie stellst du fest, mit welcher Geschwindigkeit es sich entlädt? Berührungslos mit einem Elektrometer?
Mit dem Isoliermaterial isoliert, z.B. Teflon, wird das Objekt auf etwa 20 KV aufgeladen und dann wird mit einem, mit dem Objekt elektrisch verbundenen Elektrometer, die Spannung als Funktion der Zeit beobachtet. Das Elektrometer muss natürlich einen Innen-Widerstand haben, der etwa bei mindestens 10**17 Ohm liegt, damit der Mess-Fehler entsprechend klein ist. Solche Elektrometer sind im Handel erhältlich, ich denke da z.B. nur an ein Phywe Elektrometer, das die Spannung, wenn es einmal aufgeladen ist, durchaus einen Tag halten kann, mit weniger als 10 % Abnahme der Spannung. Das Experiment dient wissenschaftlichen Zwecken, und ich bin damit in dieses Forum gegangen, weil ich denke, dass Leute, die professionell mit Hochspannung zu tun haben, mir auf grund ihrer Erfahrungen vielleicht ein paar Tipps geben können.
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> Vakuum Ist eher kontraproduktiv wenn man nicht die Technik hat um ein Hochvakuum zu erreichen. Bei sinkedem Druck steigt die Leitfähigkeit erst mal an und das Vakuum muss schon ziemlich gut sein um wieder auf den Wert von halbwegs trockener Luft zu kommen. > Luftfeuchtigkeit Wenn möglich würde ich die gesamte Messanordnung in eine Box packen und mit Silica-Gel die Luft trocknen. Kommt zwar nicht auf 0% aber schon deutlich besser als normale Raumluft, zumindest wenn man nach dem Verschließen der Box einige Stunden wartet. > Kippschwinger https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kippschwinger# Wenn man sich in dem Diagramm dort die Kennlinie der Glimmlampe anschaut dann sieht man dass ein signifikanter Strom (einstelliger mA-Bereich) benötigt wird damit die Glimmlampe überhaupt den Punkt A erreicht. Wenn nur ein Strom im pA-Bereich durch den Isolator kommt dann leitet die Glimmlampe das einfach ab ohne je den Punkt A zu erreichen. Zum Thema direkte Messung des Stroms: Mit einem "Electrometer Amplifier" (also einem speziellen OPV mit sehr geringem Eingangsstrom) kommt man schon ziemlich weit. Das Beste was es auf dem Markt gibt dürfte wohl der ADA4530-1 sein, der hat einen Eingangsstrom von maximal 20 fA (typisch unter 1 fA bei Raumtemperatur), ist also ein paar Größenordnungen unter dem Strom der bei 1-10 kV noch durch den Isolator fließt. Messanordnung wäre z.B. ein nichtinvertierender Verstärker, also Spannungsquelle (1-10 kV DC) => zu messender Isolator => Positiver Eingang des OPV => Messwiderstand (z.B. 100 MOhm .. 1 GOhm) nach GND, über den negativen Eingang des OPV kann man per Spannungsteiler die Vestärkung einstellen. Ein paar Tips dazu: * Der Einfluss der Platine lässt sich bei so geringen Strömen nicht mehr vernachlässigen. FR4 ist definitiv nicht optimal, könnte aber noch funktionieren wenn man die Guard-Anschlüsse des ADA4530-1 richtig nutzt. * Die Angabe "No-Clean" bei Lötpaste/Flussmittel bedeutet nur dass eine Reinigung für normale Anwendungsfälle nicht notwendig ist, die Messung von derartig geringen Strömen ist aber kein normaler Anwendungsfall mehr, die Flussmittelreste können problematische Leckströme verursachen und sollten daher auf jeden Fall entfernt werden. * Eventuell ist es sinnvoll, den positiven Eingangspin des OPV nach oben zu biegen und die Verbindung mit Messwiderstand und Isolator in der Luft zu führen, für alles andere ist der Einfluss der Platine nicht so wichtig. Geht natürlich besser mit einem DIP-Gehäuse, z.B. mit dem LMC6001 (ist aber nicht ganz so gut wie der ADA4530-1). * Ein Kauf des OPV bei einem seriösen Distributor (und nicht Ebay/Aliexpress) ist empfehlenswert, ansonsten weiß man bei Problemen mit der Messgenauigkeit nicht ob man einen Fake-Chip erwischt hat oder man das Problem durch den Messaufbau selbst verursacht hat. * Ein signifikanter Störfaktor dürfte das thermische Rauschen des Messwiderstands sein, selbst bei 1 GOhm ist das **deutlich** mehr als die "Current Noise Density" des AD4530-1. * Je größer die Fläche und je kleiner die Dicke des Isolators wird desto eher misst man den Isolator selbst und nicht die umgebende Luft bzw. Kriechstrecken. Wenn es tatsächlich um die Messung von Materialien geht dann kann man dementsprechend optimieren. * Ein ausreichend spannungsfester Widerstand (z.B. 10..100 MOhm) am Eingang des Verstärkers (also im Serie zu dem Isolator den man messen will) stört die Messung nicht und kann den Verstärker schützen falls doch der Isolator durchschlägt, der Widerstand begrenzt dann den Strom und zusammen mit dem ESD-Schutz im Verstärker (der ADA4530-1 hat immerhin ein 4 kV Rating im Human Body Model) sollte eigentlich nichts passieren. Externe ESD-Schutzdioden sind keine Option, habe zumindest noch keine gesehen mit einem hinreichend kleinen Leckstrom. * Eine Versorgung des Verstärkers mit Batterien kann sinnvoll sein um Störungen durch ein Netzteil als Fehlerquelle auszuschließen. * Am Ende wird man wohl die Differenz auswerten zwischen der Spannung am Ausgang des Verstärkers mit und ohne Spannungsquelle auf der anderen Seite des Isolators, damit kann man auch gleich die Offset-Spannung des OPV kompensieren. Gegebenenfalls kann man auch 1x mit positiver Spannung und 1x mit negativer Spannung messen, das gibt einem einen zusätzlichen Faktor Zwei beim Signal-Rausch-Verhältnis ohne zusätzliche Probleme mit Isolierung/Corona-Entladungen etc. * Es kann sein dass man eine zweite Verstärkerstufe braucht, das kann dann irgendein stinknormaler OPV sein. * Zum Erfassen der Messwerte reicht wahrscheinlich schon ein handelsübliches Multimeter nach dem OPV. Wenn man ein Multimeter mit Datenschnittstelle (USB oder Bluetooth) hat dann kann man am Rechner Messwerte ausmitteln über eine längere Messzeit (Minuten bis Stunden). Auto-Ranging sollte man dabei gegebenenfalls deaktivieren, ein Wechsel zwischen den Messbereichen führt gerne mal zu unschönen Sprüngen beim Messwert.
Peter ". schrieb: > An alle Freunde von herausforderden Messungen > Bitte hat jemand Erfahrung mit der Messung sehr hoher Widerstände, etwa > 10**15 Ohm? > Viele Grüße > Peter Google Mal nach Dr. Kamphausen Hochohmmessgeraet, da werden sie geholfen.
Peter ". schrieb: > Das sind die Geräte, die mir zur Verfügung stehen. > Meine Frage ist nun, ob wer in diesem Forum schon etwa 10**15 Ohm direkt > gemessen hat? Ja, habe die gleichen HP Geräte. Tut 1A
Physikfan schrieb: > Allerdings muss ich noch viel mehr Messungen machen, auch mit Messungen > der Luftfeuchtigkeit kombinieren, damit ich herausbekomme, woran es > liegt, dass die Zeit die Entladungszeit anscheinend so schwankt. Die erste Frage, die ich mir bei solchen Messungen stellen würde, wäre die nach der Sauberkeit sämtlicher Oberflächen, die einen Strompfad parallel zum eigentlichen Messobjekt darstellen. Oder was nützt es dir, die Luftfeuchte indirekt über die Oberflächenleitfähigkeiten zu bestimmen. In der Vakuumtechnik gibt es verschiedene Methoden, um Oberflächen sauber zu bekommen.
Als Nächstes wäre ich die Kapazitäten von ein paar elektrostatischen Volt-Metern messen, diese dann aufladen und nach etwa einer Woche schauen, wie viel Spannung noch da ist. Und auf diese Weise den Innen-Widerstand dieser elektrostatischen Voltmeter bestimmen.
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...auf diese Art, Entladung von Elektrometern, wurde die Höhenstrahlung als ionisierende Strahlung entdeckt. Hier allerdings mit einem Einfaden-Elektrometer in einem Ballonkorb. Manche Röntgen-(Stab)-Dosimeter arbeiten auch nach diesem Prinzip. Die Entladung erfolgt also nicht nur durch den Innenwiderstand.
Das ist natürlich vollkommen richtig, was du sagst, mir geht es aber natürlich in erster Linie um den effektiven Widerstand, der sich nicht nur aus dem Ohmschen Widerstand zusammensetzt, sondern auch irgendwelche Entladungen, die aufgrund von zum Beispiel radioaktiver Strahlung oder Ionen von Flammen, oder durch Wassermoleküle auf den „Isolatorenoberflächen“ produziert werden, haben einen Einfluss auf den effektiven Widerstand. Mir geht es darum, wie lang kann das Elektrometer die Spannung halten, und kann ich dann den effektiven Isolations-Widerstand von meinem beweglichen Gegenstand messen, mit einem so kleinen Fehler wie möglich.
> > Ich muß daher Proben von Teflon, Polyethylen, Bernstein, etc. > miteinander vergleichen, um dann meine Wahl treffen zu können. Am Zielfuehrendsten wird es den Aufbau zu optimieren. Ich habe mal ein Experiment mit verfolgt, in dieser Richtung, da sollte der Ladungsverlust eines Kondensators gemessen werden. Der Aufbau war so gut, dass sich ein klotziger PP oder so Kondensator ueber Monate hielt. Dabei war die Messung das Schwierigste. Der Kondenser wurde auf 100V oder so aufgeladen, gemessen, und dann abgehaengt. Die Spannung wurde nur alle paar Wochen kontrolliert. Mit wissenschaftlichem Anspruch auf mV genau. Wie macht man diese Messung, ohne Ladung zu verlieren... Der Sensor war das Gate eines JFet, der selbst mit 10^13 Ohm spezifiziert ist. Also muss man auf alles achten. Was bedeutet so eine Spezifikation ... wahrscheinlich nimmt man das Gehaeuse besser weg .. usw. Die beste Isolation bringt allerdings Vakuum. Da wird keine polarisierte Luft transportiert. Sie haben's damals aber in Luft gemacht. Getrockneter Luft, ode Stickstoff. Eingangsstroeme von Halbleidern kriegt man uebrigens auf Null, wenn man die Spannungsdifferenz auf Null setzt. Also den (-) Eingang des Elektrometer OpAmps, resp des JFets, auf die Messpannung setzen. Die Speisung Floating dazu. Die zu messende Spannung weiss ja noch vom letzten Mal.. Und die Umgebug des Messobjektes soll feldfrei sein. Heist auf demselben Potential Viel Glueck
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Purzel H. schrieb: > Eingangsstroeme von Halbleidern kriegt man uebrigens auf Null, wenn man > die Spannungsdifferenz auf Null setzt. Es gibt ja Bios Current und Offset Current an den Eingängen. Funktioniert dieser Null-Strom-Trick bei Null Volt Differenz unter diesem Gesichtspunkt wirklich?
Nun, man nimmt natuerlich keinen Bipolar OpAmp, sondern einen mit FET Eingaengen, oder fuer erhoehte Anforderungen einen einzelnen JFet. Als Beispiel schaen wir uns den AD8610 an. Dieser JFet OpAmp hat Offset und Bias Stroeme in der Ordnung von 1pA. Der LPC661 ist ein CMOS OpAmp mit spezifizierten 2fA Bias Strom. Man kann sich dann noch vertun mit einem LMC6001, auch mit 25fA ueber den Bereich. Und dann macht man die Messung moeglichst kurz, heisst trennt die Verbindung wieder.
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Wolf17 schrieb: > Purzel H. schrieb: >> Eingangsstroeme von Halbleidern kriegt man uebrigens auf Null, wenn man >> die Spannungsdifferenz auf Null setzt. > > Es gibt ja Bios Current und Offset Current an den Eingängen. > Funktioniert dieser Null-Strom-Trick bei Null Volt Differenz unter > diesem Gesichtspunkt wirklich? Prinzipiell schon. Schau dir mal Mess-Schaltungen an, da findest du oft identisch beschaltete Eingänge, um eben die Bias-Ströme der Eingangsstufen auszugleichen. Und das ist doch auch das Prinzip mit der Guard: du bringst die Guard auf das gleiche Potential wie das Messsignal und reduzierst dadurch kapazitive udn ohmsche Einflüsse des realen Kabels. Perfekt geht das natürlich nur, wenn du auch einen perfekten Offset-Abgleich hinbekommst.
Ich habe über die Nullstrom durch Nullvolt Differenzmessung nochmal nachgedacht. Ich denke das funktioniert nicht vernünftig: Gegeben sei ein Batterie DVM mit Ri 1GOhm, 10µV kleinster Auflösung und ein Prüfling mit 10V, der ganz langsam entlädt. Wenn ich annehme, bei der nächsten Differenzmessung die auf Null zu korrigierende Vergleichsspannung anfangs schon auf 1mV genau zu kennen, dann fließen 1000fA bis ich Null Differenz eingestellt habe. Liege ich nach Korrektur ein Digit=10µV daneben, sind es immer noch 10fA. Was ich für ideal halte, ist mit einem als 1x Puffer verschaltetem fA-OP wie dem OPA928 nur kurz zu messen. Für eine +IN Eingangsstromeliminierung durch gleiche Spannung am -IN sehe ich zwei Hindernisse: 1) Wie soll damit eine Null fA-Meßschaltung aussehen, die nicht nur ein Komparator ist? (bitte Schaltbild) 2) Ich glaube nicht, dass ein OPA928 +IN Eingangsstrom an -IN wieder rauskommt und von da eliminiert werden kann. Ich denke der Leckstrom versickert zur OP Versorgung. Ein Guard eliminiert den Eingangsstrom auch nicht, der hilft nur Zusatzfehler zu vermeiden.
@ Wolf17 (wolf17) Ja. sicher Eine Messung sollte nur kurz erfolgen. Mit effektivem mechanischem Ab-Schalten. Wohin ein Eingangsstom geht ist eigentlich egal, er aendert die Ladung auf dem Kondenser. Wenn sich der Kondenser langsam entlaedt, kann man's auch grad rechnen. Kondenser Entladung nach Buch. Die Frage ist dann noch ist der Kondenser schuld, oder der Aufbau. Den ganzen Aufwand benoetigt man nur, wenn die Entladung ueber Monate geht.
https://guildline.com/primary-electrical-metrology/highest-level-standards/high-to-ultra-high-resistance-measurement/6540-dual-measurement-high-resistance-bridge Misst bis 20 POhm.
Peter, Du hast doch eine Feldmühle. Deine Probe soll in normaler Umgebungsluft arbeiten. Was spricht dagegen einen Probeaufbau zu machen und den Spannungsabfall nach 20 min ( oder 1h) mit der Feldmühle zu checken? Hört sich so an, als würde das das reichen :) Blechkiste (oder Pappkarton mit Alufolie) oben offen. Kleinere Kondesatorplatte zum Aufladen rein, liegt auf den Probekörper(n) (Isolatoren) Feldmühle drüber um das Potential zu schätzen. Wenn ein Schätzwert eines Materials gefunden wurde, prüfen indem man die Materialmenge ändert (und die Kondensatorkapazität korrigiert ;) Zur Selektion des Materials könnte das schon reichen. Meine Vermutung: Der Einfluss durch Luftparameter wird ab einer Isolationsgüte überwiegen. (Meine Kollegen haben mal den Widerstand eines meiner Referenzkondensatoren (GR1404) gemessen. Nach dem Reinigen der Buchsen lag er angeblich bei ~ 5 POhm. Waren wohl auch selektierte Elektrometer dabei... )
Um sich in die Thematik einzulesen, Literaturempfehlung: Keithley Low Level Measurements Handbook https://download.tek.com/document/LowLevelHandbook_7Ed.pdf Vor allem Kapitel 4.4 High Resistance Measurement Applications Deren Empfehlungen sind 2657A Sourcemeter SMU bis 100 Pohm (10^17) 6517B Electrometer bis 10 Pohm (10^16) 6430 SourceMeter SMU bis 10 Pohm (10^16) 263xB SourceMeter SMU bis 10 Pohm (10^16) 6487 Picoammeter/Source bis 1 Pohm (10^15) siehe FIGURE 5-1: Low Level Instrument Function/Range Selection Chart
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Hallo Torsten, Torsten B. schrieb: > Um sich in die Thematik einzulesen, Literaturempfehlung: > Keithley Low Level Measurements Handbook ein super Dokument. Danke, Uwe
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