微電流檢測(cè)方法的研究.pdf

1、本論文的目的是研究并實(shí)現(xiàn)對(duì)pA級(jí)微弱直流電流的高精度檢測(cè)。微電流即微弱電流，屬于“微弱信號(hào)”范疇。微弱信號(hào)是指幅度很微小的信號(hào)，而更廣義的是指被噪聲淹沒的信號(hào)。微弱是相對(duì)于噪聲而言的。所以只靠放大并不能檢測(cè)出微弱信號(hào)，只有在有效地抑制噪聲的條件下增大微弱信號(hào)的幅度，才能提取出有用信號(hào)。因此，必須研究微弱信號(hào)檢測(cè)的理論、方法和設(shè)備，包括噪聲的來(lái)源和性質(zhì)，分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律以及噪聲的傳播途徑，有針對(duì)性地采取有效措施抑制噪聲。微弱信號(hào)檢

2、測(cè)技術(shù)在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如軍事偵察、物理學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、磁學(xué)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的需要日益迫切，微弱信號(hào)檢測(cè)是發(fā)展高新技術(shù)、探索及發(fā)現(xiàn)新的自然規(guī)律的重要手段，對(duì)推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。 本文在查閱了多種文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先研究了噪聲的種類、特性及其傳播的機(jī)理和有關(guān)元器件的噪聲模型，總結(jié)了一系列低噪聲設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合本課題(直流微電流檢測(cè))，采取了相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則和措

3、施。本著高精度、壽命長(zhǎng)、成本低、電路簡(jiǎn)單等原則采取了合適的檢測(cè)方法，建立了檢測(cè)模型，并在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了積極的探索和總結(jié)。依據(jù)有關(guān)噪聲模型及一系列低噪聲設(shè)計(jì)原則，計(jì)算電路參數(shù)、選擇元器件。在電路板低噪聲設(shè)計(jì)(布線)、清潔、干燥、元器件組裝、防漏電、防塵防潮、屏蔽與接地等方面也進(jìn)行了耐心細(xì)致的工作。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)的測(cè)試精度可控制在±0.005 pA(±5 fA)，1pA、2pA輸入電流測(cè)試結(jié)果的平均值在1小時(shí)時(shí)間內(nèi)的漂移量不大