基于电荷平衡原理的微弱电流测量研究

摘要

针对电离室输出宽量程双极性微弱电流的测量需求,在积分电路的基础上,研究了基于电荷平衡原理的多斜积分电路测量系统。在对输入电流的积分过程中,通过切换正负参考电源实现对电容的充电或放电,电容充电和放电所占的周期数形成测量系统的高位读数。利用一个测量周期开始和结束时电容电压的差值,形成测量系统的低位读数。通过标准电流源进行测试,该测量系统能够实现±24.5 nA的双极性微弱电流测量,满量程的最大线性误差为0.014 3%。重复测试100 pA输入电流,得到标准差分为0.088 97。实验结果表明:测量系统的线性度和重复性很好、精度高、量程广,能满足实际测量的需求并且应用领域广泛。