選擇電流測量儀器時，檢查精度規(guī)格至關(guān)重要。一般會使用“±（增益誤差 + 偏移誤差）”或者“±(X% + Y)”標(biāo)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(jìn)行比較。

理解數(shù)據(jù)表

假設(shè)目標(biāo)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(jié)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(jié)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(shè)備（Otii Ace、Otii Arc、其他設(shè)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(yù)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(jìn)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(zhǔn)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(guān)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(shí)驗(yàn)室設(shè)備中較為常見。

另一方面，選擇非常廉價的選項(xiàng)通常意味著接受較低的性能（藍(lán)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(zhǔn)確，這使得監(jiān)控動態(tài)負(fù)載變得困難，因?yàn)樗唠娏骺赡茉趥€位數(shù)微安（μA）范圍內(nèi)，而工作電流可能達(dá)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(dǎo)致延遲。即使使用固態(tài)開關(guān)，同樣的問題也會出現(xiàn)——切換階段的測量結(jié)果不可靠，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^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(jìn)行更高量程的測量，與低量程并行運(yùn)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(shí)現(xiàn)連續(xù)測量且無數(shù)據(jù)丟失。

小結(jié)

正確理解技術(shù)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(guān)鍵因素。牢記這些要點(diǎn)將有助于您為開發(fā)項(xiàng)目選擇合適的工具，并在測量過程中避免潛在問題，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備低功耗。

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