大きな電流と小さな電流を同時に計測するにはどうしたら良いですか？

質問

50uAのバックグラウンド電流の中で1nAほどの微少な電流の変化を計測したいとします。
これにはどうすれば良いでしょうか？
OPアンプを使ったI/Vコンバータではレンジを広くすると、小さな電流はノイズに消されてしまい、レンジを小さくとると、出力は飽和してしまいます。
シャント抵抗を使った方法でも同様のことが言えると思います。
上記のような計測は一体どうやって行えば良いのでしょうか？

回答No.2

anachrockt · ベストアンサー

「50uAのバックグラウンド電流」と「1nAほどの微少な電流の変化」がきちんと分離できるんですよね．
だったら，I/Vコンバータの入力に「50uAのバックグラウンド電流」と逆極性の電流を注入して打ち消し，「1nAほどの微少な電流の変化」だけをI/Vコンバータの出力から取り出せばOKでしょう．
I/Vコンバータの組み立てはこれが写真付きで参考になります．
http://ednjapan.rbi-j.com/issue/2007/08/4/3549/1
これはfAのI/Vコンバータですから，nAなんか屁のカッパでしょう．

回答No.4

soramist

FLUKEの8845A/8846A(DMM)で100mAレンジにして、6 1/2桁表示にしてやると、
最小桁（分解能）が0.1nAになるようですね。(AC/DCとも）
(6-8ページ）
http://www.fluke.com/jp/IG/PDF/8845A46A_spec.pdf#search='34401a 最小分解能'

上記URLは長いのでうまく表示されないかもしれません。
その場合は下記でご容赦・・・
http://www.daiichi-kagaku.co.jp/catalog/1110/1110-016.html

0.1nAの分解能を持つDMMは他にもたくさんあると思います。

回答No.3

imoriimori

＃１様とほぼ同様ですが、変形としては
減算回路でバックグラウンドを引いて関心のある信号変化分を取り出す。ブリッジ回路なども使えるでしょう。バックグラウンドが引かれた信号を増幅してADでもなんでもすればよい。
バックグラウンドが安定であればの前提です。不安定なら不安定度次第でとても難しい仕事。安定ならば格別の難事ではないです。極端な話、バックは直流だけど信号は数ｋHｚの交流信号などというパターンは楽チンです。直流カットすればいいだけですから。
nAというのはそれほどの微小信号ではなく、特別なシールドルームや特別の増幅回路は要らず、ちょっと気を使う程度で普通に扱える範囲だというのが私の感覚です。ｐA級だとプロの仕事ですし、遮蔽もきわめて重要だし、温度管理も必要になってくるでしょうけど。
問題はバックグラウンドとの戦いです。信号の５万倍のバック。これが５万分の一変化すればアウト。ですから、これが安定かどうかが分かれ道。
あとは周波数帯域ですね。信号がほとんど直流というか超低周波だと難しいです。オフセットドリフトが頭をもたげるので。信号がMHｚ以上だとかなると、それはそれで高周波の難しさが頭をもたげるわけで。
むろんどのくらいの測定精度を追求するんだということでも、簡単と難しいとが分かれるわけで。信号有り無しの１ビットくらいでよいなら楽チン、１０ビットはちょい慎重に、１６ビットの精度で測りたいなら難事、などと。
ですから、信号帯域や要求精度などを示すともうちょっと的確な解答が得られるのではないかと思います。

回答No.1

nrb

個人じゃ無理あきらめて下さい

・シールドルームを準備する、電波暗室の方が良い
　ここで億いりますね　安いー６０ｄB程度のシールドルームでも
　数百万円
・A種アースを準備する
・ノイズ対策をした測定器を準備する
・測定す機器をノイズ対策する。
・低温特殊処理した測定できる準備する

ここまでやって初めて測定できます