電池供電設備的制造者對漏泄電流都非常熟悉，有時(shí)這種漏泄電流也被稱(chēng)為待機電流或暗電流。即使在電源開(kāi)關(guān)關(guān)閉或設備根本沒(méi)有“上電”時(shí)，電池供電的電路中總是存在一些電導，所以就會(huì )發(fā)生這種現象。

     設計工程在研發(fā)時(shí)一定要考慮漏泄電流或待機電流。大量的電子產(chǎn)品，例如移動(dòng)電話(huà)、微處理器控制的汽車(chē)響和存儲器電路，即使這些設備已經(jīng)關(guān)閉，它們也會(huì )從電池吸收少量的電流。實(shí)際上，有些電子設備由于存在設計缺陷，漏泄電流過(guò)大，可能會(huì )過(guò)早地耗盡電池電量，從而使得電池壽命非常短。當然，電子制造商的目的是保證產(chǎn)品工作，并在設計和組裝階段增加元件時(shí)進(jìn)行不斷的測試，證其產(chǎn)品質(zhì)量。目前要特別重視的是，設計和試工程師需要確認在產(chǎn)品內的電池經(jīng)過(guò)充電，然后再關(guān)機一定的時(shí)間后，當再次加電時(shí)還要確保能夠正常工作，不會(huì )發(fā)生電池過(guò)渡放電至電量耗盡。

     值得注意的是，許多電子設備往往被集成到大型系統，例如汽車(chē)上安裝的音響、時(shí)鐘和診斷計算機。而總體設備制造商，本例中為汽車(chē)廠(chǎng)家，將會(huì )規定某個(gè)部件能夠從電池消耗多大的漏泄電流。汽車(chē)廠(chǎng)家不希望由于車(chē)載電子設備的電流漏泄造成電池過(guò)渡放電。

    測量待機漏泄電流為了避免移動(dòng)電池在短短幾個(gè)小時(shí)后即電量耗盡，或者汽車(chē)音響在一上午就把汽車(chē)電瓶電量耗盡，設計工程師在開(kāi)始設計階段就必須能夠測量漏泄電流。然后，在生產(chǎn)階段，測試工程師必須能夠確保產(chǎn)品在發(fā)貨時(shí)滿(mǎn)足其技術(shù)條件（工作時(shí)間，等）。換句話(huà)說(shuō)，為了避免漏泄電流太大，就必須要確定漏泄電流的總量。

    從表面看來(lái)，這項任務(wù)好像很簡(jiǎn)單：用一塊高質(zhì)量的數字多用表連接到相應的端子即可測得直流電流。但是，實(shí)際上并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。因為漏泄電流通常僅為微安級，用傳統的數字多用表進(jìn)行測量并不準確。不準確原因是數字多用表通常是使用一個(gè)已知阻值的分壓電阻的形式與被測電路串聯(lián)進(jìn)行測量的，這個(gè)分壓電阻也叫分流器。當有電流通過(guò)時(shí)，數字多用表測量分流器上的壓降，然后利用歐姆定律計算電流。這種用分流器的方法會(huì )在分流器上產(chǎn)生一個(gè)電壓降，被稱(chēng)為分流器電壓（請參見(jiàn)圖1）。根據基爾霍夫電壓定律，電路的總電壓中要減去這個(gè)電壓。所以分流器電壓就成為了誤差源。產(chǎn)生的誤差可能會(huì )達到10%。通過(guò)使用較小的分流器電阻，設測試工程師可減小誤差量，并且數字多用表確實(shí)通過(guò)變化分流器電阻值來(lái)提供可選的電流量程。然
而，使用低電阻值分流器將減小被測電壓靈敏度，以致造成測量結果不準確或不穩定。為了使得從分流器得到的電壓能至少可以使用最低的電壓量程，一般為100mV 或300 mV 量程，1mA 量程的分流器阻值要達到100Ω。若是在數字多用表采用運算放大器I-V 轉換技術(shù)，在測量小電流時(shí)作為一個(gè)安培計與電路串聯(lián)時(shí)，可以在輸入阻抗有非常低的同時(shí)獲得更好的測量準確度（請參見(jiàn)圖2）。

   我們采用一個(gè)理論示范來(lái)介紹誤差。電路電源為1.2 V 直流，被測
負載為10 kΩ，計算獲得的電流為120 μA。然而，當采用了串聯(lián)分壓電阻（1kΩ）時(shí)，測得通過(guò)被測裝置的電流下降為109 μA 或更低。安培表的設計工程師常常會(huì )增大分壓電阻值，來(lái)改善小電流測量的靈敏度。當分壓電阻增大時(shí)，測量誤差也會(huì )增大。新式的Fluke 8808A 數字萬(wàn)用表在2000 μA和200 μA兩個(gè)量程內采用了使用運算放大器的“電流-電壓轉換器”。在這些量程下，運算放大器在電路中引起的輸入阻抗非常小，并將未知的輸入電流轉換為電壓，無(wú)需大阻值的分流器電阻，從而消除了分流器電壓。所以，在選定的量程下進(jìn)行小電流測量時(shí)，其分辨率高達1 nA，準確度達0.03%，而負載效應最小，測量結果能夠真實(shí)反應實(shí)際應用情況。

    現在已經(jīng)是電池供電的微電子時(shí)代。由于對電池性能指標要求苛刻，待機電流測量準確度的重要性也會(huì )更加明顯。如果我們能夠用標準的臺式萬(wàn)用表準確測量實(shí)際的納安級電流，就可專(zhuān)心研究如何改善電池的性能。

  

 

提防誤差源
在進(jìn)行小電流測量時(shí)，設計師和測試工程師應了解可能的誤差源，以及如何消除其影響，這里有一些常見(jiàn)
的故障點(diǎn)：外部漏泄電流，例如污染引起的漏電流——污垢、油脂、助焊劑，等等。無(wú)論是被測設備、測試儀器本身，還是測試電纜或連接器，污染物都能為電流提供通路，從而引起測量誤差。在設計階段，工程師應該在測試之前用酒精清潔所有潛在的污染表面；在組裝階段，各方面的清潔是至關(guān)重要的。一個(gè)指印也可成為一個(gè)導體。

任何形式的噪聲和干擾都會(huì )引起測量直流小電流
讀數的誤差：交流干擾和噪聲會(huì )使靈敏的放大器產(chǎn)生不正確的讀數�？梢圆扇V波措施，并采用同軸電纜或屏蔽雙絞線(xiàn)連接，可以降低讀數誤差。任何形式的交流干擾會(huì )造成測量結果的波動(dòng)。振動(dòng)也會(huì )造成導體相對于磁場(chǎng)的運動(dòng)，從而在電路中產(chǎn)生容易引起誤差的噪聲。熱能會(huì )使分壓電阻或被測裝置中的電路中的電子產(chǎn)生隨機運動(dòng)和碰撞，從而產(chǎn)生熱噪聲。噪聲電壓與電路中的電流和電路中的電阻值包括被測裝置和測量電路）的平放成比例。采用低阻值的分壓電阻和反饋電阻，使用低噪聲的優(yōu)質(zhì)電阻對降低噪聲有一定作用。

 

由: 亞辰儀器儀表網(wǎng) 轉載