Dark current meten

Op 1 september 2017 08:53:28 schreef fred101:
Weet jij wat voor kabel de HP-4329 gebruikt. Het is volgens mij geen triax want de connector is bnc. Ik gebruik nu gewone meetsnoeren. Het is natuurlijk electronen tellen dus zo'n beetje alles beïnvloed de meting. Bij (1000V) isolatie metingen zo rond de 10E12 zie je de meter bewegen in het ritme van je ademhaling op een meter afstand

Het is kabel waarin de guard laag ook nog geïmpregneerd is met grafiet om triboelectrische effecten tegen te gaan. Is het niet mogelijk omdat na te maken door RG179 te gebruiken (75 ohm coax heeft lagere capaciteit per meter dan 50 ohm coax). En dit dan door een dikke coax die hol is, je hebt sommige coax kabels die niet massief zijn maar een plastic spiraal hebben, die zou je eruit kunnen trekken. Van de RG179 de isolatie eraf halen en die in te smeren met grafiet poeder en dan in de uitgeholde dikke coax leiden.

Goed, ik verzin maar wat, creatief coaxen slachten en daarna een smeerboel maken met grafiet poeder

Ha fred101,

Was gister al laat even kijken je kunt de diode gemakkelijk testen door een lage weerstand zeg 50Ω in serie met de diode te schakelen.
Jij heb hele gevoelige meters maar een meter in de stand 100mV is prima.
Als je de diode open heb liggen zal je ongeveer (ik heb wat summiere specificaties gevonden) 1 a 3mV meten je hand er op en je zakt in spanning.
De specificatie <20nA rest donker stroom is dus de maximale stroom als de diode geen licht ontvangt.
Het uitleggen fysisch gaat volgens sommige CO'ers veel te ver en hoort hier niet thuis maar er treed ook het zener effect op (simpel uitgelegd) de diode genereert hierdoor ook een kleine stroom in het donker.
Nu zijn dit dure > €200,- diodes maar 0nA dat lijkt niet te kloppen je meet altijd een kleine stroom hoog in de fA door de Johnson ruis maar goed dit kan je meter zijn.
Kan je een foto maken van de plug welke je nodig heb.

Groet Henk.

KlaasZ: Ik ga me in een hoekje zitten schamen, je hebt helemaal gelijk, gewoon verkeerd gelezen.

Arco: die heb ik ook maar. Deze deed het met 30 nA vanuit de calibrator wel (maar gaf 2nA te weinig) alleen varieerde dat met het indrukken van de beruchte schakelaars. Is overigens nog steeds een heel bruikbare meter voor dit soort werk maar dan moet ik eerst de schakelaars eens wat TLC geven en hem uitstoffen.

Squant: Leuk, creatief met coax. met 0nA bedoel ik dat de stroom minder is dan de 0 nA die de meter bij gebrek aan resolutie weergeeft. De connector op de HP is gewoon bnc met een kunststof hulsje erom omdat de buitenkant onder guard spanning staat.
Het grafiet is idd om triboelectrische effecten tegen te gaan. Dat grafiet zit overigens ook in de multimeter snoeren van mijn Agilent DMM dus als ik die "ombouw" naar coax moet het ook kunnen.
Maar volgens mij kan het zonder ook zolang je de kabels maar niet beweegt.

Electron920: Ik vind die uitleg niet te ver gaan hoor en ik ben de TS dus leef je uit.

Belangrijkste is dat sub 1nA dus niet vreemd is, dus mijn meting was goed. Ik maak nog wel even de HP schoon en ik weet nu dat ik gewone coax kan gebruiken maar er aan de DUT kant wat krimpkous om moet bij weerstand meting.

Maar ik weet nu dat de cel waarschijnlijk goed is en nu moet ik eerst 1 van de 3 meters afbouwen waar deze cel in moet. Ik bouw tegelijk een vierde meter voor mij zelf met deze cel (maar dan mechanisch niet als opacity meter) om daar op modificaties, verbeteringen te kunnen testen.
Het ontwerp is uit de jaren 80, ik heb genoeg onderdelen voor 3 complete meters maar niet alle documentatie en schema's. De Engelse ontwerper/bouwer is nu 87 en wilde er geen meer bouwen maar de klant heeft van hem al zijn onderdelen en documentatie overgenomen.

Ha fred101,

Duidelijk leuk project van de connector is begrepen op zich geen bijzondere connector.
Ik had hier namelijk nog een ietwat rare connector inclusief kabel van HP dus misschien had ik je kunnen helpen.
Als je meter weer stabiel is dan zal je waarschijnlijk als je een weerstand gebruikt een kleine spanning meten ook zonder licht als de equivalente stroom maar < 20nA zit ie binnen specificatie.

Groet Henk.

Vandaag toch nog wat testjes gedaan. De HP is een beetje een vreemd geval. Na schoonmaken en even afregelen werkt hij nu weer zoals het hoort. Het kastje wat ik gebruik samen met een coax naar banaan om dicht bij de HP kabel te komen eens op open weerstand gemeten en dat is dik in orde dus lekstroom is te verwaarlozen.

Toen de fotocel. Op elke meter wat anders. Maar dat blijkt geen fout in de meting te zijn.

Daar kwam ik achter toen ik de manier van Henk gecombineerd met die van REW. Over een weerstand gemeten werkte inderdaad maar voor de dark current had ik meer resolutie nodig dus de truuk van REW eens geprobeerd omdat ik te lui was om mijn 10M standaard te pakken. Mijn enige meter met 10M in mV is een Fluke 77-iii

Dus de Fluke in serie met de cel. Dat is eigenlijk een heel elegante manier op kleine pis-stroompjes te meten. Maar nu het vreemde, de nixie Philips blijkt spot-on in het nA bereik. Het alufolie van het kastje af (de deksel en binnendeksel er nog op) gaf 1,85 nA en 18,5 mV. Toen de Philips analoge electrometer op de zelfde manier en spot-on tov de Fluke maar een heel andere waarde. Ze kloppen dus gewoon maar hun weerstand beinvloed blijkbaar de fotocel. Ik denk dat de Ri van de HP in het pA bereik te hoog is om direct aan een cel te meten.

Nog wat vreemds, alle drie de electrometers maken er onder de 100nA een zooitje van als ik er een calibrator aanhang. Maar als ik de calibrator aan een DMM hang klopt het wel perfect. Electrometers zijn blijkbaar rare beesten,

Die Philips met nixies is eigenlijk een heel mooi apparaat. Hij meet zonder probleem een 1Gohm weerstand, stroom met 10pA resolutie, autorange (en nog behoorlijk snel ook) en ook de mijne is spot-on.

Ik denk dat de Ri van de HP in het pA bereik te hoog is om direct aan een cel te meten.

Dat lijkt me heel sterk.
Ik denk eerder dat cel moeite heeft om als spanningsbron te werken. Ok het is een stroom bron, maar die stroom gaat door een weerstand en die veroorzaakt een spanningsval. Deze spanning moet door de cel geleverd worden. En ik denk dat de hoogte van de spanning dan invloed heeft op de stroom die cel kan leveren.

Ik denk dat je dan beter de 10M standaard kan pakken want dan heeft je cel altijd dezelfde belasting.

Nog wat vreemds, alle drie de electrometers maken er onder de 100nA een zooitje van als ik er een calibrator aanhang.

Volgens mij bovenstaande theorie zou dat dan kloppen. Die meter is ontworpen voor deze cellen en hou rekening met effect dat spanning anders is voor elke stroom.

Ha fred101,

Goed dat je meter weer in orde is let wel op je Fluke werkt op batterij de andere meters niet en je meet kabels zijn denk ik niet hetzelfde.
Ik ken je test opstelling niet dus zie het als een positieve opmerking.
Ik had begrepen dat het om een leermomentje ging dus om te kijken wat doet de donkerstroom (hoe wekt dat) anders had ik gelijk geschreven dat gaat zo niet werken fred101 ha ha
als je nu serieus er mee wil gaan werken zal je een transimpedance of transresistance versterker moeten maken.
Je ben dan ook niet meer afhankelijk welke capaciteit je er aan schakelt dus de rest van je meetopstelling.
Dus je moet nu een opampje pakken en een versterkertje construeren met positieve feadback ik kan er een voor je tekenen dicht bij ja fotodetector en gaan.
Ik heb hier versterkers 12GHz bandbreedte maar dat heeft deze Si diode niet nodig.
Hij werkt in het zichtbaar maar ook near infrarood dus voor warmte kan je een foto van je zelf maken met rode of blauwe neus

Groet Henk.

De eerste opacity meter is af en werkt. Wel eigenlijk een beetje vreemd dat er een zwart fotonegatief als verzwakker wordt gebruikt. Zonder verder iets tussen het lampje en de monster-houder is dat 100%. Ik dacht dat ze zo'n dure sensor namen vanwege de gevoeligheid.

De eerste test kreeg ik hem alleen op het eind van de 10 slag pot op 100%. Toch zat alles goed. Ik heb een stuk of 20 lampjes, ik neem er een uit het zelfde doosje en daarbij zit 100% halverwege de pot rotaties. Op het oog zijn ze even sterk. Dus de resolutie is best hoog.

Henk, ik mag er ook een voor mezelf bouwen, maar dan zonder de kast etc. Ik wil alleen de cel, versterker en ICL7107 met display (geeft 0-100,0%)
Dit als een algemeen bruikbare/configureerbare lichtmeter. ipv dat foto-negatief iets regelbaars, een diafragma of zo.
Het zou volgens mij mogelijk moeten zijn om een grafisch LDC display als traploos filter te gebruiken door het contrast te regelen. (grafisch omdat anders alleen de karakter-blokjes zwart worden.

Weet iemand nog leuke natuurkundige experimenten met zo'n cel.
https://youtu.be/rzzliN_vTKs Als inspiratie, hij meet hier de snelheid van het geluid met een lockin versterker, scoop en liniaal. Heel gaaf.

Ha fred101,

Mooi dat een en ander werkt is wel interessant om metingen aan licht en kleuren te doen.
Ik weet niet welke stof of vloeistof er gemeten wordt maar een negatief geblokkeerd het zichtbare licht en laat infrarood door de fotocel bereikt ook het near infrarood dus dat is het spectrum wat van belang is voor de analyse.

Het is altijd makkelijk zo'n test tool.
Aan een diafragma daar heb je alleen iets aan om te dempen dit is geen filter.
Wat wil je analyseren of experimenteren?

Groet Henk.

De klant meet een of andere creme. Ik vroeg of het spectrum van belang was maar dat wist mijn contact persoon niet. Maakt ook niet uit, ze weten dat ze deze meter nodig hebben. Ik ben niet de ontwerper. Dit is een soort bouwpakket met wat gaten in de bouwhandleiding. Niet moeilijk maar kost wel tijd.

Dat van IR doorlaten wist ik niet. Moet ik zo kunnen zien mbv een afstand bediening.

Ik wil idd geen filter maar een demper zodat hij supergevoelig kan meten (als een soort fotomultiplier) Maar niet gelijk verzadigd als ik bv een led wil meten. Of hem bv als licht/donker detector, lichtmeter etc gebruiken. Gewoon leuk speelgoed

De gevoeligheid curve piekt op de zelfde frequentie als het menselijk ook maar de bandbreedte is breder. Een soort super-oog dus.

Je brengt me wel op een idee. Door verschillende filters kan ik hem misschien ook gebruiken als een soort primitieve mass-spectrometer (alleen heb ik geen filters) Of door licht van 3 leds te mengen de doorlaat curve van een filter bekijken. Zal allemaal wel heel relatief en primitief zijn want hij is niet overal even gevoelig maar wel leuk om wat mee te spelen.

Ha fred101,

Als het maar werkt zal wel op kleur of onzichtbaarheid gemeten worden afijn
De filters bij de fotozaak als die er nog zijn zelf etsten op glas.
Ik heb een afstembaren laser van HP maar daar is iets met de voeding loos.
Verder een optische spectrum analyzer en OTDR verzwakkers powermeter lasers half doorlatende spiegels enz enz.
Laat maar weten als je projectje wil beginnen.

Groet Henk.

Ik heb 2 werkende neon helium lasers formaat keukenpapier rol en een fotomultiplier. Verder eigenlijk niks.
Lijkt me wel grappig die eens met die fotocell te vergelijken.

Een grappige toepassing gevonden. Doe de cell in een lichtdicht kastje met een deksel die je open kunt schuiven. Hang er een stroommeter aan en je kunt een variabel nA stroombonnetje maken. Het is redelijk eenvoudig om iets van 1nA tot 1uA te maken door meer of minder licht er op te schijnen en/of de deksel-opening te veranderen. Als het licht stabiel is dan is de output dat ook. Een 10 slag pot en ledje erbij en je hebt een nA stroombronnetje. Zinvol ? vast niet, maar wel grappig.

Henk, geen idee wat ik wil want ik weet niet wat mogelijk is. Het voordeel van dit tov een fotomultiplier is dat er geen hoogspanning bij nodig is. Ik vind ongewone toepassingen leuk zoals Williams die een accoustische thermometer maakt. Net als een fout lampje in de kerstboom vinden met TDR

Op 5 september 2017 08:58:55 schreef fred101:
Een 10 slag pot en ledje erbij en je hebt een nA stroombronnetje.

Heb je de uitgangsweerstand gemeten? Wat is de open klemspanning? Ik verwacht eigenlijk dat de uitgangsweerstand best laag is. Gigaohm of zo. pfff laag. Ja, voor nA is dat laag.

Rew, ideaal zal het niet zijn maar deze cel zou heel lineair moeten zijn en is heel gevoelig. De shunt weerstand is volgens de datasheet typical 15M.

benleentje; Dat lijkt me heel sterk.
Ik denk eerder dat cel moeite heeft om als spanningsbron te werken. Ok het is een stroom bron, maar die stroom gaat door een weerstand en die veroorzaakt een spanningsval. Deze spanning moet door de cel geleverd worden. En ik denk dat de hoogte van de spanning dan invloed heeft op de stroom die cel kan leveren.

Bedoel je daar de interne weerstand van de cel mee ?

IK bedoel ermee dat als je de cel gaat belasten met een weerstand de cel min of meer onbedoeld als spanningsbron gaat werken en dat het dus blijkbaar een slechte spanningsbron is, waardoor de uitgangsstroom beïnvloed word.

Je gebruikt verschillende meters met elk een andere interne weerstand. En voor elke meter had je een andere meet resultaat. De cel had in elke meting precies dezelfde stroom moeten leveren omdat het in hetzelfde donkere box zat. Echter de stroom was steeds anders. Dus de belastingweerstand beïnvloed dus de uitgangsstroom

Op 5 september 2017 15:33:46 schreef fred101:
De shunt weerstand is volgens de datasheet typical 15M.

Maar goed, met zulke lage shuntweerstand gedraagt ie zich dus niet (bij benadering) als stroombron. Ik realiseer me dat je de term "stroombron" waarschijnlijk wat losser gebruikt dan de technische term. Je kan een controleerbare stroom laten lopen, ook al varieert die behoorlijk met de belasting.

Is die fotocel niet bedoeld om met een negatieve bias(max 30V)te werken?
Als je hem zonder bias gebruikt is de uitgangsspanning waarschijnlijk zo laag dat de weerstand van de stroom-meter mee gaat spelen.

Ha fred101,

Ik denk dat het wel zinvol is om samen een versterker te berekenen en te bouwen voor je diode.
De diode die jij heb zal ergens rond de 2 a 2.5GΩ liggen dus jou meters zijn met 15MΩ een behoorlijke belasting en zullen dus per meter verschillen.
Maar nogmaals zoals ik al aan gaf mijn idee was als experiment wat doet het ding en niet een echte meting.
Zo'n versterker is niet duur of zo ik zal een gangbare op amp uitzoeken dan kunnen we daar mee aan de slag ik zal gelijk in mijn eigen boek eens kijken of ik een leuk maar vooral leerzaam experiment kan vinden.
En met kan vinden bedoel ik die je kan uitvoeren met de spullen aan jou kant.

Groet Henk.

Henk, dat vind ik wel een leuk idee. Ik heb nu de schakeling van de opacity meter gebruikt Die geeft 0 tot 100% aan waarbij 100% de waarde is zonder iets tussen het lampje en het negatief/filter in de celhouder.

Ik heb de cel bij de mijne in een matzwart 45mm diameter kokertje gemonteerd (cm of 5 lang) Het filtertje wat normaal vast zit kan er bij mij zo uit.

Het hele ding zit op een stuk pcb met frontje. Zo kan ik overal bij. Er zit ook een 6V voeding op mbv een lm317 Er is genoeg plek voor nog een pcb voor de opamp schakeling.

De schakeling werkt met een speciale opamp en een ICL7107 met 7 segment led display ingesteld op 2V input. Dat werkt prima maar is niet flexibel. De display geeft 0-100,0% weer. Ik wil een grotere range om bij wijze van spreken ook fotonen kunnen tellen, of bv de lichtsterkte meten. Dat kan als de output absoluut is. Hoeft niet op die ICJ, ik zet er wel een bnc op om naar bv een dmm te gaan. De cel zit ook via een bnc vzodat ik er dingen tussen kan hangen (in line probe of bv een stroommeter etc. Kortom zo flexibel mogelijk.

Ik vind het wel leerzaam om gezamelijk een schakeling te ontwerpen. Vooral mbt het rekenwerk.

MBT de meter verschillen. De Philips was zoals ik dacht een schakelaar probleem. Hij geeft nu het zelfde als de Keithley.

De HP 4329 is een heel ander verhaal. Daar was het lekstroom (waardoor gevoeligere ranges niets deden. Maar daar speelt nog wat. in de 2x10E-12, dus pA schaal te meten is de shunt 10E11 ohm. bij 2nA is dat 10E8. Dat lijkt me niet echt een hoge belasting voor de cel. De specs zijn +/- 8% en er moet nog een correctie bij van error% = Rsource/(Rshunt+Rsource)*100% En als ik van 2nA range uitga, dan is Rshunt 10? Niet echt enorm maar toch weer 1,5% extra. Het is een High resistance meter met 2x10E16 ohm als max. Hij werkt met een self oscilating parametric converter met een variabele capacitor diode bridge als parametric element.

Het eerste exemplaar wordt dadelijk gehaald. Dan gaan ze er een week of wat mee testen en daarna moet ik er nog twee bouwen (met evt modificaties). Mijn eigen versie ga ik gebruiken om te experimenteren. Ik wil er ook een verslag van op mijn site en you tube zetten. Beetje een tutorial over fotodiodes. Waarschijnlijk heb ik nog 1 fotodiode extra over. Die lag er los tussen en heeft een kras of bartstje op het glas. Hij werkt wel zo te zien maar ik heb twee nog nieuw verpakte dus die ga ik voor de twee andere meters gebruiken.

Is deze application note nog bruikbaar voor jullie?
Seven-Steps-To-Successful-Ultra-Low-Light-Signal-Conversion
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/technical-artic…

Bedankt, een mooi document

Ha fred101,

Ik ga een en ander uitwerken laptop was stuk dus het heeft wat vertraging opgelopen.
Begrijp ik dat jou diode stuk is of heb er nog een die je zelf mag gebruiken?

Groet Henk.

Ik heb 1 goede werkende diode maar er lag zo los tussen alle onderdelen nog een diode (niet ingepakt dus met kromme pootjes)

Kreeg vandaag bericht, de opacity meter voldoet en ik mag er nog twee bouwen.(ik heb daar twee verpakte nieuwe diodes voor liggen)

Hier (youtube)een demo van het apparaat, op het eind nog een demo als vergelijk, van mijn fotomultiplier

Ha fred101,

Leuke film valt niet mee ik heb even gewacht met de input omdat je vertelde dat je de laatste aan het bouwen was.
Heb je deze ook moeten kalibreren?
Als je kan hoor ik het wel heb je nu nog wel een diode omdat je ook de photomultiplier laat zien of ter indicatie.
Ik heb die van Philips nog boven water een paar alvast daar hebben we het over gehad je heb een andere gehad.
Ik heb de XX1080 zie foto

dus als je om het hand zit geen probleem.
Het complete nummer dit is misschien interessant voor @maartenbakker is type XX1080 NSN 5960-17-037-7118 Factory Identification Code: P
Voor je Si foto detector heb ik het versterkertje uitgerekend met twee keer een op amp en een FET in de terugkoppeling.
Wat ik niet heb kunnen vinden is de bandbreedte van de detector dat is wel leuk om uit te zoeken.
Ik hoor het wel en mooi stukje werk afgeleverd.

Groet Henk.

PS Ik kan echt geen foto maken maar... ik heb een statief gekocht dus er is hoop