几款高压、高阻电阻测试
时间：2022-08-15 17:00:00
简 介： 测试购买的高压高阻。可见玻璃釉高压高阻精度高，大红袍电阻精度低。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电压场具有良好的感应能力。实验比较了源极偏置电阻旁滤电容对电路增益的影响。
关键词： 高压，高阻，绝缘电阻，JFET，电场检测
§01 高阻电阻
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。
| 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
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。
τ 1 = R 3 ⋅ C 1 = 100 k × 0.15 μ = 0.015 s \tau _1 = R_3 \cdot C_1 = 100k \times 0.15\mu = 0.015s τ1=R3⋅C1=100k×0.15μ=0.015s
对应的频率为：10.6Hz。
※ 测试总结 ※
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
■ 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
