介電譜檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及高漏電電阻測量模塊設(shè)計.pdf

1、本課題源于項目《介質(zhì)材料的介電譜檢測》，該項目的主要目的是探索研究材料的介電常數(shù)在頻域上的譜線峰值的特性，并研究這個峰值與材料的特征頻率的對應(yīng)關(guān)系。在實際應(yīng)用中，可以利用材料的這一特征對材料進(jìn)行鑒別和分析檢測，如：違禁品的檢測、生物醫(yī)藥的成份分析等，還可以應(yīng)用于相關(guān)的生物檢測芯片或系統(tǒng)中，具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用價值。該項目的重要意義還在于可以通過該方法，探索研究材料鑒別和分析的新方法。 本課題研究了測量介電譜的系統(tǒng)總體設(shè)計框架，確定

2、了待測樣品單元、激勵源單元和檢測單元(時域部分、頻域部分)三大組成部分，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計框圖。 同時本課題探索解決漏電電阻高阻值測量的技術(shù)難點。在系統(tǒng)中采用了直流漏電電阻測量模塊，從而可以在最終的復(fù)介電譜測量結(jié)果中扣除直流漏電電阻的影響，彌補了傳統(tǒng)介電常數(shù)測量的等效模型的不足，減少了頻域測量法的系統(tǒng)誤差。其創(chuàng)新之處在于，基于電容的放電曲線，而非常見的歐姆法來測量電阻，設(shè)計了一個利用低電壓來測量高電阻的測量系統(tǒng)，避免了輸入端

3、的高壓。但此方法對于前置放大器的輸入阻抗、共模抑制比和電流噪聲有很高要求，高阻本身的熱噪聲也不容忽視。 本課題通過硬件和軟件兩方面來降低噪聲影響。硬件方面，運用緩沖器與減法器構(gòu)成的高輸入阻抗、高共模抑制比前置放大器、線性光隔離電路以及特殊施工工藝減少引入的噪聲。軟件方面，通過多次平均算法均衡噪聲。經(jīng)檢測，電路的性能指標(biāo)基本達(dá)到了設(shè)計要求，為最終系統(tǒng)的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。 此外，本課題可以為進(jìn)一步的材料復(fù)介電譜檢測的時域弛豫法