[发明专利]大气臭氧探空仪信号检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测电路，尤其是一种大气臭氧探空仪信号检测电路，具体地说是能对大气臭氧探空仪的输出信号进行精确检测的检测电路，属于大气臭氧探空仪信号检测的技术领域。

背景技术

大气臭氧传感器的检测，受到大气探测条件的影响，传感器输出信号为小于10μA的微弱电流，同时由于大气中臭氧浓度分布的不均匀，臭氧浓度变化速度快，要求传感器和检测电路有很高的响应速度。常规的大气臭氧探空仪信号检测电路是将被测微电流信号通过固定阻值电阻，在电阻上产生电压降，然后使用运算放大器将信号放大到一定程度，然后使用A/D模数转换电路变换为数字信号，最后采用UART协议将数据传送至气象探空仪发送到地面接收设备。由于这种方式是在臭氧传感器的电流回路上串联一个较大阻值电阻，使得传感器输出电流和相应速度都受到很大影响造成测量的误差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种大气臭氧探空仪信号检测电路，其结构简单紧凑，提高响应速度及检测精度，降低测量误差，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述大气臭氧探空仪信号检测电路，包括用于与大气臭氧传感器输出端连接的微电流信号检测电路，所述微电流信号检测电路包括斩波自稳零放大器，所述斩波自稳零放大器的反相端与大气臭氧传感器的输出端连接，斩波自稳零放大器的同相端接地，且斩波自稳零放大器的反相端通过第二电阻与所述斩波自稳零放大器的输出端连接，第二电阻的两端并联有第十四电容；斩波自稳零放大器的输出端与低通滤波器相连，斩波自稳零放大器通过低通滤波器将大气臭氧传感器输出的微电流信号转换为电压信号输出。

所述斩波自稳零放大器通过低通滤波器与模数转换电路，模数转换电路的输出端与处理电路连接，处理电路的输出端与气象探空仪连接，处理电路通过模数转换电路接收微电流信号检测电路输出的电压信号，并将所述电压信号传输到气象探空仪内，以通过气象探空仪将电压信号发送至地面接收设备。

所述模数转换电路还与传感器温度检测电路连接，处理电路、模数转换电路及传感器温度检测电路与电压基准电路连接。

所述传感器温度检测电路包括热敏电阻，所述热敏电阻的一端与第七电阻的一端及第三运算放大器的同相端连接，热敏电阻的另一端接地，第三运算放大器的反相端与第三运算放大器的输出端连接，且第三运算放大器的输出端还与第八电阻的一端连接，第八电阻的另一端通过第十七电容接地；且第八电阻的另一端与模数转换电路的输入端连接。

所述第二电阻的阻值为500K欧姆。所述处理电路还与电源电压检测电路及气泵电机工作电流检测电路连接。

所述电源电压检测电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相端与第四电阻的一端及第十电阻的一端连接，第十电阻的另一端接地，第四电阻的另一端与工作电源连接，第二运算放大器的反相端与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端与第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端通过第十八电容接地，且第九电阻的另一端与处理电路的输入端连接。

所述气泵电机工作电流检测电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相端与第十六电容的一端及第三电阻的一端连接，第十六电容的另一端接地，第三电阻的另一端与第六电阻的一端及气泵电机连接，第六电阻的另一端接地；第一运算放大器的反相端与第十九电容的一端、第十一电阻的一端及第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端接地，第十九电容的另一端及第十一电阻的另一端均与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端还与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端通过第十五电容接地，且第五电阻的另一端与处理电路的输入端连接。

所述处理电路包括单片机，处理电路通过UART与气象探空仪连接。所述模数转换电路采用12位A/D转换芯片LTC1298。

本发明的优点：通过微电流信号检测电路与大气臭氧传感器连接，微电流信号检测电路内包括斩波自稳零放大器，通过斩波自稳零放大器将大气臭氧传感器的微电流信号转换为电压信号，所述电压信号通过模数转换电路转换为数字信号，并传输至处理电路内，处理电路通过气象探空仪将检测的信号发送至地面接收设备，从而能实现对大气臭氧传感器输出的0～10μA微电流信号检测的分辨率为2.5nA，误差小于满量程的0.2%，能够满足大气臭氧探空仪信号检测的需要，结构简单紧凑，提高响应速度及检测精度，降低测量误差，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明微电流信号检测电路的电路原理图。