氣動(dòng)式室溫紅外探測(cè)器的微電容快速測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、紅外探測(cè)器是一種紅外輻射的轉(zhuǎn)換器，是紅外成像的關(guān)鍵部件，在軍事、醫(yī)療、工業(yè)、冶金、化工等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。新型電容式高速室溫紅外探測(cè)器是根據(jù)沈光地教授提出的全新紅外探測(cè)機(jī)理研制的器件，具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、波長(zhǎng)選擇性等優(yōu)點(diǎn)，集中了光子探測(cè)器和熱探測(cè)器二者的優(yōu)勢(shì)，既能室溫工作又有較高的響應(yīng)速度，且該探測(cè)器采用MEMS微加工技術(shù)制作，有利于實(shí)現(xiàn)集成微型化，大大拓寬了紅外探測(cè)器的發(fā)展思路。 利用紅外吸收氣體直接吸收紅外輻射的原理

2、制成的電容式室溫紅外探測(cè)器的初始值非常小，只有幾十皮法，而且變化量也只有初始值的10％左右，其有用的輸出信號(hào)非常微弱，對(duì)于電容式探測(cè)器，器件的雜散電容和寄生電容可以和被測(cè)電容相比擬甚至更大，被測(cè)量會(huì)淹沒(méi)在干擾信號(hào)中；由于器件反應(yīng)靈敏，響應(yīng)速度快，需要較高的數(shù)據(jù)采集速度，而采集速度和降低噪聲的矛盾難以解決；此外，不論采用何種微電容測(cè)量方法，線路噪聲的影響也很嚴(yán)重；這些對(duì)檢測(cè)電路提出了更高的要求。本文工作主要是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于氣動(dòng)式室溫紅外

3、探測(cè)器的微電容快速測(cè)試系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容如下： 1.明確檢測(cè)電路的目的以及可集成化的必要性，指出其在紅外探測(cè)方面具有十分關(guān)鍵的作用，然后對(duì)目前常用的微電容式傳感器檢測(cè)電路的工作原理做了扼要介紹并加以分析評(píng)價(jià)。 2.根據(jù)探測(cè)器響應(yīng)快速靈敏的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出采樣速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、易集成化的微電容式探測(cè)器的檢測(cè)電路。詳細(xì)描述了設(shè)計(jì)的兩種不同檢測(cè)電路方案，給出了電路原理圖和理論計(jì)算，并對(duì)這兩種方案加以分析比較，確定最終的

4、檢測(cè)電路，并制成PCB板進(jìn)行焊接調(diào)試，指出了提高檢測(cè)分辨率的可行性方案。 3.介紹如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字部分的硬件電路設(shè)計(jì)。分別對(duì)數(shù)字部分的各個(gè)單元做詳細(xì)介紹，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)與PC機(jī)通訊。通過(guò)制成的PCB板進(jìn)行焊接調(diào)試，達(dá)到了預(yù)定的采樣速度和測(cè)量精度。指出了如何解決提高采樣頻率和降低線路噪聲的矛盾。 4.測(cè)試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。給出了軟件的流程圖并詳細(xì)介紹了關(guān)鍵部分的程序設(shè)計(jì)，并對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)