[發明專利]大氣臭氧探空儀信號檢測電路

有效

• 申請號: 201310228315.7
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103293566A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 劉明遠;宣越健;徐群;龐黎;張金強;萬曉偉;朱慶春
• 申請（專利權）人: 中國科學院大氣物理研究所;江蘇省無線電科學研究所有限公司
• 主分類號: G01W1/08
• 分類號: G01W1/08;G01W1/18
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉及一種檢測電路，尤其是一種大氣臭氧探空儀信號檢測電路，具體地說是能對大氣臭氧探空儀的輸出信號進行精確檢測的檢測電路，屬于大氣臭氧探空儀信號檢測的技術領域。

背景技術

大氣臭氧傳感器的檢測，受到大氣探測條件的影響，傳感器輸出信號為小于10μA的微弱電流，同時由于大氣中臭氧濃度分布的不均勻，臭氧濃度變化速度快，要求傳感器和檢測電路有很高的響應速度。常規的大氣臭氧探空儀信號檢測電路是將被測微電流信號通過固定阻值電阻，在電阻上產生電壓降，然后使用運算放大器將信號放大到一定程度，然后使用A/D模數轉換電路變換為數字信號，最后采用UART協議將數據傳送至氣象探空儀發送到地面接收設備。由于這種方式是在臭氧傳感器的電流回路上串聯一個較大阻值電阻，使得傳感器輸出電流和相應速度都受到很大影響造成測量的誤差。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種大氣臭氧探空儀信號檢測電路，其結構簡單緊湊，提高響應速度及檢測精度，降低測量誤差，適應范圍廣，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述大氣臭氧探空儀信號檢測電路，包括用于與大氣臭氧傳感器輸出端連接的微電流信號檢測電路，所述微電流信號檢測電路包括斬波自穩零放大器，所述斬波自穩零放大器的反相端與大氣臭氧傳感器的輸出端連接，斬波自穩零放大器的同相端接地，且斬波自穩零放大器的反相端通過第二電阻與所述斬波自穩零放大器的輸出端連接，第二電阻的兩端并聯有第十四電容；斬波自穩零放大器的輸出端與低通濾波器相連，斬波自穩零放大器通過低通濾波器將大氣臭氧傳感器輸出的微電流信號轉換為電壓信號輸出。

所述斬波自穩零放大器通過低通濾波器與模數轉換電路，模數轉換電路的輸出端與處理電路連接，處理電路的輸出端與氣象探空儀連接，處理電路通過模數轉換電路接收微電流信號檢測電路輸出的電壓信號，并將所述電壓信號傳輸到氣象探空儀內，以通過氣象探空儀將電壓信號發送至地面接收設備。

所述模數轉換電路還與傳感器溫度檢測電路連接，處理電路、模數轉換電路及傳感器溫度檢測電路與電壓基準電路連接。

所述傳感器溫度檢測電路包括熱敏電阻，所述熱敏電阻的一端與第七電阻的一端及第三運算放大器的同相端連接，熱敏電阻的另一端接地，第三運算放大器的反相端與第三運算放大器的輸出端連接，且第三運算放大器的輸出端還與第八電阻的一端連接，第八電阻的另一端通過第十七電容接地；且第八電阻的另一端與模數轉換電路的輸入端連接。

所述第二電阻的阻值為500K歐姆。所述處理電路還與電源電壓檢測電路及氣泵電機工作電流檢測電路連接。

所述電源電壓檢測電路包括第二運算放大器，所述第二運算放大器的同相端與第四電阻的一端及第十電阻的一端連接，第十電阻的另一端接地，第四電阻的另一端與工作電源連接，第二運算放大器的反相端與第二運算放大器的輸出端連接，第二運算放大器的輸出端與第九電阻的一端連接，第九電阻的另一端通過第十八電容接地，且第九電阻的另一端與處理電路的輸入端連接。

所述氣泵電機工作電流檢測電路包括第一運算放大器，所述第一運算放大器的同相端與第十六電容的一端及第三電阻的一端連接，第十六電容的另一端接地，第三電阻的另一端與第六電阻的一端及氣泵電機連接，第六電阻的另一端接地；第一運算放大器的反相端與第十九電容的一端、第十一電阻的一端及第十二電阻的一端連接，第十二電阻的另一端接地，第十九電容的另一端及第十一電阻的另一端均與第一運算放大器的輸出端連接，第一運算放大器的輸出端還與第五電阻的一端連接，第五電阻的另一端通過第十五電容接地，且第五電阻的另一端與處理電路的輸入端連接。

所述處理電路包括單片機，處理電路通過UART與氣象探空儀連接。所述模數轉換電路采用12位A/D轉換芯片LTC1298。

本發明的優點：通過微電流信號檢測電路與大氣臭氧傳感器連接，微電流信號檢測電路內包括斬波自穩零放大器，通過斬波自穩零放大器將大氣臭氧傳感器的微電流信號轉換為電壓信號，所述電壓信號通過模數轉換電路轉換為數字信號，并傳輸至處理電路內，處理電路通過氣象探空儀將檢測的信號發送至地面接收設備，從而能實現對大氣臭氧傳感器輸出的0～10μA微電流信號檢測的分辨率為2.5nA，誤差小于滿量程的0.2%，能夠滿足大氣臭氧探空儀信號檢測的需要，結構簡單緊湊，提高響應速度及檢測精度，降低測量誤差，適應范圍廣，安全可靠。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖。

圖2為本發明微電流信號檢測電路的電路原理圖。