介電譜檢測系統(tǒng)的結構設計及高漏電電阻測量模塊設計.pdf

1、本課題源于項目《介質材料的介電譜檢測》，該項目的主要目的是探索研究材料的介電常數在頻域上的譜線峰值的特性，并研究這個峰值與材料的特征頻率的對應關系。在實際應用中，可以利用材料的這一特征對材料進行鑒別和分析檢測，如：違禁品的檢測、生物醫(yī)藥的成份分析等，還可以應用于相關的生物檢測芯片或系統(tǒng)中，具有相當廣泛的應用價值。該項目的重要意義還在于可以通過該方法，探索研究材料鑒別和分析的新方法。 本課題研究了測量介電譜的系統(tǒng)總體設計框架，確定

2、了待測樣品單元、激勵源單元和檢測單元(時域部分、頻域部分)三大組成部分，給出了系統(tǒng)總體結構設計框圖。 同時本課題探索解決漏電電阻高阻值測量的技術難點。在系統(tǒng)中采用了直流漏電電阻測量模塊，從而可以在最終的復介電譜測量結果中扣除直流漏電電阻的影響，彌補了傳統(tǒng)介電常數測量的等效模型的不足，減少了頻域測量法的系統(tǒng)誤差。其創(chuàng)新之處在于，基于電容的放電曲線，而非常見的歐姆法來測量電阻，設計了一個利用低電壓來測量高電阻的測量系統(tǒng)，避免了輸入端

3、的高壓。但此方法對于前置放大器的輸入阻抗、共模抑制比和電流噪聲有很高要求，高阻本身的熱噪聲也不容忽視。 本課題通過硬件和軟件兩方面來降低噪聲影響。硬件方面，運用緩沖器與減法器構成的高輸入阻抗、高共模抑制比前置放大器、線性光隔離電路以及特殊施工工藝減少引入的噪聲。軟件方面，通過多次平均算法均衡噪聲。經檢測，電路的性能指標基本達到了設計要求，為最終系統(tǒng)的實現創(chuàng)造了條件。 此外，本課題可以為進一步的材料復介電譜檢測的時域弛豫法