Protección ESD para entrada de electrodo de medición de pH

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Quiero crear un medidor de pH, que usa un electrodo de vidrio normal. Dicho electrodo se comporta como una fuente de voltaje dependiente del pH (< + - 500mV) con una resistencia interna muy alta (10MOhm - 1GOhm, dependiendo del electrodo). Como consecuencia, la medición de voltaje debe realizarse con una corriente muy baja. Además, leí que el flujo de corriente puede tener un impacto significativo en la vida útil de estos electrodos, por lo que mantenerlo lo más bajo posible es crucial.

Miré a mi alrededor y encontré algunos amplificadores prometedores con corrientes de entrada en el rango femtoampere, por ejemplo. el INA116 , LMP7721 , y LMC6001 .

Sin embargo, ahora me pregunto cómo proteger estos amplificadores contra la ESD, ya que el dispositivo tendrá que pasar las pruebas estándar de EMC para los electrodomésticos. Algunos de los amplificadores tienen una protección limitada incorporada, pero, según tengo entendido, esto no es suficiente para proteger contra las pruebas que se realizan en los conectores de dispositivos externos. Añadir diodos a los rieles de alimentación o un diodo de TVS parece estar fuera de discusión debido a la importante pérdida añadida de incluso tipos de fugas bajas.

Sin embargo, dado que la fuente de voltaje que quiero medir tiene una resistencia muy alta, ¿el amplificador estaría adecuadamente protegido por una resistencia de la serie de resistencia muy alta (por ejemplo, 10 Mmm)? ¿O tengo que usar un diseño de conector / electrodo que impida mecánicamente el contacto directo?

    
pregunta Medo42

3 respuestas

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No sé acerca de los sensores de pH. Empezaría por "hacer trampa" y ver cómo otras personas lo habían hecho. Si terminas necesitando un diodo de baja fuga, entonces deberías considerar usar un pequeño transistor. El diodo c-b (emisor abierto) tiene una fuga baja (1-10 pA) pero lento (100 de ns) El c + b - e (transistor conectado a diodo, c / b en corto) es más rápido, pero tiene un voltaje de ruptura más bajo. He medido unos pocos 2N3904 / 6. y Bob Pease recomienda el 2n930, 2N3707 y 2N4250. Pero no encontrará estos números de fugas en la hoja de especificaciones. (Para la búsqueda de referencia de B. Pease, busque en la web B. Pease "Bounding and Clamping".)

    
respondido por el George Herold
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He hecho alguna protección contra descargas electrostáticas de baja fuga recientemente. El esquema que utilicé era bastante simple.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Es difícil mostrarlo en el laboratorio de circuitos, pero aquí solo hay 3 componentes. 2 0603ESDA abrazaderas bidireccionales y 1 diodo TVS bidireccional SMAJ14CA. El TVS tiene una corriente de fuga demasiado alta por sí sola. Las pinzas bireccionales de una corriente de fuga de menos de 100pA son típicas. Mantienen los televisores fuera del circuito hasta que se sujetan, y luego los televisores toman el control. Cumplió IEC61000-4-2 Nivel 4, criterios B.

    
respondido por el Matt Young
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Puedes usar una red RC simple. Una resistencia de 10 megas y un condensador de 100 pF. La tapa debe ser baja fuga, una cerámica C0G / 100v servirá. Con la limitación correcta de corriente los propios diodos op-amperios lo protegerán.

    
respondido por el user68868

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