CN203949907U - 一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及气相色谱检测装置技术领域，尤其是一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统。它包括用于将微弱的电流信号转换为电压信号的对数放大电路、用于对输入的电压信号进行二次放大并对电路中的噪音进行滤除的信号调理电路、用于对输入的电压信号进行转换的A/D转换电路和用于控制A/D转换电路动作并将转换后的信号输出至上位机的CPU电路；对数放大电路的输入端连接有用于与电流信号的发出装置连接的SAM接头，对数放大电路的输出端依次连接信号调理电路、A/D转换电路和CPU电路，CPU电路和信号调理电路之间还连接有调零电路。本实用新型采用对数放大电路实现对微弱电流信号的放大，在简化了电路复杂结构的同时实现了对宽范围电信号的精确检测检测，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及气相色谱检测装置技术领域，尤其是一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统。
背景技术
气相色谱检测仪是一种利用气相色谱法对复杂样品中的化合物实现高效定性、定量分析的仪器，其通过对检测组分进行处理后，使之以电信号的方式被检测，在食品发酵、环境测定、石油化工、有机化学、卫生检查、尖端科学等各领域具有广泛的应用。
由于现有的气相色谱检测仪，尤其对氢火焰离子的检测，检测信号极其微弱，检测范围较宽，使得对检测仪中的微小电流的检测具有较大的难度和局限性。
因此，有必要提供一种应用于气相色谱检测仪中、对微小电流进行检测的系统。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，能够有效提高检测精度的气相色谱检测仪的微小电流检测系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统，它包括用于将微弱的电流信号转换为电压信号的对数放大电路、用于对输入的电压信号进行二次放大并对电路中的噪音进行滤除的信号调理电路、用于对输入的电压信号进行转换的A/D转换电路和用于控制A/D转换电路动作并将转换后的信号输出至上位机的CPU电路；
所述对数放大电路的输入端连接有用于与电流信号的发出装置连接的SAM接头，所述对数放大电路的输出端依次连接信号调理电路、A/D转换电路和CPU电路，所述CPU电路和信号调理电路之间还连接有调零电路。
优选地，所述SAM接头的输入端连接有用于与电流信号的发出装置连接的同轴电缆。
优选地，所述信号调理电路包括依次连接的用于滤除电路中的噪音的有源滤波电路和用于将对数放大电路输出的电压信号进行二次放大的次级放大电路。
优选地，所述A/D转换电路的输入信号为差分信号，所述A/D转换电路与次级放大电路之间连接有用于将单端信号转换为差分信号的电压转换电路。
由于采用了上述方案，本实用新型采用对数放大电路实现对微弱电流信号的放大，在简化了电路复杂结构的同时实现了对宽范围电信号的精确检测检测，具有很强的实用性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的系统原理框图；
图2是本实用新型实施例的对数放大电路的电路结构图；
图3是本实用新型实施例的有源滤波电路的电路结构图；
图4是本实用新型实施例的次级放大电路的电路结构图；
图5是本实用新型实施例的调零电路的电路原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示并结合图2至图5，本实施例的气相色谱检测仪的微小电流检测系统，它包括用于将微弱的电流信号转换为电压信号的对数放大电路1、用于对输入的电压信号进行二次放大并对电路中的噪音进行滤除的信号调理电路、用于对输入的电压信号进行转换的A/D转换电路2和用于控制A/D转换电路2动作并将转换后的信号输出至上位机A的CPU电路3；其中，对数放大电路1的输入端连接有用于与电流信号的发出装置B(如氢火焰离子室等装置)连接的SAM接头4，对数放大电路1的输出端依次连接信号调理电路、A/D转换电路2和CPU电路3；同时，本实施例的对数放大电路1的电路结构可采用如图2所示的电路结构，即由两个孪生的场效应管U1A和U1B、运算放大器等电子元器件连接而成。如此，当微弱的电流信号由发出装置B输出后，利用SMA接头4的特性来有效减少信号传输中引入的噪声，微弱的电流信号进入系统后，首先经过对数放大电路1，实现电流信号到电压信号的转换，并经过调理电路进行噪音滤除和信号二次放大，而A/D转换电路2在CPU电路3的控制下对电压信号进行转换，将转换后的数值传送给CPU电路3进行处理，以利用CPU电路3通过串口上传至上位机A。
此外，由于输入系统的微弱电流信号经过对数放大电路1时极易受到外界干扰，且对数放大电路1的运算放大器本身存在一定的零漂、温漂，这都会对系统的测量结果产生影响，所以在CPU电路3和信号调理电路之间还连接有调零电路5，如图5所示，本实施例的调零电路5可由D/A转换电路、基准电源、电阻分压电路、自校准减法电路等组成。当系统开始运行时，上位机A会发送相应的调零命令给CPU电路3,从CPU电路3在接收到这个信号后读取当前的电压值，并根据这个值来判断系统是否需要输出调零信号，如果需要调零，则通过调零电路5控制系统的电压输出为零。
为保证信号传输的准确性，本实施例的SAM接头4的输入端通过同轴电缆与电流信号的发出装置B进行连接。为保证微小电流能够被有效放大，本实施例的信号调理电路包括依次连接的用于滤除电路中的噪音的有源滤波电路6和用于将对数放大电路1输出的电压信号进行二次放大的次级放大电路7；其中，有源滤波电路6采用四阶巴特渥斯低通滤波电路(如图3所示)，次级放大电路7采用如图4所示的电路结构(其由运算放大器U5以及若干个电阻构成)。
同时，本实施例的A/D转换电路3的输入信号可采用差分信号，如此，在A/D转换电路3与次级放大电路7之间连接有用于将单端信号转换为差分信号的电压转换电路8。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统，其特征在于：它包括用于将微弱的电流信号转换为电压信号的对数放大电路、用于对输入的电压信号进行二次放大并对电路中的噪音进行滤除的信号调理电路、用于对输入的电压信号进行转换的A/D转换电路和用于控制A/D转换电路动作并将转换后的信号输出至上位机的CPU电路；
所述对数放大电路的输入端连接有用于与电流信号的发出装置连接的SAM接头，所述对数放大电路的输出端依次连接信号调理电路、A/D转换电路和CPU电路，所述CPU电路和信号调理电路之间还连接有调零电路。
2.如权利要求1所述的一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统，其特征在于：所述SAM接头的输入端连接有用于与电流信号的发出装置连接的同轴电缆。
3.如权利要求2所述的一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统，其特征在于：所述信号调理电路包括依次连接的用于滤除电路中的噪音的有源滤波电路和用于将对数放大电路输出的电压信号进行二次放大的次级放大电路。
4.如权利要求3所述的一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统，其特征在于：所述A/D转换电路的输入信号为差分信号，所述A/D转换电路与次级放大电路之间连接有用于将单端信号转换为差分信号的电压转换电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN111398668A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-10 | 中国原子能科学研究院 | 测量电路及装置 |
| CN111751611A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-09 | 北京卫星环境工程研究所 | 微弱电流的测量系统 |
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