選擇電流測(cè)量?jī)x器時(shí)，檢查精度規(guī)格至關(guān)重要。一般會(huì)使用“±（增益誤差 + 偏移誤差）”或者“±(X% + Y)”標(biāo)注。其中X代表百分比誤差，Y表示偏移誤差。這意味著測(cè)量值可能存在Y的偏移誤差和X的百分比誤差。

Otii Ace 主通道在測(cè)量低電流時(shí)的精度為 ±（0.05% + 25nA），而 Otii Arc 的精度為 ±（0.1% + 50nA）。這在開(kāi)始測(cè)量時(shí)意味著什么？它如何影響低電流測(cè)量精度？讓我們將Otii Ace和Arc的精度與另一款精度等級(jí)為±（1% + 1μA）的儀器進(jìn)行比較。

理解數(shù)據(jù)表

假設(shè)目標(biāo)是要測(cè)量一個(gè)1μA的睡眠電流。

使用Otii Ace，你會(huì)得到1μA ± 25.5nA的結(jié)果（1μA的0.05%是0.5nA，再加上額外的25nA，總計(jì)25.5nA）。使用Otii Arc，你將得到1μA ± 51nA的結(jié)果（1μA的0.1%為1nA，再加上額外的50nA，總計(jì)51nA）。相比之下，使用其他測(cè)量?jī)x器時(shí)，您可能會(huì)看到 1μA ± 1μA（1μA 的 1% 為 10nA，再加上額外的 1μA，總計(jì) 1010nA）。

對(duì)于 1μA 睡眠電流的精確測(cè)量，如果測(cè)量值在 0μA 和 2μA 之間波動(dòng)，顯然后者效果較差。

表1. 以上3種設(shè)備（Otii Ace、Otii Arc、其他設(shè)備）在低電流測(cè)量精度方面存在差異。使用他們測(cè)量電流時(shí)預(yù)期出現(xiàn)不同的絕對(duì)誤差。

查看整個(gè)測(cè)量范圍

任何儀器的精度通常僅針對(duì)特定的測(cè)量范圍進(jìn)行規(guī)定。因此，對(duì)于小范圍的電流測(cè)量，您可能獲得很高的精度，但對(duì)于其他范圍的測(cè)量則可能非常不準(zhǔn)確。以下是一個(gè)示例，展示了市場(chǎng)上多種儀器和測(cè)量板在更廣泛的電流測(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量誤差（數(shù)據(jù)來(lái)源于Keysight、Joulscope、Power Profiler Kit 2等儀器的數(shù)據(jù)手冊(cè)）：

圖2. 市場(chǎng)上各類儀器及測(cè)量板的電流測(cè)量范圍與精度

在測(cè)量精度方面，了解短期和長(zhǎng)期需求至關(guān)重要。

因此用戶需查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)中的所有測(cè)量范圍，以掌握儀器的精度水平。

在某些情況下，可能需要高精度儀器，這可能意味著為單一功能支付更高成本（紫色曲線）。這在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中較為常見(jiàn)。

另一方面，選擇非常廉價(jià)的選項(xiàng)通常意味著接受較低的性能（藍(lán)色曲線）。

然而在許多情況下，合理的精度已經(jīng)足夠。您可以選擇一款在廣泛測(cè)量范圍內(nèi)、兼具良好精度與優(yōu)化能耗功能的儀器。

寬動(dòng)態(tài)范圍切換

為了支持寬測(cè)量范圍（從納安nA到安），大多數(shù)儀器依賴自動(dòng)量程功能。典型的數(shù)字萬(wàn)用表（DMM）在發(fā)生過(guò)載條件時(shí)會(huì)切換到更高量程。在切換過(guò)程中，測(cè)量可能不可用或不準(zhǔn)確，這使得監(jiān)控動(dòng)態(tài)負(fù)載變得困難，因?yàn)樗唠娏骺赡茉趥€(gè)位數(shù)微安（μA）范圍內(nèi)，而工作電流可能達(dá)到數(shù)百毫安。

儀器切換次數(shù)越少，遇到的問(wèn)題就越少。在Otii Ace和Arc中，切換操作僅執(zhí)行一次。

精密數(shù)字萬(wàn)用表通常使用繼電器在測(cè)量過(guò)程中切換分流器，這需要時(shí)間并可能導(dǎo)致延遲。即使使用固態(tài)開(kāi)關(guān)，同樣的問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn)——切換階段的測(cè)量結(jié)果不可靠，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^(guò)單個(gè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器完成的。

解決此問(wèn)題的方法有多種。

• 一種方法是估算切換時(shí)間并丟棄該時(shí)段內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)，然后從切換前后的數(shù)據(jù)中生成新采樣。
• 更有效的解決方案是使用分流器進(jìn)行更高量程的測(cè)量，與低量程并行運(yùn)行并使用第二個(gè)AD轉(zhuǎn)換器。這使儀器能夠在不同量程之間無(wú)縫切換而不會(huì)丟失樣本。Otii Ace和OtiiArc中正是使用的該方法，從而確保在量程切換過(guò)程中實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量且無(wú)數(shù)據(jù)丟失。

小結(jié)

正確理解技術(shù)詳情數(shù)據(jù)表中指定的精度，明確測(cè)量需求以及避免使用需要在多個(gè)量程之間切換的儀器是關(guān)鍵因素。牢記這些要點(diǎn)將有助于您為開(kāi)發(fā)項(xiàng)目選擇合適的工具，并在測(cè)量過(guò)程中避免潛在問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備低功耗。

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