¿Cómo medir con precisión pequeñas cargas?

Tengo un fenómeno que crea desplazamientos (pequeños) de cargas (que no puedo cuantificar por ahora, este es el problema principal, digamos que la densidad de la superficie de carga será la misma que cuando frotas un globo inflado contra tu cabello), y Quiero medirlo Mi idea es usar un pequeño condensador (0.1 pF) que almacenará las cargas desplazadas, unidas a un osciloscopio preciso. Necesito que el osciloscopio se conecte con mi PC, por lo tanto, alguien me aconsejó que obtuviera uno en picotech.com. Supongo que, sobre todo, necesito un oscillo muy sensible, que podrá medir voltajes muy pequeños. Y supongo que necesito la capacitancia más pequeña posible debido a V = q / C.

Que piensas de esta aproximación ? Estoy seguro de que hay efectos que no tuve en cuenta (soy matemático, principiante en electrónica), y ¿alguien podría aconsejarme qué osciloscopio podría comprar, por favor? Mi presupuesto es de hasta 400 euros. Gracias !

capacitor oscilloscope

— Alfredo
fuente

Creo que la capacitancia de entrada de su osciloscopio inundará un capacitor de 0.1pF. Usted debe darnos una estimación de la cantidad de carga que desea observar. Al final del día, 400 euros probablemente no van a obtener equipos de prueba de alta gama.

— Elliot Alderson el

@ElliotAlderson digamos que la densidad de la superficie de carga será la misma que cuando frotas un globo inflado contra tu cabello, que luego puede adherirse al techo

— Alfred

Eso no es útil. Nunca he medido la carga de ese experimento. ¿De cuántos culombios estás hablando? ¿Por qué habla de "densidad de superficie de carga" en lugar de cantidades absolutas de carga? Creo que necesitas darnos mucha más información.

— Elliot Alderson el

En ese caso, necesitas algo más en la línea de un electrómetro . Este tema también se discute en EEVblog, aquí y aquí .

— Dave Tweed

Dave Tweed lo tiene. Busque un "amplificador de electrómetro" para utilizarlo como un extremo frontal sensible a un alcance bastante ordinario.

— Brian Drummond el

Si usa un amplificador de carga de transimpedancia, la capacitancia de entrada del amplificador es a una tierra virtual, por lo que solo tiene un efecto (de primer orden) sobre el ruido.

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

R1 proporciona una ruta de CC para la corriente de polarización y debe tener un valor muy alto

Ignorando R1, el cambio de voltaje de salida para la carga de entrada q es -q / C1

El amplificador operacional podría ser del tipo de electrómetro, pero si no tiene idea de la magnitud de la carga, es posible que desee comenzar con uno de $ 2.50 (o 0.25) antes de usar uno de $ 25.

Tal vez intente 100pF o 1nF y 10M (constante de tiempo 1ms / 10ms) suponiendo que encaja con el momento de su impulso de carga.

Un amplificador operacional de corriente de polarización fA decente probablemente puede proporcionar una salida útil con señales de 100uV o menos, lo que representa una carga de 0.01pC con 100pF. Puede agregar una etapa de amplificación después si desea un poco más de alcance. El ancho de banda de voltaje tiende a ser bastante ruidoso incluso en x1.

Sospecho que tiene bastante carga en función de la descripción de su estadio de béisbol y es posible que tenga que tener más capacitancia y / o resistencia en serie para evitar voltajes dañinos, otra razón para comenzar con un amplificador operacional enchufado más barato.

— Spehro Pefhany
fuente