单片机测量微弱电流信号的设计

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1、单片机测量微弱电流信号的设计.txt人生重要的不是所站的位置，而是所朝的方向。不要用自己的需求去衡量别人的给予，否则永远是抱怨。本文由TXrenwk贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第23卷第3期2010年5月文章编号：1002－6673（2010）03－141－03Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts机电产品开发与创新Vol．23,No．3·测试与控制·May．,2010单片机测量微弱电流信号的设计谷志新1，王述洋1，徐凯宏1，吕雄飞2（1.东北林业大学机电工程学

2、院，黑龙江哈尔滨150040；2.黑龙江科技学院电信学院，黑龙江哈尔滨150027）摘要：为实现高精度微弱电流信号的测量，系统以单片机80C196KB为核心，由硬件系统和软件系统组成。通过对系统的实验数据分析，证明该系统操作人性化，精度高，运行稳定可靠，可广泛用于工农业各领域。关键词：光纤传感器；单片机；微弱电流中图分类号：TP216+.1文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2010.03.057TheDesignofMeasuringWeakCurrentSignalBasedonMCUGUZhi-Xin1，WANGShu-Yang1，XUKai-

3、Hong1，LVXiong-Fei2（1.CollegeofElectromechanicalEngineering,NortheastForestryUniversity,HarbinHeilongjiang150040，China；2.TelecommunicationsInstitute,HeilongjiangInstitudeofScienceandTechnoledge,HarbinHeilongjiang150027，China）Abstract：Toachievehigh-precisionmeasurementofweakcurrentsignal,thesystem

4、chooses80C196KBasthecore,includingthehardwaresystemandsoftwaresystem.Throughtheanalysisofexperimentaldata,weprovedthatthesystem'operationhumanized,andhighprecisionandreliableoperation.Itcanbewidelyusedinvariousfieldsofindustryandagriculture.Keywords:opticalfibersensor；SCM；weakcurrent0引言随着电子技术的发展

5、，对于检测技术精度的要求也越来越高。微弱电流的检测是测量技术中的综合技术和复杂技术[1]管所需的光线由光纤传感器来提供，光纤传感器是可以通过改变它的输入电流而使得光纤探头的输出光强发生相应改变的传感器[3]。PIN二极管的输出电流经过一个前置放大电路的精密、高倍的放大；放大后的电压信号还不够大到可以让后级的设备进行数据处理，因此加一个具有放大作用的信号条理电路[4]。因电流较弱，对噪声抑制和抗干扰性能要求高。国内传统的检测方法采用高阻抗I-V转换法来检测微弱电流，国外采用小电容充放电检测微弱电流的方法。随着集成电路与检测技术的发展，市场上出现了各种精度的微弱电流测量仪。但是，昂贵的价格

6、限制了这些仪器的推广与应用[2]。此时的输出是一个模拟量，使用A/D转换器把放大电路输出的模拟信号转换成数字信号。系统的核心是单片机，完成对数字信号的处理。图1为整个装置设计的结构框图。。本文把微弱电流测量电路和单片机技术相结合，采用高精度运算放大器LF356和并行接口高速、高精度A/D转换器，由单片机80C196KB控制，实现了对微弱电流的高精度、高分辨率、低噪测量。1系统的总体设计为测量高精度微弱电流信号，系统把PIN二极管接入电路，PIN二极管的输出电流可以达到10-8A。而二极收稿日期：2010－03－18基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（11533011）；黑龙江省自

7、然科学基金（C200833/C02060102）作者简介：谷志新（1977-），女，讲师，硕士研究生，在读博士研究生。主要从事测控技术，机械设计方面的研究。1.1前置放大电路的设计光电二极管可以产生与照度成正比的小电流，如图2所示光电二极管的等效电路。检测光电二极管灵敏度的常用方法是由规定好的光源在给定的光强下的短路光电流来定义[5]。对于小面积的二极管，其短路电流通常在数皮安到数百微安的范围内。分流电阻在室温下一般141·测试与控制·约为10