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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着科学技术的不断发展和更新，对微弱电流的检测日益迫切，在实验室中仅向学生展示a级、ma级电流已无法满足教学需求。同时目前各个学校中实验室的检测器材或检测精度不够、或仪器量程不足，且多数设备电路结构复杂、价格昂贵、体积大、无显示。

因此本设计针对微电流检测的特性，结合多数实验室教学所需，设计了一个结构简单、体积小、造价便宜的微电流检测系统。并且在此基础上还添加了屏幕显示功能，使用者还可自己进行拓展设置，将微电流检测结果实时同步到电脑上，实现教学目的。

国内外研究现状

目前国内微电流检测的研究精度为10^-16 a，其代表产品为est121型数字超高阻、微电流测量仪 ，其微电流测量精度最高为l10^-16a；而国外的研究精度为10^-17a(美国吉时利仪器公司)，并已形成系列产品。微弱信号检测技术用电子学、信息论、计算机和物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点以及相关性，检测被噪声淹没的微弱有用信号。微弱信号检测的宗旨是研究如何从强噪声中提取有用的信号，任务是研究微弱信号检测的理论、探索新方法和新技术，从而将其应用于各个学科领域中。

2. 研究的基本内容

本设计采用合泰单片机为处理器，并基于此，设计了该微电流检测系统的硬件系统，进而进行软件部分的编程，从而达到相关功能。 设计具体步骤如下： （1）了解微电流检测原理:首先主要通过对市面上常见的电流检测仪器进行比对，查阅相关论文文献，了解微电流检测的原理、构成及发展现状等。（2）知晓无线模块的设计:查阅并了解无线模块运行原理，结合实例运用，思考如何添加到检测系统中。（3）熟悉显示模块的设计:查阅并学习4.3寸TFT液晶显示屏的功能及其工作原理。思考并完成实时显示检测数据的功能。（4）系统的规划设计:根据微电流检测系统功能要求和各部分元件的性价比情况，采用模块化设计原理，进行系统的整体框架方案设计模式，并结合相关文献加入所需添加功能：包括无线传输、显示屏显示的功能。（5）实际系统设计:针对选定的硬件资源，设计合理的硬件系统，画出相应电路原理图并进行软件编程、调试，最后进行硬件焊接、烧入程序等步骤实现所需密码锁的功能。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

整个系统设计主要分为两个部分：第一部分是微电流的检测：将测量电路电路接入，电流通过给定电阻转化成电压，再经过差分放大后送到单片机，经过a/d转换变成数值，通过spi通信口传到rs485；第二部分是无线模块：24l01接收数据，并将数据发送出去，以使其显示在显示屏上。全面考虑设计的总体要求，使设计具有良好的可靠性，操作性，功能性和较低的生产成本等，决定采用合泰单片机，rs485接口，24l01无线模块，4.3寸tft液晶显示屏等器件实现以上功能。

进度安排如下：

4. 参考文献

[1]周红，夏勇，苏建坡，朱国逸. 电分析仪器中的微电流测量[J]. 分析仪器,2000,2.[2]周波, 苏弘. 弱电流测试仪的研制[J]. 核电子学与探测技术,2003, 23.[3]于海洋,袁瑞铭,王长瑞,杜玉蕾. 微电流测量方法评述[J].华北电力技术,2006,11. [4]管建明. 微弱电流信号的前置放大和分析[J]. 电测与仪表,1994,3. [5]华成英．模拟电子技术基础[M].第四版．北京：高等教育出版社.[6]于丽霞,王福明.微弱信号检测技术综述[C].信息技术,2007,2:115-116. [7]Guanyu Wang.The Application of Chaotic Oscillators to Weak Signal Detection[J].IEEE Transaction on Industrial Electronics,1999,2:1182-1192. [8]陈正涛.微弱信号相关检测技术综述[J].科技广场,2006,7:27-29. [9]Huang Shaomin,Zang Guangfa. Digital lock-in amplifier based on DSP and sampling ADC[J].Journal of Data Acquisition and Processing ,2000,15(20):222-225.[10]屠忠遂,冯纪先,瞿绳武.一个系统的弱信号测量电路[J].武汉大学学报,1988,4：45-51. [11]丁镇生.Icl7650应用测试的研究[J].大连铁道学院学报,1998,3(19):48-50. [12]王月娥. 微电流测量方法的研究[D]. 西安: 西安理工大学, 2005.[13]王卫勋. 微电流检测方法的研究[D].西安理工大学,2007.[14]闫书江,唐飞,王晓浩,王帆,杨涛.用于FAIMS系统的微电流检测电路[J].电子测量与仪学报,2011,08:711-715.[1]周红,夏勇,苏建坡,朱国逸.电分析仪器中的微电流测量[J].分析仪器,2000,2.[2]周波,苏弘.弱电流测试仪的研制[J].核电子学与探测技术,2003, 23.[3]于海洋,袁瑞铭,王长瑞,杜玉蕾.微电流测量方法评述[J].华北电力技术,2006,11. [4]管建明.微弱电流信号的前置放大和分析[J].电测与仪表,1994,3. [5]华成英.模拟电子技术基础[M].第四版.北京：高等教育出版社.[6]于丽霞,王福明.微弱信号检测技术综述[C].信息技术,2007,2:115-116. [7]Guanyu Wang.The Application of Chaotic Oscillators to Weak Signal Detection[J].IEEE Transaction on Industrial Electronics,1999,2:1182-1192. [8]陈正涛.微弱信号相关检测技术综述[J].科技广场,2006,7:27-29. [9]Huang Shaomin,Zang Guangfa.Digital lock-in amplifier based on DSP and sampling ADC[J].Journal of Data Acquisition and Processing,2000,15(20):222-225.[10]屠忠遂,冯纪先,瞿绳武.一个系统的弱信号测量电路[J].武汉大学学报,1988,4：45-51. [11]丁镇生.Icl7650应用测试的研究[J].大连铁道学院学报,1998,3(19):48-50. [12]王月娥.微电流测量方法的研究[D]. 西安: 西安理工大学, 2005.[13]王卫勋.微电流检测方法的研究[D].西安理工大学,2007.[14]闫书江,唐飞,王晓浩,王帆,杨涛.用于FAIMS系统的微电流检测电路[J].电子测量与仪器学报,2011,08:711-715.