選擇電流測量儀器時，檢查精度規(guī)格至關重要。一般會使用“±（增益誤差 + 偏移誤差）”或者“±(X% + Y)”標注。其中X代表百分比誤差，Y表示偏移誤差。這意味著測量值可能存在Y的偏移誤差和X的百分比誤差。

Otii Ace 主通道在測量低電流時的精度為 ±（0.05% + 25nA），而 Otii Arc 的精度為 ±（0.1% + 50nA）。這在開始測量時意味著什么？它如何影響低電流測量精度？讓我們將Otii Ace和Arc的精度與另一款精度等級為±（1% + 1μA）的儀器進行比較。

理解數(shù)據(jù)表

假設目標是要測量一個1μA的睡眠電流。

使用Otii Ace，你會得到1μA ± 25.5nA的結果（1μA的0.05%是0.5nA，再加上額外的25nA，總計25.5nA）。使用Otii Arc，你將得到1μA ± 51nA的結果（1μA的0.1%為1nA，再加上額外的50nA，總計51nA）。相比之下，使用其他測量儀器時，您可能會看到 1μA ± 1μA（1μA 的 1% 為 10nA，再加上額外的 1μA，總計 1010nA）。

對于 1μA 睡眠電流的精確測量，如果測量值在 0μA 和 2μA 之間波動，顯然后者效果較差。

表1. 以上3種設備（Otii Ace、Otii Arc、其他設備）在低電流測量精度方面存在差異。使用他們測量電流時預期出現(xiàn)不同的絕對誤差。

查看整個測量范圍

任何儀器的精度通常僅針對特定的測量范圍進行規(guī)定。因此，對于小范圍的電流測量，您可能獲得很高的精度，但對于其他范圍的測量則可能非常不準確。以下是一個示例，展示了市場上多種儀器和測量板在更廣泛的電流測量范圍內(nèi)的測量誤差（數(shù)據(jù)來源于Keysight、Joulscope、Power Profiler Kit 2等儀器的數(shù)據(jù)手冊）：

圖2. 市場上各類儀器及測量板的電流測量范圍與精度

在測量精度方面，了解短期和長期需求至關重要。

因此用戶需查閱數(shù)據(jù)手冊中的所有測量范圍，以掌握儀器的精度水平。

在某些情況下，可能需要高精度儀器，這可能意味著為單一功能支付更高成本（紫色曲線）。這在傳統(tǒng)實驗室設備中較為常見。

另一方面，選擇非常廉價的選項通常意味著接受較低的性能（藍色曲線）。

然而在許多情況下，合理的精度已經(jīng)足夠。您可以選擇一款在廣泛測量范圍內(nèi)、兼具良好精度與優(yōu)化能耗功能的儀器。

寬動態(tài)范圍切換

為了支持寬測量范圍（從納安nA到安），大多數(shù)儀器依賴自動量程功能。典型的數(shù)字萬用表（DMM）在發(fā)生過載條件時會切換到更高量程。在切換過程中，測量可能不可用或不準確，這使得監(jiān)控動態(tài)負載變得困難，因為睡眠電流可能在個位數(shù)微安（μA）范圍內(nèi)，而工作電流可能達到數(shù)百毫安。

儀器切換次數(shù)越少，遇到的問題就越少。在Otii Ace和Arc中，切換操作僅執(zhí)行一次。

精密數(shù)字萬用表通常使用繼電器在測量過程中切換分流器，這需要時間并可能導致延遲。即使使用固態(tài)開關，同樣的問題也會出現(xiàn)——切換階段的測量結果不可靠，因為它們是通過單個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器完成的。

解決此問題的方法有多種。

• 一種方法是估算切換時間并丟棄該時段內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)，然后從切換前后的數(shù)據(jù)中生成新采樣。
• 更有效的解決方案是使用分流器進行更高量程的測量，與低量程并行運行并使用第二個AD轉(zhuǎn)換器。這使儀器能夠在不同量程之間無縫切換而不會丟失樣本。Otii Ace和OtiiArc中正是使用的該方法，從而確保在量程切換過程中實現(xiàn)連續(xù)測量且無數(shù)據(jù)丟失。

小結

正確理解技術詳情數(shù)據(jù)表中指定的精度，明確測量需求以及避免使用需要在多個量程之間切換的儀器是關鍵因素。牢記這些要點將有助于您為開發(fā)項目選擇合適的工具，并在測量過程中避免潛在問題，從而實現(xiàn)設備低功耗。

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