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微弱电流高精度自动测量系统

强激光与粒子束 2012年第8期24卷 1975-1979页

作者：王晶李斌康阮林波田耕李显宝渠红光西北核技术研究所西安710024

为了实现辐射探测中对微弱电流信号的实时准确测量,设计了一套微弱电流测量系统。介绍了系统的工作原理,及i-v转换和放大单元的低噪声抗干扰设计、∑-△模数转换技术和单片机程序的设计。系统通过USB与计算机进行通信,计算机应用软件可... 详细信息

为了实现辐射探测中对微弱电流信号的实时准确测量,设计了一套微弱电流测量系统。介绍了系统的工作原理,及i-v转换和放大单元的低噪声抗干扰设计、∑-△模数转换技术和单片机程序的设计。系统通过USB与计算机进行通信,计算机应用软件可以完成采集频率和量程控制、数据处理、显示和存储等功能。经过验证,该系统能满足10-13～10-3A的大动态微弱电流测量,分辨力为四位半,能自动量程判断,具有较高的精度和稳定性,已成功应用于辐射探测实验。

关键词：微弱电流测量 i-v转换抗干扰设计自动测量仪

近红外无创测量中的测量前放的噪声最优化设计

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传感技术学报 2005年第3期18卷 631-633页

作者：徐敏李胜利中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230027

为了提高生物信号光学无创测量系统的信噪比,对光电测量前放电路i-v转换电路的噪声模型进行了详细的分析,理论分析了各个噪声源对系统的影响,根据其数学模型,构造出其优化设计的目标函数。将此目标函数应用到血氧饱和度无创测量系统中,... 详细信息

为了提高生物信号光学无创测量系统的信噪比,对光电测量前放电路i-v转换电路的噪声模型进行了详细的分析,理论分析了各个噪声源对系统的影响,根据其数学模型,构造出其优化设计的目标函数。将此目标函数应用到血氧饱和度无创测量系统中,提高了系统的信噪比。

关键词：最优化设计 i-v转换噪声模型优化目标函数

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近红外无创测量前放噪声的优化设计

激光与红外 2004年第3期34卷 213-215页

作者：徐敏李胜利中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230027

对光电测量前放电路i v转换电路的噪声模型进行了详细的分析,构造出其优化设计的目标函数,并将之应用于脑血氧饱和度的无创测量的研究中,取得令人满意的效果。

关键词：最优化设计 i-v转换噪声模型优化目标函数

基于C8051f040单片机的光离子化气体浓度检测电路设计

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电子器件 2015年第3期38卷 632-635页

作者：高利聪梁庭孙玉虹周雷刚中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051

对光离子化气体浓度的测量,本质上是对其产生的微电流的测量。为此以C8051f040单片机为核心器件,采用内部ADC、信号采集单元设计一种测量系统,可以对0~200×10-6量程范围内的待测气体浓度实时检测并用数码管显示。该系统通过金属屏蔽信... 详细信息

对光离子化气体浓度的测量,本质上是对其产生的微电流的测量。为此以C8051f040单片机为核心器件,采用内部ADC、信号采集单元设计一种测量系统,可以对0~200×10-6量程范围内的待测气体浓度实时检测并用数码管显示。该系统通过金属屏蔽信号采集单元和在软件编程中采用过采样、数字滤波相结合的方法来提高系统的信噪比。在计算机自动配气系统中测试了二甲醚的气体浓度,误差范围≤0.07×10-6,响应速度快、工作可靠、可作为实际应用。

关键词：光离子化数据采集 i-v转换过采样数字滤波浓度计算

基于T861测试系统的皮安级漏电流测试方法

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半导体技术 2018年第11期43卷 876-880页

作者：韩先虎张凯虹王建超郭晓宇中国电子科技集团公司第五十八研究所

目前模拟开关的漏电流已达到皮安级,而传统的模拟集成电路测试系统的最小测量精度一般为纳安级,无法满足测试要求。研究了基于宏邦T861数模混合集成电路测试系统的皮安级漏电流测试方法。以ADG436型模拟开关电路为例,利用i-v转换方法设... 详细信息

目前模拟开关的漏电流已达到皮安级,而传统的模拟集成电路测试系统的最小测量精度一般为纳安级,无法满足测试要求。研究了基于宏邦T861数模混合集成电路测试系统的皮安级漏电流测试方法。以ADG436型模拟开关电路为例,利用i-v转换方法设计了基于T861测试系统的漏电流测试方案,实现了基于测试系统对模拟开关皮安级漏电流进行测试。与使用安捷伦B1500A对ADG436电路的漏电流测试结果进行了对比,两者一致性较好。实验结果表明,基于T861测试系统的i-v转换方法测试模拟开关的漏电流具有较高的测量精度,能够满足ADG436型模拟开关的皮安级漏电流测试需求。

关键词：模拟开关 i-v转换 T861 漏电流 ADG436

工业CT探测器光电流信号放大及转换特性研究

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工业CT探测器光电流信号放大及转换特性研究

作者：王鑫重庆大学

学位级别：硕士

随着工业CT技术的发展和广泛应用,检测对象的尺寸变化范围越来越宽,检测速度越来越快,检测精度越来越高,这对工业CT系统的性能要求越来越高。辐射探测系统作为工业CT系统的核心关键子系统,对其性能指标的要求也随之不断提高。闪烁体光... 详细信息

随着工业CT技术的发展和广泛应用,检测对象的尺寸变化范围越来越宽,检测速度越来越快,检测精度越来越高,这对工业CT系统的性能要求越来越高。辐射探测系统作为工业CT系统的核心关键子系统,对其性能指标的要求也随之不断提高。闪烁体光电二极管探测器作为一种工业CT最常用的探测器,非常有必要对其输出的光电流信号的特征进行分析以及处理方式进行研究。特别是对探测器光电流信号放大及AD转换特性的研究,对于提高探测系统的采集速度、探测精度以及动态范围,进而提高工业CT系统性能具有重要意义。本论文首先介绍了工业CT系统的结构和工作原理以及探测系统对工业CT性能指标的影响,并简单介绍了工业CT探测系统的发展现状和本课题的研究意义,明确了本课题的研究内容对整个工业CT系统的影响。其次,通过对工业CT探测系统的深入分析,提出了对闪烁体+光电二极管探测器输出信号的处理方法,并建立了探测器光电流信号放大及转换特性研究平台,此平台集成了前置放大电路、二级放大电路、差分转换电路、AD转换电路以及FPGA控制电路。论文对上述各个部分的方案设计以及硬件实现方法进行了阐述。基于此平台,主要完成了对光电二极管一类辐射探测器的光电流信号i-v转换特性研究,包括积分电容和积分时间对输出电压的影响,分析了在缩短积分时间的情况下,积分电容的选择问题,提出了自制空气平行板电容器和0.1pF薄膜电容作为积分电容的解决方案,并通过建立微弱信号发生电路产生5nA电流作为系统输入,对这两种方案在平台上的应用结果进行了测试分析;其次完成了对i-v转换后的电压进行二级放大和AD转换的特性研究,主要研究了如何在保证探测精度的同时,提高探测器的动态范围等问题。

关键词：工业CT Χ射线探测 i-v转换 AD转换 FPGA

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同方学位论文库

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棱镜型光纤液体折射率传感器关键技术研究

棱镜型光纤液体折射率传感器关键技术研究

作者：王颖中北大学

学位级别：硕士

在基础研究、化学分析、污染物检测、诊断学、食品和半导体制造业等领域内需要对液体浓度进行精确的测量。许多开发和产品的最终测量过程中，类似折射率和光吸收测量等光学手段得到越来越多的应用，其中利用折射率来测量液体的浓度成为... 详细信息

在基础研究、化学分析、污染物检测、诊断学、食品和半导体制造业等领域内需要对液体浓度进行精确的测量。许多开发和产品的最终测量过程中，类似折射率和光吸收测量等光学手段得到越来越多的应用，其中利用折射率来测量液体的浓度成为了一个被十分关注的领域，在许多场合中，折射率的测量成为检测水和一些其他溶液浓度的一种理想方法。同一些化学方法相比既简单又廉价，并且不改变溶液本身性质。首先，本设计从折射率同溶液浓度关系出发，分析了折射率方法测量溶液浓度的国内外发展现状，确定所采用的测量数据及相应的测量方法。其次，建立溶液浓度与其折射率的对应关系、测量压差比与溶液浓度的对应关系。根据菲涅尔公式在入射角小于临界角情况下测量溶液浓度，此种情况下测量对溶液没有特殊要求，适应范围广，并且在靠近临界角的区域反射能量随角度的变化十分显著，测量的灵敏度较高，可以直接进行测量，快速方便，有利于测量向在线方向发展。最后，搭建光纤传感器系统、光电转换系统和单片机控制系统，对信号进行分析，建立恰当的计算模型，其中光纤传感系统采用双路模式，不但有利于比较，更主要的是我们在进行计算的时候可以把试验中的噪声信号消除掉，从而提高测量结果的准确度。从光纤传感器输出的光信号通过光电转换电路和放大电路传输到单片机计算系统，通过理论计算，最后通过LCD将最终测量结果显示出来。本研究对所设计电路进行了仿真和实验，通过对实验结果和理论结果的比较，进而验证了所设计系统的正确性。

关键词：微弱光信号光电转换 i-v转换定时采集双路消噪

光电离型和红外光谱吸收型气体传感器中微弱信号检测技术研究

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光电离型和红外光谱吸收型气体传感器中微弱信号检测技术研究

作者：周佩丽中北大学

学位级别：硕士

近年来环境污染问题日益严重,检测空气质量成为一个重要研究课题,在众多污染气体浓度检测方法中,光学类方法以其高灵敏度,高精确度逐渐受到人们的青睐。然而目前很多光学类气体浓度传感器中得到的信号都极其微弱,而且由于检测系统本底... 详细信息

近年来环境污染问题日益严重,检测空气质量成为一个重要研究课题,在众多污染气体浓度检测方法中,光学类方法以其高灵敏度,高精确度逐渐受到人们的青睐。然而目前很多光学类气体浓度传感器中得到的信号都极其微弱,而且由于检测系统本底噪声、电路固有噪声及外界干扰噪声的影响,待测信号极易被淹没。论文分别研究了光离子化技术和红外光谱吸收技术,并在此基础上搭建了两种传感器,并对传感器中产生的微弱信号进行了检测。首先,叙述了环境污染对人体造成的危害,提出检测污染气体浓度的必要性,在此基础上列举了一些气体浓度检测方法及其优缺点。列举出光离子化技术及红外光谱吸收技术检测的优点,并叙述了这两种技术的国内外发展现状。其次,分析了微弱信号检测的特点,列出了噪声的特点、分类及抑制噪声的途径,分析了几种常用的微弱信号检测方法,作为光电离型和红外光谱吸收型气体传感器中微弱信号检测的理论基础。最后,分别搭建了光电离型气体传感器及红外光谱吸收型气体传感器的结构,通过对其信号进行分析,得出信号的特点,光离子化传感器中得到的电流信号在pA数量级,红外光谱吸收气体传感器中得到的电压信号为μv级。基于微弱信号检测原理,设计了其电信号的检测电路。对所设计电路进行了仿真和实验,通过对实验结果和理论结果的比较,进而验证了所设计电路的正确性。

关键词：微弱信号光离子化 i-v转换光谱吸收双路消噪

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微弱电流检测系统的设计与实现

微弱电流检测系统的设计与实现

作者：佘乾顺西北师范大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,微弱电流的检测日益迫切,其检测技术在很多领域具有广泛的应用前景、对推动相关领域的发展具有重要意义。本课题通过对微弱电流检测方法的研究,设计实用电路以实现对皮安级微弱电流的检测。在分析常用微弱电流检测... 详细信息

随着科学技术的发展,微弱电流的检测日益迫切,其检测技术在很多领域具有广泛的应用前景、对推动相关领域的发展具有重要意义。本课题通过对微弱电流检测方法的研究,设计实用电路以实现对皮安级微弱电流的检测。在分析常用微弱电流检测方法--电流电压转换法与电压频率转换法的基础上,将电流电压转换法改善成T型反馈电阻网络的i-v转换器,该方法克服了大电阻引入的高噪声和大分布电容的缺点,减少了系统的误差,提高了测量系统的实时性,具备检测随机电流信号的功能;针对长时间微弱电流流经电荷量的测量,提出了一种可行、高性价比的好方法,通过一种简单实用的i-F转换电路,克服了分立电子元器件带来的干扰与兼容性问题,大大降低了系统的线性误差。在微弱电流检测技术中,主要考虑在有效抑制噪声的条件下对微弱电流信号转换放大与采集,实现将微弱电流信号转换成数据。本论文提出的微弱电流电压转换电路是将探测器输出的微弱电流转换成电压实现检测;提出的数字电流积分法是将探测器输出的电荷量转换成脉冲个数实现测量。这些电路都简单实用,易于设计和调节。通过现场应用验证,所设计的系统具有线性好、漂移小、稳定性好、使用方便等优点。

关键词： i-v转换 i-F转换 T型反馈电阻网络脉冲计数器电荷测量