CN114675075A - 一种微弱电流检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种微弱电流检测装置，涉及微弱信号处理技术领域。它是为了解决传统微电流信号检测装置不能同时实现高精确度、高灵敏度和宽量程的问题。跨阻放大电路连接调理电路，调理电路连接模数转换电路，模数转换电路连接处理器，处理器控制跨阻放大电路切换量程，跨阻放大电路采集微电流，处理器输出电流值；跨阻放大电路包括跨阻抗选择电路和复合运放电路，跨阻抗选择电路切换量程，跨阻抗选择电路的两个量程输出端以及复合运放电路的输出端相连、并作为跨阻放大电路的放大信号输出端，跨阻抗选择电路的微电流输入端和复合运放电路的反相输入端相连、并共同作为跨阻放大电路的微电流输入端，跨阻抗选择电路的两个量程输出端分别串联阻值不同的增益电阻。

Description

一种微弱电流检测装置
技术领域
本发明属于微弱信号处理技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，电子产品被普及到人民生活的方方面面。集成电路大规模使用的过程中，许多电路模块都涉及到对微弱电流信号的放大及检测。
由于微弱电流信号本身十分微弱、加上检测电路中总是存在噪声和漏电流的干扰，如何对微弱电流信号进行不失真放大和精确检测，已经成为了一个备受瞩目的课题。目前大量的领域对微弱电流信号放大及检测的灵敏度、精准度、采样频率和检测范围均提出越来越高的要求。而传统的微弱电流检测装置存在无法高速、高精确度、高灵敏度和宽量程兼顾的问题。因此，如何高速、高灵敏度、高精度地稳定检测宽范围内的微弱电流信号，具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明是为了解决传统的微弱电流检测装置不能够实现高速、高精确度、高灵敏度和宽量程兼顾的问题，现提供一种微弱电流检测装置。
一种微弱电流检测装置，包括：跨阻放大电路1、调理电路2、模数转换电路3和处理器4，跨阻放大电路1的放大信号输出端连接调理电路2的信号输入端，调理电路2的调理信号输出端连接模数转换电路3的信号输入端，模数转换电路3的数字信号输出端连接处理器4的数字信号输入端，处理器4的量程切换信号输出端连接跨阻放大电路1的量程切换信号输入端，跨阻放大电路1的微电流输入端作为微弱电流检测装置的微电流采集端，处理器4的电流值输出端作为微弱电流检测装置的电流值输出端；
跨阻放大电路1包括跨阻抗选择电路和复合运放电路，跨阻抗选择电路的量程切换信号输入端作为跨阻放大电路1的量程切换信号输入端，跨阻抗选择电路的两个量程输出端以及复合运放电路的输出端相连、并共同作为跨阻放大电路1的放大信号输出端，跨阻抗选择电路的微电流输入端和复合运放电路的反相输入端相连、并共同作为跨阻放大电路1的微电流输入端，跨阻抗选择电路的两个量程输出端分别串联有阻值不同的增益电阻R1和增益电阻R2。
进一步的，上述跨阻抗选择电路包括单稳态双触点继电器和NPN型三极管D1，
单稳态双触点继电器的2引脚、5引脚和增益电阻R2的一端相连，单稳态双触点继电器的4引脚、7引脚和增益电阻R1的一端相连，单稳态双触点继电器的6引脚作为跨阻抗选择电路的微电流输入端，单稳态双触点继电器的8引脚连接三极管D1的集电极，三极管D1的基极作为跨阻抗选择电路的量程切换信号输入端，三极管D1的发射极连接电源地。
进一步的，上述三极管D1的基极串联有阻值为1KΩ的电阻R23。
进一步的，上述增益电阻R1的阻值为100KΩ，增益电阻R2的阻值为100MΩ。
进一步的，上述跨阻放大电路1的微电流输入端串联有电阻R0，电阻R0的阻值为100Ω。
进一步的，上述复合运放电路包括：场效应管Q100、场效应管Q101A、场效应管Q101B、电阻R101、电阻R103、电阻R107、电阻R108、放大器U100和恒流源电路，
场效应管Q101A的栅极作为复合运放电路的反相输入端，场效应管Q101A的源极分别连接电阻R108的一端和场效应管Q100的栅极，场效应管Q101A的漏极连接场效应管Q100的源极，场效应管Q100的漏极分别连接电阻R103的一端和放大器U100的同相输入端，电阻R101的一端分别连接放大器U100的反相输入端和场效应管Q101B的漏极，电阻R101的另一端和电阻R103的另一端同时连接正电压源，场效应管Q101B的源极连接电阻R107的一端，电阻R107的另一端和电阻R108的另一端同时通过恒流源电路与负电压源相连，场效应管Q101B的栅极连接电源地，放大器U100的输出端作为复合运放电路的输出端。
进一步的，上述复合运放电路还包括：有极电容CP100、电容C100～C103、电阻R100、电阻R102、电阻R104、电阻R105、电阻R106、电阻R113、二极管CR100和二极管CR101，
有极电容CP100的负极连接电源地，有极电容CP100的正极连接电阻R103的另一端，电阻R100串联在电阻R103的另一端和正电压源之间，电容C100并联在电阻R101的两端，电阻R106串联在场效应管Q101B的栅极与电源地之间，电阻R104串联在放大器U100的输出端，电阻R102串联在放大器U100的正极和正电压源之间，电容C101串联在放大器U100的正极和电源地之间，电容C102的一端连接电源地，电容C102的另一端分别与放大器U100的负极和电阻R105的一端相连，电阻R105的另一端连接负电压源，二极管CR101的正负极分别与放大器U100的同相和反相输入端相连，二极管CR100反向并联在二极管CR101的两端，电容C103的一端连接电源地，电容C103的另一端连接电阻R113的一端，电阻R113的另一端连接场效应管Q101A的源极。
进一步的，上述恒流源电路包括：三极管Q103、二极管CR102、二极管CR103、电阻R109～R112和有极电容CP101，
电阻R107的另一端和电阻R108的另一端同时连接三极管Q103的集电极，三极管Q103的发射极连接电阻R111的一端，电阻R111的另一端、电阻R112的一端和有极电容CP101的负极同时连接负电压源，三极管Q103的基极分别连接电阻R109的一端和二极管CR102的正极，二极管CR102的负极连接电阻R112的另一端，电阻R109的另一端分别连接有极电容CP101的正极、二极管CR103的正极和电阻R110的一端，二极管CR103的负极连接电源地，电阻R110的另一端连接正电压源。
进一步的，上述一种微弱电流检测装置还包括内层屏蔽结构和外层屏蔽结构，跨阻放大电路1和调理电路2均位于内层屏蔽结构中，内层屏蔽结构、模数转换电路3和处理器4均位于外层屏蔽结构中。
进一步的，上述处理器4通过RS232端口输出电流值。
本发明所述的一种微弱电流检测装置，能够对待检测的微弱电流信号进行有效地分类和放大，确保能够对较宽范围内的微弱电流信号进行精准放大和快速采集，实现高速、高灵敏度、高精准、宽量程地稳定检测。本发明适用于各种传感器、检测器和探测器输出数量级在微安级直至皮安级微小电流的检测领域。
附图说明
图1为本发明所述一种微弱电流检测装置的总体结构框图；
图2为跨阻放大电路的等效模型图；
图3为复合运放电路的拓扑结构图；
图4为复合运放电路的电路原理图；
图5为跨阻抗选择电路的电路结构图；
图6为大量程时跨阻放大电路的等效模型图；
图7为小量程时跨阻放大电路的等效模型图；
图8为图6和图7拟合在一起时的等效模型图；
图9为调理电路的电路结构图；
图10为模数转换电路的电路结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种微弱电流检测装置包括：跨阻放大电路1、调理电路2、模数转换电路3、处理器4、内层屏蔽结构和外层屏蔽结构。
跨阻放大电路1和调理电路2均位于内层屏蔽结构中，内层屏蔽结构、模数转换电路3和处理器4均位于外层屏蔽结构中。
跨阻放大电路1的放大信号输出端连接调理电路2的信号输入端，调理电路2的调理信号输出端连接模数转换电路3的信号输入端，模数转换电路3的数字信号输出端连接处理器4的数字信号输入端，处理器4的量程切换信号输出端连接跨阻放大电路1的量程切换信号输入端，跨阻放大电路1的微电流输入端作为微弱电流检测装置的微电流采集端，处理器4的电流值输出端作为微弱电流检测装置的电流值输出端，处理器4通过RS232端口输出电流值。
处理器的型号为GD32F103RBT6，接收模数转换电路3输出的24位的数字信号，首先判断当前接收的数字信号量程是否与预处理数字信号量程一致，若一致，将当前接收的数字信号进行拟合和校正获得电流值，通过RS232端口直接作为结果输出；若不一致，则向跨阻放大电路1进行反馈，控制跨阻放大电路1进行量程切换，并进行下一周期的微电流检测。
在对微弱电流信号的检测过程中，电路中的偏置电流、失调电压、温度漂移、电压噪声、电流噪声都会对检测结果造成不良影响，尤其是偏置电流可能导致检测失败。为此本实施方式提供一种极低偏置电流、低失调电压、低温度漂移和低电流电压噪声的跨阻放大电路。
跨阻放大电路1的等效模型如图2所示，包括跨阻抗选择电路和复合运放电路，跨阻抗选择电路的量程切换信号输入端作为跨阻放大电路1的量程切换信号输入端。跨阻抗选择电路的两个量程输出端以及复合运放电路的输出端相连、并共同作为跨阻放大电路1的放大信号输出端。跨阻抗选择电路的微电流输入端和复合运放电路的反相输入端相连、并共同作为跨阻放大电路1的微电流输入端，跨阻放大电路1的微电流输入端串联有阻值为100Ω的电阻R0。跨阻抗选择电路的两个量程输出端分别串联有阻值为100KΩ的增益电阻R1和阻值为100MΩ的增益电阻R2。
跨阻放大电路1的增益通过接入适当的增益电阻RGAIN来确定，增益电阻RGAIN应选择低温漂的精密电阻，以减小温度对电路增益的影响。一般情况下，大的增益电阻RGAIN能实现对小电流更精准的检测，但同时会限制电路的检测范围，小的增益电阻RGAIN能实现对更大电流进行检测，但同时会影响电路对小电流的检测精准度。为实现对从微安级到皮安级宽范围内的微弱电流信号的精确检测，实现检测范围宽和检测精度高，本实施方式设置有两个检测量程，小量程用于检测低于10nA的微弱电流信号，大量程用于检测高于10nA但不大于10uA的微弱电流信号。不同范围内的电流使用不同的增益电阻RGAIN，小量程使用阻值大的增益电阻，大量程使用阻值小的增益电阻。
具体实施方式二：参照图3和图4具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种微弱电流检测装置的进一步说明，本实施方式中，复合运放电路包括：场效应管Q100、场效应管Q101A、场效应管Q101B、电阻R100～R108、电阻R113、有极电容CP100、电容C100～C103、二极管CR100、二极管CR101、放大器U100和恒流源电路。
场效应管Q101A的栅极作为复合运放电路的反相输入端，场效应管Q101A的源极分别连接电阻R108的一端和场效应管Q100的栅极，场效应管Q101A的漏极连接场效应管Q100的源极，场效应管Q100的漏极分别连接电阻R103的一端和放大器U100的同相输入端，电阻R101的一端分别连接放大器U100的反相输入端和场效应管Q101B的漏极，电阻R101的另一端和电阻R103的另一端同时连接正电压源，场效应管Q101B的源极连接电阻R107的一端，电阻R107的另一端和电阻R108的另一端同时通过恒流源电路与负电压源相连，场效应管Q101B的栅极连接电源地，放大器U100的输出端作为复合运放电路的输出端。
有极电容CP100的负极连接电源地，有极电容CP100的正极连接电阻R103的另一端，电阻R100串联在电阻R103的另一端和正电压源之间，电容C100并联在电阻R101的两端，电阻R106串联在场效应管Q101B的栅极与电源地之间，电阻R104串联在放大器U100的输出端，电阻R102串联在放大器U100的正极和正电压源之间，电容C101串联在放大器U100的正极和电源地之间，电容C102的一端连接电源地，电容C102的另一端分别与放大器U100的负极和电阻R105的一端相连，电阻R105的另一端连接负电压源，二极管CR101的正负极分别与放大器U100的同相和反相输入端相连，二极管CR100反向并联在二极管CR101的两端，电容C103的一端连接电源地，电容C103的另一端连接电阻R113的一端，电阻R113的另一端连接场效应管Q101A的源极。
恒流源电路包括：三极管Q103、电阻R109～R112、二极管CR102、二极管CR103和有极电容CP101。
电阻R107的另一端和电阻R108的另一端同时连接三极管Q103的集电极，三极管Q103的发射极连接电阻R111的一端，电阻R111的另一端、电阻R112的一端和有极电容CP101的负极同时连接负电压源，三极管Q103的基极分别连接电阻R109的一端和二极管CR102的正极，二极管CR102的负极连接电阻R112的另一端，电阻R109的另一端分别连接有极电容CP101的正极、二极管CR103的正极和电阻R110的一端，二极管CR103的负极连接电源地，电阻R110的另一端连接正电压源。
复合运放电路采用如图3所示的复合运放电路拓扑结构，实际电路原理如图4所示。本实施方式中，结型场效应管Q100和Q101A构成共源共栅对，作为差分输入级的一半，场效应管Q101B作为差分输入级的另一半。这种共源共栅的输入级设计既能够保证跨阻放大电路1的输入偏置电流极低，同时也能够使得输入偏置电流几乎不随所施加偏置电压的变化而变化。IC运算放大器U100作为跨阻放大电路1的放大级，为跨阻放大电路1提供了整体的开环增益和必要的驱动能力。电容C100和C103将对其余电路进行噪声抑制，减小了其余电路的噪声影响到输入级。跨阻放大电路1的恒流源电路，由三极管Q103和相关元件组成，通过三极管Q103的集电极提供恒定的400uA电流输出，将输入失调电压漂移降至最低。跨阻放大电路1的增益通过接入适当的增益电阻RGAIN来确定，增益电阻RGAIN由跨阻抗选择电路进行选择和控制。
具体实施方式三：参照图5至图8具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一或二所述的一种微弱电流检测装置的进一步说明，本实施方式中，跨阻抗选择电路包括单稳态双触点继电器和NPN型三极管D1。
单稳态双触点继电器的2引脚、5引脚和增益电阻R2的一端相连，单稳态双触点继电器的4引脚、7引脚和增益电阻R1的一端相连，单稳态双触点继电器的6引脚作为跨阻抗选择电路的微电流输入端，单稳态双触点继电器的8引脚连接三极管D1的集电极，三极管D1的基极作为跨阻抗选择电路的量程切换信号输入端，三极管D1的发射极连接电源地，三极管D1的基极串联有阻值为1KΩ的电阻R23。
如图5所示，跨阻抗选择电路的核心器件是一个单稳态双触点继电器和一个NPN型三极管。RY1信号是跨阻抗选择信号，该信号通过控制的NPN型三极管的通断来驱动与NPN型三极管集电极相连的继电器触点。IIN为微弱电流信号输入端子，该信号端子与继电器第6引脚直接相连接。CD为大量程增益电阻输入端，AB为小量程增益电阻输入端。IN-为复合运放电路的反相输入端，VOUT为复合运放电路的输出端。
RY1为低电平时，继电器的合闸线圈断电，继电器为释放状态，AB端子被短接到AGND即数字地上，CD端子被短接到微弱电流信号输入端子IIN(继电器的第6引脚)上，大量程的增益电阻R1(100KΩ)将作为跨阻放大电路的增益电阻。此时跨阻放大电路等效模型如图6所示，跨阻放大电路的增益电阻RGAIN＝100KΩ。
RY1为高电平时，继电器的合闸线圈通电，继电器为吸合状态，CD端子被短接到AGND即数字地上，AB端子被短接到微弱电流信号输入端子IIN(继电器的第6引脚)上，小量程的增益电阻R2(100MΩ)将作为跨阻放大电路的增益电阻。此时跨阻放大电路等效模型如图7所示，跨阻放大电路的增益电阻RGAIN＝100MΩ。
通过分析大量程和小量程的跨阻放大电路的等效模型图6和图7，可以得到如图8所示的等效模型。从等效模型图2和图8可知，与微弱电流信号输入端子IIN相连接有支路①和支路②，相连的元器件有单稳态双触点继电器K1。为让输入的电流信号全部流向支路②，防止电流信号流向支路①或者通过继电器K1和PCB泄露掉，本装置做了如下设计：
首先是支路①，支路①的另一端相连的是复合运放的反相端，跨阻放大电路1是一个深度负反馈电路，具有“虚短”特性，复合运放的反相端与同相端电位几乎相等，而复合运放的同相端与数字地直接相连，电位为零，所以IN-的电位为零。同时，电流输入端子IIN的也是直接与数字地相连的，支路①上的电势差为0，根据欧姆定律，支路①不会有电流。
其次是单稳态双触点继电器K1，防止电流I从继电器的其他引脚上泄露，本实施方式将设计将未选中量程的继电器引脚(AB端子或者CD端子)也与数字地相连接，电位为零，与微弱电流输入端子IIN同电位，均为零电位，同电位之间不会产生电流，形成等电位保护，防止了电流向继电器K1泄露。
最后是防止电流向PCB板上泄露，对微弱电流输入端子IIN和继电器K1引脚周边的PCB板进行铺地，形成等电位保护，防止了电流向PCB板上泄露。
以上设计导致输入的电流I只能通过增益电阻RGAIN流向复合运放的输出端。流过增益电阻的反馈电流为IF，则IF＝I。此外，由于复合运放电路的负引脚是虚地，跨阻放大电路1的输出端上的输出电压VOUT就是增益电阻RGAIN上的电压，即可以得到公式：
VOUT＝-IF×RGAIN (1)，
即：VOUT＝-I×RGAIN (2)。
如图9所示，调理电路2的目的是将跨阻放大电路输出的电压信号进行放大、缓冲和定标等，使待检测的信号适合于模数转换电路3的输入。本实施方式中调理电路2为模数转换电路3提供了一对适合的差分输入信号：AINP与AINN。AINP是运放(N2B)和精密电阻(R6和R7)组成比例运算电路对基准电压REF(3V)进行分压得到的。AINP为：
Figure BDA0003599299540000081
通过代入数值计算可以得到AINP＝1.5V。
运放(N2A)和精密电阻(R5、R8、R13、R14)组成加减运算电路对跨阻放大电路的输出端VOUT上的输出电压和差分输入信号中的正信号AINP进行加减运算处理得到AINN。AINN为：
Figure BDA0003599299540000082
通过代入数值计算可以得到：
AINN＝AINP-VOUT (5)。
模数转换电路3是将输入的模拟信号进行数字化，以便于系统能够对信号进行数字处理和利用，如图10所示。模数转换电路3的核心是模/数转换器(ADC)。本实施方式采用的模/数转换器是具有一路差分输入通道的24位模/数转换芯片。本实施方式的模/数转换电路采用外部基准REF(3V)作为芯片的采样基准，芯片内部可编程的运算放大器(PGA)配置为“1”，输出采用2线SPI串行通信，通过AD_SCLK和AD_DOUT可以实现数据的发送以及功能配置。输出的24位电压数据为：
Figure BDA0003599299540000083
通过代入公式(4)、公式(5)和数值可以得到：
Figure BDA0003599299540000084
Figure BDA0003599299540000085
本发明利用等电位不产生电流原理，除增益电阻RGAIN的支路外其他与微弱电流输入端子IIN相连接的支路，元器件，甚至是PCB板均设计为微弱电流输入端子IIN等电位，让输入的微弱电流天然只流向增益电阻RGAIN。
为了验证本发明的检测能力，现采用吉时利公司的微弱电流源Keithley 2636A来产生pA级到uA级的微弱电流，测试结果如下表1和表2所示。
表1:小量程测试结果
输入值/pA 检测值/pA 相对误差/％
0 0 0
1 0.842996 15.70
2 1.957945 2.102
3 3.020946 -0.698
4 4.09747 -2.437
5 5.08241 -1.648
6 6.171283 -2.855
7 7.091251 -1.304
8 8.076469 -0.956
9 9.001154 -0.013
10 9.856983 1.430
20 20.12482 -0.624
30 29.61574 1.280
40 39.28669 1.783
50 49.09126 1.817
60 60.84264 -1.404
70 70.62122 -0.887
80 80.68747 -0.859
90 90.15241 -0.169
100 99.65819 0.3418
500 500.1865 -0.0373
1000 999.5225 0.04775
5000 4995.739 0.0852
10000 10000.73 0.0073
由表1可知：在2pA以内的电流测量相对误差在20％以内，在2pA到100pA的范围内，电流的测量相对误差小于3％，100pA到10000pA电流的测量相对误差更小，在0.5％之内。可以看出，本装置的小量程实现了10000pA以内的微弱电流信号的检测，检测2pA到10000pA微弱电流信号具有较高的灵敏度和精准度。
表2:大量程测试结果
Figure BDA0003599299540000091
Figure BDA0003599299540000101
由表2可知：大量程的电流测量相对误差均0.1％之内。可以看出本装置的大量程能够检测10nA到10000nA的微弱电流信号，且具有较高的灵敏度和精准度。
通过运用标准微弱电流信号源给本装置进行测试可知，本发明实现了对10uA以内的微弱电流信号高灵敏度、高精准地稳定检测。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。

Claims (10)

1.一种微弱电流检测装置，其特征在于，包括：跨阻放大电路(1)、调理电路(2)、模数转换电路(3)和处理器(4)，
跨阻放大电路(1)的放大信号输出端连接调理电路(2)的信号输入端，调理电路(2)的调理信号输出端连接模数转换电路(3)的信号输入端，模数转换电路(3)的数字信号输出端连接处理器(4)的数字信号输入端，处理器(4)的量程切换信号输出端连接跨阻放大电路(1)的量程切换信号输入端，跨阻放大电路(1)的微电流输入端作为微弱电流检测装置的微电流采集端，处理器(4)的电流值输出端作为微弱电流检测装置的电流值输出端；
跨阻放大电路(1)包括跨阻抗选择电路和复合运放电路，
跨阻抗选择电路的量程切换信号输入端作为跨阻放大电路(1)的量程切换信号输入端，跨阻抗选择电路的两个量程输出端以及复合运放电路的输出端相连、并共同作为跨阻放大电路(1)的放大信号输出端，跨阻抗选择电路的微电流输入端和复合运放电路的反相输入端相连、并共同作为跨阻放大电路(1)的微电流输入端，跨阻抗选择电路的两个量程输出端分别串联有阻值不同的增益电阻R1和增益电阻R2。
2.根据权利要求1所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，跨阻抗选择电路包括单稳态双触点继电器和NPN型三极管D1，
单稳态双触点继电器的2引脚、5引脚和增益电阻R2的一端相连，单稳态双触点继电器的4引脚、7引脚和增益电阻R1的一端相连，单稳态双触点继电器的6引脚作为跨阻抗选择电路的微电流输入端，单稳态双触点继电器的8引脚连接三极管D1的集电极，三极管D1的基极作为跨阻抗选择电路的量程切换信号输入端，三极管D1的发射极连接电源地。
3.根据权利要求2所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，三极管D1的基极串联有阻值为1KΩ的电阻R23。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，增益电阻R1的阻值为100KΩ，增益电阻R2的阻值为100MΩ。
5.根据权利要求4所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，跨阻放大电路(1)的微电流输入端串联有电阻R0，电阻R0的阻值为100Ω。
6.根据权利要求1或2所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，复合运放电路包括：场效应管Q100、场效应管Q101A、场效应管Q101B、电阻R101、电阻R103、电阻R107、电阻R108、放大器U100和恒流源电路，
场效应管Q101A的栅极作为复合运放电路的反相输入端，场效应管Q101A的源极分别连接电阻R108的一端和场效应管Q100的栅极，场效应管Q101A的漏极连接场效应管Q100的源极，场效应管Q100的漏极分别连接电阻R103的一端和放大器U100的同相输入端，电阻R101的一端分别连接放大器U100的反相输入端和场效应管Q101B的漏极，电阻R101的另一端和电阻R103的另一端同时连接正电压源，场效应管Q101B的源极连接电阻R107的一端，电阻R107的另一端和电阻R108的另一端同时通过恒流源电路与负电压源相连，场效应管Q101B的栅极连接电源地，放大器U100的输出端作为复合运放电路的输出端。
7.根据权利要求6所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，复合运放电路还包括：有极电容CP100、电容C100～C103、电阻R100、电阻R102、电阻R104、电阻R105、电阻R106、电阻R113、二极管CR100和二极管CR101，
有极电容CP100的负极连接电源地，有极电容CP100的正极连接电阻R103的另一端，电阻R100串联在电阻R103的另一端和正电压源之间，电容C100并联在电阻R101的两端，电阻R106串联在场效应管Q101B的栅极与电源地之间，电阻R104串联在放大器U100的输出端，电阻R102串联在放大器U100的正极和正电压源之间，电容C101串联在放大器U100的正极和电源地之间，电容C102的一端连接电源地，电容C102的另一端分别与放大器U100的负极和电阻R105的一端相连，电阻R105的另一端连接负电压源，二极管CR101的正负极分别与放大器U100的同相和反相输入端相连，二极管CR100反向并联在二极管CR101的两端，电容C103的一端连接电源地，电容C103的另一端连接电阻R113的一端，电阻R113的另一端连接场效应管Q101A的源极。
8.根据权利要求6所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，恒流源电路包括：三极管Q103、二极管CR102、二极管CR103、电阻R109～R112和有极电容CP101，
电阻R107的另一端和电阻R108的另一端同时连接三极管Q103的集电极，三极管Q103的发射极连接电阻R111的一端，电阻R111的另一端、电阻R112的一端和有极电容CP101的负极同时连接负电压源，三极管Q103的基极分别连接电阻R109的一端和二极管CR102的正极，二极管CR102的负极连接电阻R112的另一端，电阻R109的另一端分别连接有极电容CP101的正极、二极管CR103的正极和电阻R110的一端，二极管CR103的负极连接电源地，电阻R110的另一端连接正电压源。
9.根据权利要求1、2、3、5、7或8所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，包括内层屏蔽结构和外层屏蔽结构，跨阻放大电路(1)和调理电路(2)均位于内层屏蔽结构中，内层屏蔽结构、模数转换电路(3)和处理器(4)均位于外层屏蔽结构中。
10.根据权利要求1、2、3、5、7或8所述的一种微弱电流检测装置，其特征在于，处理器(4)通过RS232端口输出电流值。
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