Speaker
博文 杨
(成都理工大学)
Description
4πγ电离室微弱电流测量系统的研制
杨博文 胡传皓 任席 陈福权 李丹 曾国强*
成都理工大学
4πγ电离室被广泛应用于放射性活度检测等领域。当前，国内外4πγ电离室电离电流测量多采用汤姆逊平衡法，其具有响应时间过长，分辨率较低等缺点，针对上述问题，为实现电离电流的快速高精度测量，本文设计了一种基于跨阻放大器的高精度fA级微弱电流检测电路，结合4πγ电离室与嵌入式处理器完成了一款快速、高精度、宽量程的4πγ电离室微弱电流测量系统的研制。
微弱电流测量部分基于跨阻放大器原理进行设计，通过多个反馈电阻的自动切换实现多量程、高精度微弱电流测量，以满足4πγ电离室输出的fA~μA量级电流的需要，所测得电压信号进入ADC进行数/转换后通过SPI总线传输至嵌入式处理器转换成所需电流信号后进行读取和显示。
嵌入式处理器部分还设计了一种自动量程切换算法，将所测电流与设置好的阈值进行对比后，通过嵌入式处理器的GPIO口控制继电器开断自动切换至合适的量程，精确测量电离室输出的微弱电流信号。
通过本文所研制的微弱电流测量系统，可完成50fA~200uA微弱电流的精确测量，在50fA~1pA范围内误差不超过5fA，其余电流测量整体误差小于0.42%，各档位线性度优良且系统响应时间不超过3s，可以满足放射性核素快速、准确测量的要求。
通讯作者：曾国强，成都理工大学，13881936804，zgq@cdut.edu.cn
