fA级微弱电流测量_余小平

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1、Athree一dimensionaldigitalresearehononitoringmeladdingdamageoffuelelement,一,ao一YUANBinLIUCiaxueZENGSh11(NuelearPowerInstituteofChina,ChengduofSiehuanProv.610041,China)Abstraet:Thethesisakesaresearehonthree一ensionaueeeenteangdaagetaonitorwithdeayemdimlfllmlddimdigi

2、lmldneutronmonitoringasthemajormethodandeneraanssiongasonitoringasthenoretho.Theeharaeteris-gl丫dfimmimdtiesoftheprojeetlieinthefollowingaspeets:automatieeireleoffloatingalarmthreshold,three一levelintellientaar.glmKeywords:three一ensionaetho;oatingaar;inteentaardiml

3、mdfllmlliglm107图1微弱电流测量信号链路图主要电路设计及计算2.lx2/V转换电路刀转换电路如图所示。刀转换电路V采用具有极低输人2偏置电流V的运算放大器49来完成。49输人偏置电流典型值为30f,运AD算5精度高,输人失调电压和输人失A调电压温度漂移典型.,015mV2。15值分别为和肛V/℃特别适合用作微弱信号的前置运算放大AD549输人级具有10几,。的共模阻抗可直接用于高输出阻抗的信号源AD549的这些特性完全满足fA级微弱电流转换要求。,15为提高电流测量的精度在输人微弱信号和运放AD549的电源

4、线之间应有大于10几的绝缘阻,。,抗以获得更低的输人电流然而标准的PCB材料不具备如此高的绝缘阻抗因此PCB材料选择十分重要。同时,为保持其电阻系数,PCB的表面应保持干净,湿度不能太高。另外,用加人输人电压偏,,。压的金属导体包围输人线可使信号线的寄生漏电减小同时减小分布电容:,;提高该电路测量精度的措施还包括使电线布局紧凑减小输人线的长度所有精密的高阻抗电路都需要屏蔽干扰噪声;使用低噪声共轴和三轴电缆仁6〕。以尽量隔离输人信号线,,温度对输人失调电压和输人偏置电流都有一定的影响从而影响测量精度因此将刀V转换电路,、,

5、。进行了恒温屏蔽既能保证工作环境温度湿度还能屏蔽其他噪声影响图2到V转换电路109图1微弱电流测量信号链路图主要电路设计及计算2.lxV2/转换电路刀V转换电路如图所示。刀V转换电路采用具有极低输人2偏置电流的运算放大器49来完成。49输人偏置电流典型值为30f,运AD算5精度高,输人失调电压和输人失A调电压温度漂移典型.,015mV2。15值分别为和肛V/℃特别适合用作微弱信号的前置运算放大AD549输人级具有10几,。的共模阻抗可直接用于高输出阻抗的信号源AD549的这些特性完全满足fA级微弱电流转换要求。,15为提

6、高电流测量的精度在输人微弱信号和运放AD549的电源线之间应有大于10几的绝缘阻,。,抗以获得更低的输人电流然而标准的PCB材料不具备如此高的绝缘阻抗因此PCB材料选择十分重要。同时,为保持其电阻系数,PCB的表面应保持干净,湿度不能太高。另外,用加人输人电压偏,,。压的金属导体包围输人线可使信号线的寄生漏电减小同时减小分布电容:,;提高该电路测量精度的措施还包括使电线布局紧凑减小输人线的长度所有精密的高阻抗电路都需要屏蔽干扰噪声;使用低噪声共轴和三轴电缆仁6〕。以尽量隔离输人信号线,,温度对输人失调电压和输人偏置电流都

7、有一定的影响从而影响测量精度因此将刀V转换电路,、,。进行了恒温屏蔽既能保证工作环境温度湿度还能屏蔽其他噪声影响图2到V转换电路1092.4以太网控制器net51。5100口3:以太网控制器选用WZI公司的W0W与微处理器芯片的接方式有种直接总线接口模式、间接总线接口模式和SPI模式。其中直接总线接口模式适用于大数据量传输的情况;,,SPI模式的接口连线较少适用于数据量不大传输速率相对较低的情况;间接总线接口模式下的数据传输性能则介于两者之间。在本系统中选用直接总线接口模式,以最大限度地提高数据的传输速率。FPGA与W5

8、100的接口如图4所示。W5100连接到以太网只需要通过以太网隔离变压器就可以连接到RJ朽上。图4FPGA与W5100接口3实测数据,,。用标准微弱电流信号源做信号源采用对比测量计算本测量装置的相对测量误差即采用,Keithley(吉时利)6514型可编程静电计测量该信号源输出值同时用本测量系统测量测量同一信号。2。