Wie werden Gigaohm-Widerstände gemessen?

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Ich habe ein Problem, das anscheinend durch beschädigte Widerstände verursacht wurde, die entweder offen sind oder aufgrund von Verschmutzung einen zu niedrigen Wert aufweisen. Das Problem ist, dass es sich um Gigaohm-Widerstände handelt. Für ein Multimeter sind sie also immer offen. Wie kann ich den Widerstand messen oder zumindest die Kontinuität testen?

resistors multimeter resistance production-testing Endolith
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Beachten Sie, dass Sie die Isolation bei einer Spannung testen müssen, die in der Nähe der Betriebsspannung liegt. Was bei 500 V isoliert zu sein scheint, könnte bei 1000 V einen Widerstand von kOhm aufweisen.
Kristoffon
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@Kristoffon: Die Arbeitsspannung beträgt in diesem Fall weniger als 1 V. :) Nur der Leckstrom eines FET-Gates multipliziert mit dem Widerstandswert, max.
Endolith

Antworten:

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Viele Fluke-Messgeräte (z. B. 87.287) haben einen nanoSiemens-Leitfähigkeitsbereich, der bis zu 100 GigaOhm misst - er muss manuell vom Ohm-Bereich abgesetzt werden. , .1GΩ=1nS10GΩ=0,1nS

Alternativ haben die meisten DMMs eine Eingangsimpedanz von 10 M (leicht mit einem zweiten Messgerät zu überprüfen), sodass ein Widerstand mit dem Wert R in Reihe mit dem Millivolt-Bereich einen Spannungsteiler von R + 10 M / 10 M bildet. Das Anlegen von 10 Volt über einen 1-Giga-Ohm-Widerstand ergibt also ungefähr 99 Millivolt. Eine hinreichende Annäherung für hochohmige Widerstände aus einer 10-V-Versorgung wäre ein Widerstand in Gigaohm = 100 / Millivolt.

mikeselectricstuff
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Die Teilermethode ist mit einer 9-V-Batterie schnell und einfach. R = Rmultimeter*(Vbattery - Vdivided)/Vdivided. Berühren Sie nur nicht mehr als eines der Metallteile mit Ihren Fingern.
Endolith
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Sie benötigen Isolationstester. Die, die ich gesehen habe, hatten 2 GOhm Reichweite. Nicht unbedingt nötig, es gibt günstigere.

Und für die Zukunft würde ich versuchen, zusätzlich zu so schlimmen Dingen eine Schutzisolierung anzubringen :-)

BarsMonster
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Welche Art von Schutzisolierung?
Endolith
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Ich gehe davon aus, dass Sie den Widerstand vom Rest des Stromkreises trennen können.

Sie müssen wahrscheinlich einen hochohmigen Analogpuffer aufbauen. Es muss nicht superschnell sein, aber hochohmig. Ein sehr hochohmiger Verstärker ist der LMP7721 von National , der nur 3 Femtoamp-Vorstrom benötigt.

Sobald Sie Ihren Puffer haben, erhalten Sie einen anderen Widerstand mit einem Widerstandswert, der mit dem zu testenden vergleichbar ist (ein bekannter Wert). Verbinden Sie eine Seite dieses Widerstands mit Masse und die andere Seite mit einer Sonde und Ihrem Puffer. Legen Sie dann eine Spannung an eine Seite Ihres Widerstands an und verbinden Sie Ihre gepufferte Sonde mit der anderen Seite. Messen Sie die Spannung am Ausgang Ihres Puffers und lösen Sie den Spannungsteiler, um den unbekannten Widerstand zu bestimmen

Möglicherweise benötigen Sie keinen Puffer, wenn Ihr Messgerät beim Messen der Spannung eine extrem niedrige Impedanz aufweist.

Kevin Vermeer
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1 V über 1 Ohm entspricht 1 nA Strom und nicht 1 pA. Ich denke, Sie müssen sehr vorsichtig mit Ihrem Pufferdesign sein und sicherstellen, dass es eine starke Hochfrequenzunterdrückung aufweist. Es ist nicht schwer, Ströme von 1nA durch elektromagnetische Streuung zu erzeugen, insbesondere mit Sondenkabeln im Mix.
Mark
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Eine höhere Spannung hilft in diesem Fall auf jeden Fall. Sie müssen jedoch unter 1 pA gehen. Schauen Sie sich national.com/pf/LM/LMP7721.html an , insbesondere einige der Anwendungsschaltungen. Sie müssen SEHR vorsichtig mit der Verschmutzung Ihrer Platine umgehen, da jedes Flussmittel einen Leckpfad erzeugt. Außerdem wären Sie mit einer alternativen Schaltung viel besser dran als mit einem Spannungsteiler. Rauschen wird Ihre Messung dominieren. Schauen Sie sich einen Transimpedanzverstärker an.
Chris Gammell
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@ Chris - Danke für den Rat! Meine Antwort war nur ein erster Versuch, das Problem zu lösen, und leider wusste ich bis heute Abend nichts über Transimpedanzverstärker. Willst du eine Antwort geben?
Kevin Vermeer
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"Wenn Sie ein batteriebetriebenes DMM verwenden und es isoliert halten, können Sie 1000 Volt für den Test verwenden."

VERSUCHE DAS NICHT !!!

Die meisten GigaOhm-Widerstände, einschließlich 200 GigaOhm-Widerständen in Glasröhren, haben eine Nennspannung von maximal 500 Volt, und die maximale Spannung für ein digitales Voltmeter beträgt 1000 Volt. Tausende von Volt an einem solchen Widerstand werden nur um den Widerstand herum funken und Ihr digitales Voltmeter sofort braten!

Marc
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Selbst 1/4 Watt Carbonwiderstände hatten eine Nennspannung von 500V. Normalerweise sind sie länger und haben eine Nennspannung von> 1 ~ 10 kV. Da sprechen wir lange nach der Frage. Ich denke, die akzeptierte Antwort hat den verborgenen wichtigeren Punkt der Ursachenanalyse übersehen und einfach beantwortet, wie man einen normalen Widerstand misst. Fehler treten aufgrund von nichtlinearen V vs. I-Merkmalen auf, die zu einem Fehler führen, wie Sie bei @Marc angegeben haben. Zapp! durch Verschmutzung ist ein großer Mangel. Das Material muss gut versiegelt und feuchtigkeitsbeständig sein. Das dauert variable Hipot-Tests mit einer Strombegrenzung R, um das Gerät und ein Messgerät zu schützen, um es zu messen
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Hierfür gibt es eine spezielle Ausrüstung. Vor ein paar Wochen hat mir jemand einen gezeigt, der> 500G kann, und in diesem speziellen Fall wurde er zum Testen von 10-kV-Leistungsschaltern verwendet. Es wurde ein Megger genannt. Grundsätzlich misst es den Widerstand, aber wo Ihr Multimeter dies mit 3 V tut, erhöhen diese Dinge langsam die zu testende Spannung im Bereich von kVs. https://en.wikipedia.org/wiki/Megger Ich gehe davon aus, dass es andere Anbieter für ähnliche Geräte gibt.

jippie
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Was Sie wollen, ist ein Megaohmmeter. Dies ist nur eine weitere Permutation der V=IR Meter, die Hochspannung nutzen, um einen messbaren Strom über einen hohen Widerstand zu erzeugen. Wenn Sie Zugriff auf eine Hochspannungsquelle und ein DMM mit einem Strommodus haben, können Sie den Widerstand messen, aber den Widerstand, das DMM und die Hochspannung in Reihe schalten und dann ausrechnen.

Wenn Sie ein batteriebetriebenes DMM verwenden und es isoliert halten, können Sie für den Test 1000 Volt verwenden. Ich habe mit dieser Methode die Ableitstrommesswerte von 1-200-kV-Hi-Pots mit einem normalen Fluke-DMM kalibriert.

Sie finden Megaohmmeter bei ebay als "Hi-Pots", "Isolationstester", "Öltester", "Dielektrikums-Tester".

Das Gegenteil eines Megaohmmeters ist ein digitales Ohmmeter mit niedrigem Widerstand (DLRO). Diese verwenden einen hohen Strom (1-100 + Ampere), um sehr niedrige Widerstände zu messen.

cst
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Ich habe gerade versucht, 10 Gigaohm-Widerstände mit meinem DMM und einem 10-Volt-Netzteil mit Erfolg zu messen.

Mein DMM ist ein 4 1/2 Digit mit einer angegebenen Impedanz von 10 Megaohm. Das DMM hat eine Genauigkeit von 0,05% für Spannungsmessungen. Ich habe zuerst mein Netzteil so eingestellt, dass die an meinem DMM angezeigte Spannung genau 10.000 Volt betrug, und dann den 10-Gigaohm-Widerstand in Reihe mit dem DMM in den 200-mV-Bereich geschaltet. Der Messwert betrug 11,35 mV.

Tatsächlich ist das einzige, was bei meinem DMM nicht so genau angegeben wird, die Impedanz des Eingangs! Ich habe versucht, es mit einem anderen (nicht digitalen) Multimeter zu messen. Dabei stellte ich fest, dass die tatsächliche Impedanz meines DMM über 11 Megaohm liegt. Es liegt also ein Fehler von ca. 10% vor.

Die 10 Gigaohm-Widerstände, die ich gemessen habe (ich habe 4 davon), haben nur eine Toleranz von 5%, aber sie haben mir alle ungefähr den gleichen Wert für mein DMM gegeben. Wenn ich eine Toleranz von 0,1% hätte, könnte ich mein Netzteil so einstellen, dass das DMM genau 10 mV anzeigt, um die Impedanz von 11,35 Megaohm zu kompensieren. In diesem Fall würde die Spannung vom Netzteil auf 8,81 V eingestellt und ich würde habe ein genaues gigaohm meter.

Eine weitere zu beachtende Sache ist, dass die Sonden des DMM viele Leckagen aufweisen. Ich musste das DMM mit den zu messenden Sonden und dem zu messenden Widerstand in der Luft auf einen separaten Tisch stellen. Ich habe dann versucht, die 10 Volt von der Stromversorgung über den PVC-Teil jeder Sonde zu legen und hatte einen Spannungswert von 0,05 mV am DMM, was einem Widerstand von etwa 2 Teraohm entspricht ...

Zeit, teflonisolierte Drähte zu kaufen ...

Marc
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Ein großer Trick, den ich beim Lesen des HP 3478A DMM-Servicehandbuchs (Abschnitt 3-119, Erweiterter Ohm-Betrieb) gelernt habe, ist, zuerst einen 10-M-Widerstand zu messen und dann den 10-M-Widerstand mit dem unbekannten hohen Widerstand parallel zu schalten und den Parallelwert zu messen. Die Formel unbekannt = (Referenzwert * gemessener Parallelwert) / (Referenzwert - gemessener Parallelwert) macht den Trick. Angenommen, Sie haben eine 10-Ohm-Referenz verwendet, und Sie messen eine 10-Ohm-Unbekannte. Die beiden 10-Ohm-Widerstände parallel würden 5 Ohm messen, daher ergibt das Ausführen der Formel 10 * 5 = 50 und 10 - 5 = 5 und 50/5 = 10 Ohm. Dies funktioniert für jeden Referenzwert und der gemessene Wert ist immer kleiner als der Referenzwert. Einige der anderen Antworten weisen auf einige der Einschränkungen einer Messung mit hohem Widerstand hin.

Jan Bottorff
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Berechnen Sie Ihren gemessenen 1-Gohm-Widerstand mit der minimalen und maximalen Toleranz Ihrer Messung neu und sehen Sie, wie breit der Unsicherheitsbereich für diesen 1-Gohm-Widerstand ist. Melden Sie sich dann zurück.
Winny