Prądy generowane

Wszelkie dodatkowe prądy generowane w układzie pomiarowym będą się dodawały do prądu, który ma zostać zmierzony, powodując błędy pomiaru. Prądy mogą być generowane wewnątrz, tak jak w przypadku wejściowego prądu niezrównoważenia przyrządu lub pochodzić ze źródeł zewnętrznych, takich jak izolatory czy przewody. Na rysunku 5 zestawione są wartości prądów zakłócających pochodzących od różnych źródeł.

Rys. 5. Typowe wartości amplitud prądów generowanych przez różne źródła

Prądy niezrównoważenia
Prądy niezrównoważenia mogą być generowane wewnątrz przyrządu pomiarowego (wejściowy prąd niezrównoważenia) lub w obwodach zewnętrznych (zewnętrzny prąd niezrównoważenia).

Wejściowy prąd niezrównoważenia
Idealny amperomierz powinien wskazywać zero, gdy jego wejście jest rozwarte. W praktyce jednak, amperomierze mają pewien mały prąd, który płynie nawet przy rozwartym wejściu, nazywany wejściowym prądem niezrównoważenia (ang. internal offset current). Jest on związany z prądami wynikającymi z punktów pracy elementów aktywnych oraz prądami upływu izolatorów w przyrządzie. Prąd niezrównoważenia pikoamperomierzy, elektrometrów i modułów SMU jest podawany w specyfikacji przyrządu. Jak to obrazuje rysunek 6, prąd niezrównoważenia dodaje się do prądu mierzonego i w efekcie mierzona jest suma:

Rys. 6. Wpływ wejściowego prądu niezrównoważenia na dokładność pomiaru prądu

Wejściowy prąd niezrównoważenia można określić zakrywając gniazdo lub styki wejściowe i odczytując wartość prądu zmierzoną po kilku minutach koniecznych na stabilizację, na najniższym zakresie pomiarowym. Powinna ona być zgodna z podaną w specyfikacji przyrządu.
Jeśli przyrząd jest wyposażony w możliwość tłumienia prądu, wejściowy prąd niezrównoważenia można częściowo wyeliminować, włączając funkcję tłumienia prądu przy rozwartym wejściu oraz otwartym ZERO CHECK.
Innym sposobem odjęcia wejściowego prądu niezrównoważenia od wyniku pomiaru jest użycie funkcji pomiaru względnego (REL). Należy poczekać chwilę na stabilizację wyniku przy rozwartym wejściu, a następnie włączyć funkcję REL. Gdy wartość REL się ustabilizuje, następne odczyty będą różnicą między faktyczną wartością wejściową a wartością REL.

Zewnętrzny prąd niezrównoważenia
Zewnętrzne prądy niezrównoważenia mogą powstawać wskutek zanieczyszczeń jonowych izolatorów połączonych z amperomierzem. Mogą też być generowane zewnętrznie, przez takie źródła, jak elektryzacja czy efekt piezoelektryczny. Jak widać na rysunku 7, zewnętrzny prąd niezrównoważenia również dodaje się do prądu mierzonego źródła i przyrząd mierzy sumę tych prądów.

Rys. 7. Wpływ zewnętrznego prądu niezrównoważenia na dokładność pomiaru prądu

Rys. 8. Użycie zewnętrznego źródła prądu do tłumienia prądu niezrównoważenia

Zewnętrzne prądy niezrównoważenia można ograniczać przy pomocy funkcji tłumienia prądu w mierniku (jeśli taka jest dostępna) lub używając odpowiednio stabilnego zewnętrznego źródła prądu, jak to pokazuje rysunek 8. Przy takim ustawieniu układu pomiarowego, mierzony prąd jest równy:

Zakładając, że I_OFFSET oraz I_SUPPRESS są równe w amplitudzie i płyną w przeciwnych kierunkach, otrzymujemy:

Zaletą używania zewnętrznego źródła prądu jest to, że I_OFFSET może być tak duży jak zakres pomiarowy lub nawet większy, wystarczy tylko zapewnić, że różnica I_OFFSET-I_SUPPRESS jest odpowiednio mała.

Elektryzacja
Ładunki zgromadzone między przewodnikiem i izolatorem wskutek tarcia również mogą powodować przepływ prądów wprowadzających błąd pomiaru. Dzieje się tak, gdyż wolne elektrony oddzielają się od przewodnika i wytwarzają nierównowagę ładunku, która z kolei powoduje przepływ prądu. Typowym przykładem będą tutaj prądy generowane w kablu koncentrycznym wskutek wzajemnych ruchów przewodnika i izolacji, co obrazuje rysunek 9.

Rys. 9. Elektryzacja (ang. triboelectric effect)