直流微電流標(biāo)準(zhǔn)源關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、直流微電流(10-7～10-17A)的測量，在我國國防工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。為了對直流微電流的測量裝置和儀器的進行定期檢定，為了統(tǒng)一整個國防系統(tǒng)的直流微電流量值，需要建立“直流微電流標(biāo)準(zhǔn)”。研制直流微電流標(biāo)準(zhǔn)源成為重要的課題。 本文通過分析國內(nèi)外各種微電流測試技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)源技術(shù)，根據(jù)測量需求特點和元器件等現(xiàn)實條件，在不同的輸出電流范圍，分別選擇了電流負反饋微電流源和電容式微電流源方案。 在電流負反饋微電流源設(shè)計中，設(shè)計了模擬

2、負反饋調(diào)整電路。該電路能適應(yīng)107Ω負載電阻，在輸出端的負載不確定或發(fā)生變化的時候，能根據(jù)采樣電阻兩端的電壓及時調(diào)整激勵電壓，修正負載對輸出電流的影響，達到恒流的目的。設(shè)計中詳細分析了各參量對裝置不確定度的影響，實際測試不確定度達到0.02％。 在電容式微電流源設(shè)計中，用線變占空比脈沖調(diào)寬方法產(chǎn)生線變電壓：通過調(diào)制開關(guān)，對輸入電壓進行斬波。斬波周期一定，占空比是隨時間線性變化的。經(jīng)高階低通濾波器去高頻分量后，得到斜率準(zhǔn)確穩(wěn)定的線

3、性變化的電壓。本文利用傅立葉級數(shù)和切比雪夫多項式性質(zhì)，詳細分析了脈寬線變的脈沖序列信號特性，得到了最佳的濾波參數(shù)。設(shè)計達到了技術(shù)指標(biāo)。 本文還完成了電流負反饋微電流源和電容式微電流源共用的程控分壓器設(shè)計。其中采用了脈沖調(diào)寬分壓器方案，分壓比不確定度達到16ppm。 采用本文關(guān)鍵技術(shù)研制的“直流微電流標(biāo)準(zhǔn)源”正式樣機，經(jīng)過一年的考核測試，整機性能達到設(shè)計指標(biāo)：量程范圍10-7～10-13A，最小步進10-16A，不確定度在