微電流量(量程小於等於10mA)如何做到高精度採集？

01-16

如何設計電路對10mA以下量級的電流值進行較高精度（10位以上）AD採集？
可以是通過運放放大或者鏡像等方式轉化，方法都行，但會引入很多雜訊不容易解決怎麼辦？
或者有現成的集成電路可以使用也可以推薦。

4~20mA電流環是工業標準，題主是如何產生mA量級是微小電流這種印象的？對於這個量級的直流電流測量，隨手找個電流輸出感測器的信號調理推薦電路用上就好了。

那真正的微電流測試是什麼呢？不妨看一下《圖解DIY 1pA超微電流測試器》吧。作者lymex並非電子從業者，但其鑽研之深、作品之豐，令我等後輩膜拜。這篇博文詳細講述了微電流測試的難點及解決途徑，值得新手仔細研讀。

pA級量程，fA級精度，aA級解析度，這是目前商業領域能實現的微電流測量，方法一般是運放與反饋電阻搭建I-V轉換電路（又稱零阻電流計）。再往下探，基本上是「數電子」，方法一般是各類增殖器加上脈衝計數，前端不再是應用電子技術所能處理的。

這個標準上擴大一千倍到nA級量程，是目前廣泛應用的微電流測量。我司的產品及同業友商的競品需要順便測一下電流，在這一量級也能測得不錯。

再往上一千倍到μA級，設計上就幾乎不用什麼特殊處理了，運放、線纜、漏電防護等要求都不再苛刻，基本可以隨便搞了。

謝邀~作為Dave Jones大神（他是誰？看我的另外一個回答在電子電路相關設計中，你遇到過哪些相見恨晚的方法或技巧？ - 況琪的回答）的腦殘粉，必須再來安利一下他的一個項目~

μCurrent GOLD

不管要測量多小的電流，基本沒有別的辦法，就是靠精密電阻上的分壓，放大，然後再ADC。而μCurrent就是這樣一個放大的裝置，它有3個檔位，最低是1mV/nA檔，也就說輸入端通過1nA的電流，輸出端就輸出1mV的電壓。在普通的三位半萬用表上，這樣的放大倍數可以帶來低至100pA的電流解析度，而在台式的五位半萬用表上，則可以達到1pA的電流解析度。它的雜訊指標是小於-90dbV，嚇哭了！！！

完整的指標如下：

3 Current ranges:
- +/- 0-1250mA (20μV / mA burden voltage typical) * switch contact resistance plays a role here. 10uV due to the shunt resistor.
- +/- 0-1250μA (10μV / uA burden voltage)
- +/- 0-1250nA (10μV / nA burden voltage)
- NOTE: Higher currents are available by increasing the battery voltage, to a maximum of 5.5V, which would give +/-2250mA/2250μA/2250nA maximum)
Output Voltage Units:
- 1mV/mA
- 1mV/μA
- 1mV/nA
- NOTE: You simply read your mV multimeter range as if it were mA/μA/nA
Resolution (nA range): 100pA (3.5digit meter), 10pA (4.5 digit meter), 1pA (5.5 digit meter)
Accuracy (typical): &<+/-0.05% on μA and nA ranges, &<+/-0.1% on mA range.
Output Offset Voltage: &<50μV (essentially insignificant on 4.5 digit meter)
Bandwidth: &>300KHz (-3dB)
Temperature Drift: &<10ppm / degC (μA/nA), &<15ppm / degC (mA)
Noise: &< -90dBV
THD: &< -60dB
Battery: CR2032 Lithium coin cell (optional 3 x AAA』s)
Battery Life: &>50 hours (battery good LED ensures accurate measurement when LED is on). 2.65V cutout voltage.

說了這麼多，你倒是說如何做呀！別著急，μCurrent是開源硬體，在EEVBlog的網站上提供了μCurrent的原理圖、PCB、Gerber、BOM等等，還有一篇論文詳細講解了它的原理和必要性。網址是：μCurrent | EEVblog

關於ADC，我認為可以通過過採樣，再平均的方法來降低白雜訊。

精密採樣電阻+儀錶運放

不知道題主的場景是什麼。在有些環境下用TIA，帶寬積可以上M。。就是uA級的都不是事。。就是精度和雜訊可能不是那麼好

10ma其實非常大，不知道你採集的下限是多少，也不知道帶寬和極性如何。

10bit的ADC不靠譜。

我推薦一個簡單的方案，運放直接上LMC6062，負反饋上直插的1M/1K/10ohm電阻做IV變換，ADC用MCP3425，REF5010做電源，整個物料成本應該在10刀以內。.單片機你自己挑個熟悉的。

5hz下緩變單極性信號，nA級可以保證可信.啟動ADC的片上PGA，你還可以直接上1ohm電阻自動切換增壓和量程。

這個東西有木有賣的？

10ma真是太大了！

用最流行的250R的採樣電阻，電壓高達2.5V。(為什麼是250R?電阻隨溫度變化要控制在多少？精度多少？)

問題中沒有說採樣頻率，高速和低速的方法完全不一樣。

對付雜訊根據實際情況可以走差分，如果速度低，加個濾波電容(對電容的電阻有什麼要求？)就好了！多簡單哈！

手機做答，空了再說！

我用1歐姆的電阻采電流，1mA範圍內，可以達到0.5uA的精度。ADC是24位的。器件有點貴。如果數字處理部分再下點功夫，精度還會髙一點。