《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 其他 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 直流微電流測(cè)量的研究進(jìn)展
直流微電流測(cè)量的研究進(jìn)展
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第7期
李爽玉,馮榮尉,賈冬宇
北京東方計(jì)量測(cè)試研究所,北京100094
摘要: 直流微電流測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于核輻射檢測(cè)、靜電檢測(cè)、空間輻射探測(cè)等領(lǐng)域,是一項(xiàng)特色極值量測(cè)量技術(shù),涉及高阻抗運(yùn)放電路設(shè)計(jì)、泄漏電流防護(hù)等多項(xiàng)技術(shù)。直流微電流測(cè)量技術(shù)研究主要從電阻式和電容式反饋電路著手,分析測(cè)量電路的工作原理和傳遞函數(shù),重點(diǎn)分析漏電流、熱電勢(shì)、運(yùn)算放大器和電阻參數(shù)對(duì)測(cè)量誤差的影響,推導(dǎo)電路傳遞函數(shù)并仿真分析,最終提出減小各項(xiàng)參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的方案。對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外直流微電流測(cè)量的方法進(jìn)行了綜述,分析了電流電壓轉(zhuǎn)換法、電流頻率變換法和調(diào)制解調(diào)放大法。對(duì)國(guó)內(nèi)外直流微電流測(cè)量?jī)x器的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查,世界上出現(xiàn)了很多高精度的微弱電流測(cè)量?jī)x器,使微弱信號(hào)測(cè)量得到很大的提升。
中圖分類(lèi)號(hào): TM933
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.222584
中文引用格式: 李爽玉,馮榮尉,賈冬宇. 直流微電流測(cè)量的研究進(jìn)展[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2022,48(7):13-18.
英文引用格式: Li Shuangyu,F(xiàn)eng Rongwei,Jia Dongyu. Research on the progress of weak current detection[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(7):13-18.
Research on the progress of weak current detection
Li Shuangyu,F(xiàn)eng Rongwei,Jia Dongyu
Beijing Orient Institute of Measurement and Test,Beijing 100094,China
Abstract: DC micro current measurement technology is widely used in nuclear radiation detection, electrostatic detection, space radiation detection and other fields. It is a characteristic extreme value measurement technology, involving many technologies such as high impedance operational amplifier circuit design, leakage current protection and so on. The research on DC micro current measurement technology mainly starts with resistive and capacitive feedback circuits, analyzes the working principle and transfer function of the measurement circuit, focuses on the influence of leakage current, thermal potential, operational amplifier and resistance parameters on the measurement error, deduces the circuit transfer function and simulation analysis, and finally puts forward a scheme to reduce the influence of various parameters on the measurement results. This paper summarizes the DC micro current measurement methods at home and abroad in recent years, and analyzes the current voltage conversion method, current frequency conversion method and modulation, demodulation and amplification method. The current situation of DC micro current measuring instruments at home and abroad is investigated. There are many high-precision weak current measuring instruments in the world, which greatly improves the weak signal measurement.
Key words : weak current detection;preamplifier;I-V conversion;I-F conversion

0 引言

    微弱信號(hào)不僅指的是幅度很小的信號(hào),更指的是淹沒(méi)在噪聲中難以提取出的信號(hào)。對(duì)淹沒(méi)在背景噪聲中的微弱信號(hào)利用電子學(xué)和信號(hào)處理的方法進(jìn)行測(cè)量,即微弱信號(hào)檢測(cè)。直流微電流也屬于微弱信號(hào),一方面指的是其值小于10-6 A的電流,另一方面指的是淹沒(méi)在噪聲之下的電流信號(hào)[1-2]。在直流微電流檢測(cè)的過(guò)程中,前置放大器在整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中的十分重要,其噪聲特性和增益對(duì)測(cè)試性能具有很大的影響[3]。該項(xiàng)研究不但涉及電子學(xué)、儀器儀表學(xué)、電化學(xué)等,而且在醫(yī)學(xué)治療、資源探測(cè)等領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用[4]。

    在生物技術(shù)領(lǐng)域,膜片鉗技術(shù)作為現(xiàn)代細(xì)胞電生理研究的基本方法,廣泛應(yīng)用在神經(jīng)科學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域研究,是一種對(duì)膜片上的離子通道的皮安級(jí)離子電流進(jìn)行檢測(cè)記錄的方法。重離子腫瘤治療是當(dāng)前最理想的放療方式,通過(guò)對(duì)輻照劑量的實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控可以保證對(duì)健康組織的影響最小,此時(shí)需要通過(guò)對(duì)積分電離室輸出的電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,其輸出電流為納安級(jí)別。




本文詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)下載:http://ihrv.cn/resource/share/2000004579。




作者信息:

李爽玉,馮榮尉,賈冬宇

(北京東方計(jì)量測(cè)試研究所,北京100094)




wd.jpg

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。