基于IF变换的弱电流测量仪的研制

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1、第切卷第9期上海交通大学学报Vol.10No.92006年9月JOURNAL,OFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYSep.2006文章编号:1006-2467(2006)09-1516-03基于I-F变换的弱电流测量仪的研制林春方1,2，杜先彬‘，郭立‘(1.中国科学技术大学，合肥230026;2.安徽电子信息职业技术学院，蚌埠233030)摘要:在射线测量中常常需要时变化很慢又很弱的电流信号(10-'-10-"A甚至更小)进行测量，而用普通的电流表是无法测量这样小的电流的.介绍一种基于I-F变换的弱电流测量仪的工作原理和电路设

2、计.该测量仪是先将电流信号转换成锯齿波的电压信号，再将其转变成频率信号，通过测量频率来间接地测量电流，因此，具有稳定性好和抗干扰能力强的优点.关键词:弱电流;电流一频率((I-F)变换;电路设计中图分类号:TN249文献标识码:ADevelopmentofaKindofWeakCurrentTesterBasedonI-FConversionLINChun-fang'''，DUXian-bin’，GUOLi’(1.Univ.ofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China;2.AnhuiVocation

3、alCollegeofElectronics氏InformationTechnology，Bengbu233030，China)Abstract:Thecurrentsignalswhichchangeveryslowlyandareratherweak(totheextentof10-'一10一‘5A，orevensmaller)areusuallyrequiredtobemeasuredinmeasuringrays.However，thesignalsaresosmallthattheycannotbemeasuredbyregularcur

4、rentmeters.Thispaperintroducedtheworkingprinci-plesandcircuitdesignofaweakcurrentmeterbasedonI-Ftransition.Theweakcurrentmeterfirstchan-gesthecurrentsignalsintothevoltagesignalswhichpresentinsawtoothwaves，thenintothefrequencysignals.Thusthecurrentcanbeindirectlymeasuredbymeasu

5、ringfrequency.Hence，theweakcurrentmeterpossessestheadvantagesofgoodstabilityandstrongresistancetointerference.Keywords:weakcurrent;current-frequency(I-F)conversion;circuitdesign在射线测量中常常需要对变化很慢又很弱的电此，需要将待测电流加以放大或变换后，再进行测流信号(10-'一10--1"A甚至更小)进行测量，例如，量.测量弱电流的仪器或电路习惯上叫静电计.本文电离室输出的

6、电流信号、光电倍增管输出的电流信首先介绍测量弱电流的基本原理，最后介绍一种实号以及加速器提供的带电离子的束流等，这些都属用的基于电流一频率(I-F)变换的弱电流测量仪的工于弱电流的范畴.还有在辐射场为了对工作现场的作原理和电路设计‘1-3剂量控制和对环境放射性污染等方面的检测，主要1弱电流测量基本原理是对中子的辐射测量，这也属于弱电流的测量.显然，用普通的电流表是无法测量这样小的电流的，因测量弱电流最常用的方法之一是使待测的弱电收稿日期:2005-12-14作者简介:林春方(1964-)，男，安徽无为人，副教授，中国科技大学访问学者，研究方向为电子

7、技术应用与弱信号处理.电话(Tel.):13955231956;E-mail:chfanglin@163.com第s期林春方，等:基于I-F变换的弱电流测量仪的研制1517流I流过一个数值很高的电阻R，通过测量电路测2所示.量R上的电压U得到I的数值，这种弱电流测量仪称为电阻式静电计.电阻静电计中的测量电路的输人电阻R必须比高阻R大得多，否则I将被分流.如取R=100GO，则在I=1pA时，U=O.1V，但这时R必须比100GO大得多一般的毫伏计输人电0ty阻不大一于1-100MSS，所以这种静电计的输人级多使用绝缘栅场效应管或静电计电子管作为放大

8、管.测量弱电流的另一种方法，即基于I-F变换的弱电流测量方法，其实现方法一般有反馈式电流放大型I-F变换和反馈式电流积分型