几款高压高阻电阻测试

Posted 2021-12-08 卓晴

简 介： 对于购买到的高压高阻进行测试。可以看到玻璃釉高压高阻具有较高的精度，而大红袍电阻相应的精度较低。使用电阻1GΩ与JFET-2N3819组成了交流电场检测电路，可以看到它对于50Hz电压场有较好的的感应能力。实验对比了源极偏置电阻的旁滤电容对于电路增益的影响。

关键词： 高压，高阻，绝缘电阻，JFET，电场检测

 

§01 高阻电阻

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一、背景介绍

  在测量场效应晶体管（JFET） 2N3819 对于一款JFET 2N3819 进行了性能测试。并由其组成对于电场，也就是人体指尖工频感应电场的测量。为了获得它的零偏置，在上述博文中使用了10MΩ进行了偏置，但是这个偏置也是的感应电压信号进行衰减。那么使用高阻抗电阻进行偏置，可以提高检测灵敏度。

二、电阻来源

  在 RI80型 5W 20M J 高压电阻 玻璃釉电阻 9×50 高阻值电阻 可订做 分别购买了50M,100M,200M,500M,1000M欧姆电阻。

▲ 图1.2.1 玻璃釉高压电阻

  在 HZ系列大红袍高压电阻、高阻值金属膜电阻器R200MΩ 2GΩ 购买了200MΩ电阻。后期有补加了5个2G欧电阻。

▲ 图1.2.2 大红袍高压电阻

三、测量电阻阻值

  利用 AR907C绝缘电阻测试仪 对于上述电阻进行实际测量，查看测量结果与标称值之间的关系。

1、测量结果

（1）200M大红袍电阻

  使用500V电压测试，稳定的电阻阻值为158M欧姆。

▲ 图1.3.1 测量高阻电阻

  下面对于三个大红袍高阻电阻进行测试。分别使用500V,1000V,2000V三个电压档对电阻进行测。下面是测量数值。

【表1-3-1-1 不同电压下测量阻值】

序号	500V	1000V	2000V
1	197M	195M	190M
2	158M	152M	139M
3	191M	189M	183M

  从上面测量结果来看，三个高阻值电阻读出的数值相差比较大。特别是有一个电阻阻值明显偏离了200M高阻标称值。

  使用 ST90TA高压绝缘表测试过程中，读出的数值随着所使用的电压等级的增加，呈现下降到趋势。具体原因不详。

（2）测量玻璃釉高压电阻

  是所有500V电压档进行测试。

➤Ⅰ.电阻：50M

测量两个电阻阻值：

电阻1：49.0M
电阻2：49.7M

➤Ⅱ.电阻：100M

测量两个电阻阻值：

电阻1：97.7M
电阻2：99.5M

➤Ⅲ.电阻：200M

测量两个电阻阻值：

电阻1：202M
电阻2：197M

➤Ⅳ.电阻：500M

测量两个电阻阻值：

电阻1：495M
电阻2：498M

➤Ⅴ.电阻：1000M

测量两个电阻阻值：

电阻1：984M
电阻2：985M

  通过上面对于玻璃釉高压高阻测量，可以看到它的电阻的精度比较高。特别是同等规格电阻之间的相差比较小。这说明基于玻璃釉高压电阻的性能比较高。

 

§02 偏置JFET

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  利用购买到的玻璃釉1G高压高阻对于JFET 2N3819的栅极偏置到0V，然后测试它对于交流电场的测量性能。

一、测量交流电场

  使用2N3819通过偏置，获得对于外部感应电压转换电压信号。

1、JFET 管脚分布

▲ 图2.1 JFET 2N3819

2、测量电路

（1）原理图

  下图显示了测量电路原理图。

▲ 图2.1.2 测试原理图

（2）面包板上的测试电路

  在面包板上搭建的实验电路。

▲ 图2.1.3 面包板上搭建的实验电路

3、测量结果

（1）漏极电压波形

  静态情况下，漏极的电压波形如下图所示：

▲ 图2.1.4 测量JFET漏极电压波形

（2）手靠近栅极

  手靠近栅极，会引起JFET漏极波形变化。

▲ 图2.1.5 手靠近栅极对应的漏极信号

（3）220V电线靠近

▲ 图2.1.6 220V电线靠近JFET栅极

▲ 图2.1.7 对应220V电线靠近引起JFET漏极信号变化

二、源极旁路电容

  由于测量信号是50Hz交流信号，需要在JFET的源极偏置电阻上并联电容来提高电路的增益。下面对比一下该电容的大小对于电路增益的影响。

1、去掉C1

  下面是去掉C1之后静态情况下，JFET漏极电压波形。

▲ 图2.2.1 C1= 0情况下JFET漏极的电压波形

2、C1=154

▲ 图2.2.2 C1=154情况下对应的JFET漏极电压波形

3、C1=564

  下面是C1=564情况下，JFET漏极电压波形。

▲ 图2.2.3 C1=564情况下JFET漏极电压波形

  从上面测量结果来看，实际上到C1=154的情况下，电路的增益已经达到最大了。

4、R3,C1对应的时间常数

  根据R3,C1可以计算出电路对应的时间常数。

$${\tau }_1=R_3\cdot C_1=100k\times 0.15\mu =0.015s$$

  对应的频率为：10.6Hz。

 

※ 测试总结 ※

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  对于购买到的高压高阻进行测试。可以看到玻璃釉高压高阻具有较高的精度，而大红袍电阻相应的精度较低。

  使用电阻1GΩ与JFET-2N3819组成了交流电场检测电路，可以看到它对于50Hz电压场有较好的的感应能力。实验对比了源极偏置电阻的旁滤电容对于电路增益的影响。

一、器件存储

将高阻电阻与标准电阻放置在统一储物盒中。

▲ 图3.1 电阻与标准电阻放置在统一储存盒中

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■ 相关文献链接:

• 测量场效应晶体管（JFET） 2N3819
• RI80型 5W 20M J 高压电阻 玻璃釉电阻 9×50 高阻值电阻 可订做
• HZ系列大红袍高压电阻、高阻值金属膜电阻器R200MΩ 2GΩ
• 希玛 AR907C绝缘电阻测试仪基本实验

● 相关图表链接:

• 图1.2.1 玻璃釉高压电阻
• 图1.2.2 大红袍高压电阻
• 图1.3.1 测量高阻电阻
• 表1-3-1-1 不同电压下测量阻值
• 图2.1 JFET 2N3819
• 图2.1.2 测试原理图
• 图2.1.3 面包板上搭建的实验电路
• 图2.1.4 测量JFET漏极电压波形
• 图2.1.5 手靠近栅极对应的漏极信号
• 图2.1.6 220V电线靠近JFET栅极
• 图2.1.7 对应220V电线靠近引起JFET漏极信号变化
• 图2.2.1 C1= 0情况下JFET漏极的电压波形
• 图2.2.2 C1=154情况下对应的JFET漏极电压波形
• 图2.2.3 C1=564情况下JFET漏极电压波形