用于辐射探测的大动态微弱电流探测装置

摘要

一种用于探测大动态微弱电流、要求实时记录并显示测量数据、可用于辐射探测的微弱电流探测装置，包括直流电源模块、微弱电流放大及I-V转换电路、A/D转换电路、用于完成数据处理及量程切换及数据通信功能的控制单元、通过选择反馈网络的反馈通路来实现自动量程选择的量程选择开关电路以及用户终端。本发明实现了自动量程切换，在微弱电流放大及I-V转换电路U2的反馈网络采用了T型电阻网络结构，提高了反馈网络的等效电阻，克服了一般高阻带来的温度漂移和容抗影响，从而解决了现有微弱信号测量设备量程小、响应慢、分辨率低等技术问题，使精度达到了0.1pA以下，分辨率为10fA。

主权项

一种用于辐射探测的大动态微弱电流探测装置，其特征在于：所述探测装置包括可提供直流电源的直流电源模块(U1)、用于输入信号放大及转换的微弱电流放大及I V转换电路(U2)、用于实现模拟信号调制的A/D转换电路(U3)、用于完成数据处理及量程切换及数据通信功能的中央控制单元(U4)、通过选择反馈网络的反馈通路来实现自动量程选择的量程选择开关电路(U6)以及用户终端；所述微弱电流放大及I V转换电路(U2)包括集成运算放大器(A)和反馈网络；所述集成运算放大器(A)的反相输入端接输入信号，其正相输入端接地，其输出端接A/D转换电路(U3)的输入端；所述反馈网络由第一单反馈电阻(R1)、第二单反馈电阻(R2)以及T型电阻网络(RT)并联组成，其一端接集成运算放大器(A)的输出端，另一端接集成运算放大器(A)的反相输入端；所述T型电阻网络(RT)包括第一串联电阻(R3)、第二串联电阻(R4)以及接地电阻(R5)，其中第一串联电阻(R3)和第二串联电阻(R4)串联，接地电阻(R5)的一端接地，其另一端接第一串联电阻(R3)和第二串联电阻(R4)的连接点；所述量程选择开关电路(U6)包括与第一串联电阻(R3)串联的第一继电器开关(K1)、与第二串联电阻(R4)串联的第二继电器开关(K2)、与T型电阻网络(RT)串联的第三继电器开关(K3)、用于控制第一继电器开关(K1)的第一光电耦合器(S1)、用于控制第二继电器开关(K2)的第二光电耦合器(S2)和用于控制第三继电器开关(K3)的第三光电耦合器(S3)；所述第一光电耦合器(S1)的控制端口(P1)、第二光电耦合器(S2)的控制端口(P2)、第三光电耦合器(S3)的控制端口(P3)分别受中央控制单元(U4)控制。