[實(shí)用新型]一種高精度多量程微弱電流檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520939972.7
• 申請(qǐng)日: 2015-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205246749U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡紅錢(qián);吳瑞;唐施敏;毛榮;高奇峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/25
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/25
• 代理公司: 北京京萬(wàn)通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11440
• 代理人: 鐘樺

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高精度多量程微弱電流檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

人類(lèi)進(jìn)入信息時(shí)代后，需要獲取的信息越來(lái)越多，而很大一部分信息是通過(guò)檢測(cè) 信號(hào)獲取的。隨著科學(xué)技術(shù)向微觀世界的發(fā)展中，常常很多待檢測(cè)的信號(hào)本身是非常微弱 的。由于該部分待測(cè)信號(hào)非常微弱，當(dāng)被測(cè)信號(hào)微弱到可以與噪聲相比較時(shí)，往往被被噪聲 淹沒(méi)，此時(shí)對(duì)它們的檢測(cè)往往變得異常的困難，常規(guī)的檢測(cè)方法無(wú)法解決。微弱信號(hào)檢測(cè)就 是一門(mén)利用現(xiàn)代電子學(xué)、信息論、和物理學(xué)，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，研究被測(cè)信號(hào)的 特點(diǎn)和相關(guān)性，從噪聲中提取有用信號(hào)的新興技術(shù)科學(xué)。微弱信號(hào)檢測(cè)在軍事、生產(chǎn)、科研、 醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，特別是在新科技革命中的生物工程技術(shù)、新材料技 術(shù)、海洋技術(shù)、空間技術(shù)、智能裝備等領(lǐng)域中需要獲取的信號(hào)很多是微弱信號(hào)。例如：人體心 電信號(hào)的檢測(cè)，高分辨率偵察衛(wèi)星，反隱形技術(shù)，高靈敏度聲納探測(cè)，精細(xì)化工分析，磁盤(pán)的 弱電流恢復(fù)技術(shù)，納米技術(shù)，生物電流分析等。為此，研究微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)具有重要的現(xiàn) 實(shí)意義。

微弱電流是一種典型的微弱信號(hào)。微弱電流(小于A)普遍存在于人類(lèi)生活中，一直為人們所關(guān)注，隨著科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)研究水平的進(jìn)展，對(duì)微弱電流量進(jìn)行準(zhǔn)確的自動(dòng)測(cè)試提出了許多新的要求。例如在醫(yī)療方面，微弱電流療法就是利用微弱電流刺激細(xì)胞能量合成，增強(qiáng)局部組織的生物電流，促進(jìn)愈合；在航天方面，探測(cè)器產(chǎn)生的總電離量與輸出電路中積累的電荷直接有關(guān)，并在某一段時(shí)間內(nèi)所要測(cè)量的電路中電流是十分微弱的(通常僅在安培范圍內(nèi))。此外，測(cè)量半導(dǎo)體的反向漏電流，估計(jì)空氣高層大氣的電離率以及為其它許多科學(xué)領(lǐng)域提供資料方面，也都需要精確地測(cè)量微弱電流。

在現(xiàn)實(shí)生活中，其他的微弱物理量，第一步總是先轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)或電壓信號(hào)。例 如弱光、弱磁、弱聲、微位移、微電容、微流量、微壓力、微振動(dòng)、微溫差等，一般都是通過(guò)相應(yīng) 的傳感器將其轉(zhuǎn)換為微電流或者微電壓，再經(jīng)過(guò)放大器放大其幅度以期指示被測(cè)量的大 小。可見(jiàn)，對(duì)微電流有很大的現(xiàn)實(shí)意義，本實(shí)用新型研究的一種高精度多量程微弱電流檢測(cè) 系統(tǒng)，就能解決降低產(chǎn)品成本，提高測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍，提高信噪比的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種高精度多量程微弱電流檢測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型電路采用模 擬開(kāi)關(guān)切換電路分時(shí)選通，使被測(cè)電流分別通過(guò)線性放到電路或非線性電路再通過(guò)共用過(guò) 程放大電路和相敏解調(diào)電路及低通濾波電路，分量程測(cè)量，減少了產(chǎn)品的成本，提高測(cè)量的 動(dòng)態(tài)范圍，提高信噪比從而提高測(cè)量精度。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種高精度多量程微弱電流檢測(cè)系統(tǒng)，包括復(fù)位電路、與復(fù)位電路通過(guò)線路相連 的單片機(jī)控制電路，所述的單片機(jī)控制電路分別通過(guò)線路與動(dòng)態(tài)調(diào)零電路、過(guò)程放大電路、 信號(hào)選擇電路、前置放大電路、參考信號(hào)產(chǎn)生電路、正弦波信號(hào)產(chǎn)生電路相連；所述的動(dòng)態(tài) 調(diào)零電路通過(guò)線路與過(guò)程放大電路相連；所述的過(guò)程放大電路與飽和判別電路相連；所述 的飽和判別電路通過(guò)線路與單片機(jī)控制電路相連；所述的正弦波信號(hào)產(chǎn)生電路通過(guò)線路與 前置放大電路相連；所述的前置放大電路通過(guò)線路與信號(hào)選擇電路相連，所述的信號(hào)選擇 電路通過(guò)線路與過(guò)程放大電路相連；所述的過(guò)程放大電路通過(guò)線路與相敏解調(diào)電路相連； 所述的相敏解調(diào)電路通過(guò)線路與絕對(duì)值電路相連；所述的絕對(duì)值電路通過(guò)線路與A/D轉(zhuǎn)換 電路相連；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路通過(guò)線路與單片機(jī)控制電路相連；所述的參考信號(hào)產(chǎn)生電路 通過(guò)線路與相敏解調(diào)電路相連；所述的相敏解調(diào)電路還通過(guò)線路與符號(hào)判別電路相連；所 述的符號(hào)判別電路通過(guò)線路與單片機(jī)控制電路相連；所述的單片機(jī)控制電路分別通過(guò)線路 與串口通信電路、液晶顯示相連。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型電路采用模擬開(kāi)關(guān)切換電路分時(shí)選通，使 被測(cè)電流分別通過(guò)線性放到電路或非線性電路再通過(guò)共用過(guò)程放大電路和相敏解調(diào)電路 及低通濾波電路，分量程測(cè)量，減少了產(chǎn)品的成本，提高測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍，提高信噪比從而 提高測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的電路圖；

圖2為本實(shí)用新型的信號(hào)選擇電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的過(guò)程放大電路圖；

圖4為本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)調(diào)零電路圖；

圖5為本實(shí)用新型非線性（對(duì)數(shù)-反對(duì)數(shù)放大）電路圖；

圖6為本實(shí)用新型相敏檢測(cè)電路圖；