[发明专利]一种微弱电流测量装置

说明书

本发明提供一种微弱电流测量装置，包括依序连接的电流强度‑电压(I‑V)转换及放大电路、模数转换电路、单片机和显示器；I‑V转换及放大电路根据待测微弱电流信号的类型，选择相应的I‑V转换及放大电路将微弱电流信号转换成微弱电压信号并进行噪声抑制及信号放大处理；模数转换电路将噪声抑制及信号放大处理后得到的电压信号转换为数字信号；单片机对数字信号进行分析得到电压值，并根据电压值，在预设的电压与微弱电流映射表中，得到待测微弱电流信号的电流值；显示器显示待测微弱电流信号的电流值及其对应的电压值。本发明不仅能解决现有微弱电流测量装置因噪声干扰所带来的测量误差的问题，提高了测量精度，而且价格便宜。

技术领域

本发明涉及弱电流测量技术领域，尤其涉及一种微弱电流测量装置。

背景技术

近年来，微弱电流检测技术在医疗领域、测量技术领域、信号处理领域、电路设计领域等专业的技术方面得到了特别广泛的应用，而且在一定程度上促进了相关专业技术领域的蓬勃发展，例如医学、物理学、化学、电化学、生物医学等学科领域，这些学科领域都因为微弱电流信号检测技术的巨大进步而迸发出新的活力。

微弱电流信号检测技术是一门注重降低噪声对检测信号的影响、增大信噪比的科学技术，而这门最近出现的科学技术就是用电子知识和信号测量方法来从众多无效信号里面找出有效的微小电流信号。在检测微弱电流信号的时候，由于微弱电流难以直接检测，所以一般都是将微弱电流信号转换成其它更容易测量的信号，这样就可以简单通过容易测量的信号来反推微弱电流信号的大小。

但是在对微弱电流信号检测的时候，噪声会对微弱电流信号产生极大的干扰，这会影响到信号的正常检测。而对于放大电路不仅会放大待测的微弱电流信号，同时也会放大电路里的各种噪声，这就会影响微弱电流检测最后结果的准确度。所以在微弱电流信号检测过程中减低噪声和精确放大需要测量的微弱电流信号就体现得非常关键。微弱电流信号检测的时候它的噪声非常小，信号比噪声还要微弱，因此仅仅增大信号并不可以检测出有效电流信号，只可能在有效地减小噪声的情况下增大微弱电流信号的大小，才可以检测出要用的待测电流信号。因此，要通过分析噪声产生的根本原因、传播途径和传播规律，这样才能做到针对性地采用各种有效方法抑制噪声。

目前，现有的微弱电流测量装置价格普遍偏高，且在测量过程中噪声干扰较大，使得测量存在误差，导致测量精度低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种微弱电流测量装置，能解决现有微弱电流测量装置因噪声干扰所带来的测量误差的问题，提高了测量精度，而且价格便宜。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种微弱电流测量装置，包括依序连接的电流强度-电压(I-V)转换及放大电路、模数转换电路、单片机和显示器；其中，

所述电流强度-电压(I-V)转换及放大电路，用于根据待测微弱电流信号的类型，选择相应的I-V转换及放大电路转换电流信号并进行噪声抑制及信号放大处理；其中，所述待测微弱电流信号的类型包括纳安(nA)级微弱电流信号、皮安(pA)级微弱电流信号和飞安(fA)级微弱电流信号；所述I-V转换及放大电路包括用于处理nA级微弱电流信号的nA级I-V转换及放大电路、用于处理pA级微弱电流信号的pA级I-V转换及放大电路和用于处理fA级微弱电流信号的fA级I-V转换及放大电路；

所述模数转换电路，用于将噪声抑制及信号放大处理后的电压信号转换为数字信号；

所述单片机，用于对所述数字信号进行分析得到电压值，并根据所述电压值，在预设的电压与微弱电流映射表中，得到待测微弱电流信号的电流值；

所述显示器，用于显示所述待测微弱电流信号的电流值及其对应的电压值。

其中，所述nA级I-V转换及放大电路包括依序连接的nA级I-V转换电路、第一反相比例电压放大电路和第一同相比例电压放大电路；其中，