气动式室温红外探测器的微电容快速测试系统的设计与实现

更新时间：2020-04-09 07:31:34 大小：2M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：红外探测器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

红外探测器是一种红外辐射的转换器，是红外成像的关键部件，在军事、医疗、工业、冶金、化工等领域都有广泛的应用。新型电容式高速室温红外探测器是根据沈光地教授提出的全新红外探测机理研制的器件，具有响应速度快、灵敏度高、波长选择性等优点，集中了光子探测器和热探测器二者的优势，既能室温工作又有较高的响应速度，且该探测器采用MEMS微加工技术制作，有利于实现集成微型化，大大拓宽了红外探测器的发展思路。利用红外吸收气体直接吸收红外辐射的原理制成的电容式室温红外探测器的初始值非常小，只有几十皮法，而且变化量也只有初始值的10％左右，其有用的输出信号非常微弱，对于电容式探测器，器件的杂散电容和寄生电容可以和被测电容相比拟甚至更大，被测量会淹没在干扰信号中；由于器件反应灵敏，响应速度快，需要较高的数据采集速度，而采集速度和降低噪声的矛盾难以解决；此外，不论采用何种微电容测量方法，线路噪声的影响也很严重；这些对检测电路提出了更高的要求。本文工作主要是设计并实现了用于气动式室温红外探测器的微电容快速测试系统。论文的主要内容如下： 1.明确检测电路的目的以及可集成化的必要性，指出其在红外探测方面具有十分关键的作用，然后对目前常用的微电容式传感器检测电路的工作原理做了扼要介绍并加以分析评价。 2.根据探测器响应快速灵敏的特点，设计出采样速度快、结构简单、性能稳定、易集成化的微电容式探测器的检测电路。详细描述了设计的两种不同检测电路方案，给出了电路原理图和理论计算，并对这两种方案加以分析比较，确定最终的检测电路，并制成PCB板进行焊接调试，指出了提高检测分辨率的可行性方案。 3.介绍如何实现数字部分的硬件电路设计。分别对数字部分的各个单元做详细介绍，包括A/D转换模块、显示模块、存储单元和单片机与PC机通讯。通过制成的PCB板进行焊接调试，达到了预定的采样速度和测量精度。指出了如何解决提高采样频率和降低线路噪声的矛盾。 4.测试系统的软件设计与实现。给出了软件的流程图并详细介绍了关键部分的程序设计，并对程序进行优化设计，达到10KHz采样频率的设计要求。 5.对测试结果进行分析。描述了器件的静态特性，对测试结果进行分析，给出了引起误差的...