ЭЛЕКТРОНИКА Разработка лабораторной платы сбора данных

[Fenribel]

Требуется разработать портативный относительно недорогой (по компонентам) "мультиметр" с возможностью подачи напряжения по 3 каналам и измерения тока по этим каналам. Этот "мультиметр" будет использоваться для измерения полевых структур в лаборатории (новые двумерные материалы типа графена и прочих).

Первый канал -- токовый (подключается к стоку и истоку структуры), должен быть способен подавать стабильное напряжение до 5В с током до 10мА (фиксация по напряжению) и измерять протекающий через соответствующие контакты измеряемой структуры ток с точностью 1 мкА.

Второй и третий каналы -- подача напряжения на затвор структуры (в структуре возможно наличие двух затворов, поэтому и канала два). Каждый канал должен быть способен подать стабильное напряжение в диапазоне +-5В и измерять ток, протекающий через канал, с точностью 1мкА и шагом 0,01В (фиксация по напряжению). Максимально возможный ток, протекающий по этим каналам, -- 1 мА.

Устройство должно быть небольшого размера (не более размера стандартного мультиметра, лучше -- меньше), иметь возможность подключаться к ПК через USB для сбора данных на ПК, иметь высокую скорость работы (производить сбор данных с каждого канала, проводить развёртку по напряжению по любому каналу со скоростью больше 100 точек в секунду). Ещё лучше -- использование микроконтроллера с встренным wifi/bluetooth для дальнейшей разработки беспроводного (с работой от аккумулятора) устройства.

Более подробные требования можно обсудить здесь или написав мне в ТГ: @Fenribel

 

[Геннадий П]

Вы бы уж сразу бюджет обозначили, ну или хотя-бы сколько нулей после цифры.

 

[Fenribel]

@Геннадий П, 4 нуля после цифры)

 

[Геннадий П]

@Fenribel, с 4 нулями вам проще готовые три мультиметра купить. Хотя, с заявленной точностью вам и на один не хватит.

 

[rkit]

@Fenribel, с 4 нулями вам проще готовые три мультиметра купить. Хотя, с заявленной точностью вам и на один не хватит.

На программируемый лабораторный блок питания с 4 каналами хватит, почему нет. Только размером он будет побольше мультиметра раз в 50.

 

[Fenribel]

@Геннадий П, на самом деле я, наверное, немного перегнул с ТЗ. Надо поправить все слова "точность" на "разрешение". Делать метрологически-точный прибор смысла нет, задача стоит в экспресс-анализе транзисторных характеристик: наклона кривой зависимости сопротивления от напряжения затвора, поиск её особенностей. Для этого нужно описанное разрешение, но не точность.
Если у вас есть знание о готовых модулях "для ардуино", которые позволяют это делать -- прошу поделиться. Можно купить несколько мультиметров, но хочется сделать гибкую и быструю систему, которая может собирать данные и отправлять их на компьютер, который будет эти данные обрабатывать нужным образом

@rkit, почему большой? Я так полагаю, можно использовать импульсный бп для этих целей. Или батарейки как источник напряжения. В любом случае, кажется, большой трансформатор засовывать в прибор не требуется

 

[rkit]

@Fenribel, я говорю про готовый прибор, который решит задачу, и уместится в бюджет. На заказ с таким количеством нулей вам ничего не светит.

 

[Геннадий П]

Надо поправить все слова "точность" на "разрешение".

Вы сначала загуглите цену приборов у которых при токе измерения 10 мА разрешение 1 мкА, это примерно 5 эффективных разрядов.
Я погуглил, это примерно DT-9959 с ценой от 35т.р.
Но это все измерения в статике, а вам нужно от 100 отсчетов в секунду, тут можете еще как минимум на порядок увеличивать стоимость.

Без обид, но странная у вас лаборатория.

 

[PiratFox]

@PiratFox, вы хотели сказать что-то конкретное?

Мне(да и не только мне) конкретно интересно, что это за такая крутая лаборатория, у которой с измерительными приборами да и с финансированием дела просто швах. Иначе как объяснить, что вы ищете разработчиков оборудования где попало? Впрочем, можете не отвечать, всё и так ясно.

 

[Fenribel]

@Геннадий П, прошу прощения -- не сразу написал, что исходное ТЗ может быть слишком сильным по параметрам. Для выяснения требуемых параметров можно начать с прототипа, у которого при максимальном токе 10мА будет разрешение 10мкА. Это вроде бы около 10 бит, или я ошибаюсь? Измеряемые структуры имеют типичное сопротивление около кОм, так что шунт вполне может быть порядка 10 Ом. На 1 мкА это 10мкВ напряжения. В продаже есть 16-битные ацп с диапазоном 0.256 В за 200 рублей, которые должны позволять измерять такие порядки напряжений. Поэтому, с учётом возможных загрублений чисел из ТЗ, задача мне кажется вполне реализуемой