Ich versuche gerade ein einfaches, mehr oder weniger genaues uA Meter zu bauen, das etwa im Bereich 1nA bis 10mA misst. Eben den Bereich, den ein normales Multimeter nicht mehr kann, der aber für batteriebetriebene Geräte interessant ist.

So sieht meine erste Idee aus. Das Messsignal geht zu einem ADC, die Steuersignale des Umschalters kommen von einem uC, der den optimalen Messbereich auswählt.

Im Datenblatt des 4051 finde ich keine Angabe, ob der Leckstrom beim Common Pin größer ist als der einzelner Pins.
Ob es also sinnvoll ist den Common IO des Umschalters an den Eingang zu legen, oder ob ich den Eingang nicht doch besser an den Ausgang des Opamps legen sollte und die Widerstände an den Eingang.
Die von mir gewählte Anordnung hat den Vorteil, dass ich den Umschalter mit einer geringen Spannung getreiben kann, da er immer nur 0V schalten muss.

Könnte das ganze so funktionieren ?

Ich habe das ganze mal ausprobiert:
Die theoretische Auflösung beträgt etwa 0,5nA. Ohne Signal zeigt die Schaltung immer 0,0nA oder 0,5nA an, also ein Fehler von 1LSB, also normal.
Sobald man aber irgendwas anschließt (egal ob es ein Widerstand oder ein Kabel) zeigt das Display etwa 2nA an. Also 2nA Strom aus Störungen aus der Luft.

Kann man das irgendwie beheben ?
Parallel zu den Rückkopplungswiderständen habe ich schon 1nF gelegt, um vor allem im unteren Messbereich das Signal zu glätten. Einen Massering um den Eingang habe ich auch. In der Nähe des Eingang befinden sich auch keine Signal oder Spannungsleitungen.

Ansonsten reicht mir die Genauigkeit bei weitem aus:
100k an 10V: 100,15uA, ergibt 99,85k
68M an 10V: 145,1nA, ergibt 68,92M

Servus
Sonderlich bewandert mit solchen Meßgeräten bin ich ja nicht.
Aber könnten nicht Thermospannungen für Dein "Problem" verantwortlich sein?

Gruß powersupply

Thermospannung glaube ich nicht, denn die gemessenen Ströme werden direkt im Strom->Spannungswandler auf 0-5V verstärkt.
Ich messe diese nur mit einer Auflösung von etwa 5mV, also weit oberhalb der Thermospannungen.

Das Problem sind vermutlich 50/100Hz Einstreuung und andere Störsignale. Ich denke ohne eine Metallgehäuse und abgeschirmte Leitungen werde ich da nicht viel machen können.