負荷が測定値を変える

接続した入力はすべて負荷

電圧計や増幅器入力は有限インピーダンスです。接続は枝を作り、KCLを変えます。このDC計算では電源をテブナン電圧と直列抵抗、入力をグラウンドへの抵抗でモデル化します。高周波では入力容量も重要で、DC抵抗値だけでは速い波形を予測できません。

センサの開放電圧1 V、電源抵抗100 kΩとします。1 MΩ計器は$1\times1000/(100+1000)=0.909091$ Vを読みます。約9.09%の誤差は測定接続が原因で、計器自体が完全校正でも生じます。10 MΩ入力なら0.990099 V、約0.99%低い値です。

誤差予算を定義する

抵抗負荷の開放値に対する相対低下は$R_S/(R_S+R_L)$です。1%未満には$R_L>99R_S$が必要です。等号ならちょうど1%です。よくある「10倍」の規則は約9.09%低下なので、1%要件には不十分です。

入力抵抗が十分高く、出力が次段を駆動できる増幅器は電源を分離できます。入力バイアス電流は電源抵抗を通して別の電圧誤差を生みます。10 nAが100 kΩを流れると1 mVです。バイアス電流、入力抵抗、入力容量は別の効果で、1つの良い仕様は他を除去しません。

診断用に比較する

入力の接続時と切断時の測定を予測します。高インピーダンスセンサが一方の計器で正しく他方で低いなら、センサ交換前に計器インピーダンスを比較します。選択モードでインピーダンスが異なることがあるため、実プローブや計器モードを記録します。後のAC測定にはリードを短くし、グラウンド接続を記録します。測定回路には元ページの部品だけでなく計器も含まれます。

低インピーダンス100 Ω源が1 MΩを駆動するなら低下は約0.01%だけです。全測定を同じ侵襲性とせず、いつ負荷を無視してよいかが分かります。