[发明专利]功率测量电路

说明书

技术领域

本发明属于电定标热释电辐射计领域，具体涉及一种电定标热释电辐射计的功率测量电路。

背景技术

电学定标热释电辐射计是测量光辐射功率的一种高精度绝对辐射计，功率测量电路是辐射计的一个重要组成部分，用来测量与光功率等效的电加热功率值。加在热释电探测器两端的电加热信号是幅值相等、相位相反的一组极性交变的电压信号，通过测量热释电探测器两端的电压幅值U，可通过计算出电加热功率值。

一般情况下，U是先经过差分电路求得加在热释电探测器两端的电压差值，再经过绝对值电路和采样保持电路将交流的电压信号转变为直流信号，而后通过模数转换器将模拟信号转为数字信号后送入微处理器，在微处理器内计算出电加热功率值P。当待测信号较强时，电定标辐射计内部自动产生的电加热信号也比较强，此时测量的准确性还比较高；当测量微弱信号时，由于电定标辐射计内部自动产生的电加热信号也比较微弱，很容易受噪声干扰，从而引起测量误差，降低测量的精准度。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，通过提供一个高精度的功率测量电路，利用互相关检测技术和自动增益调节技术，根据实际测量时热释电探测器两端的电压幅值U的大小，自动调节测量电路的放大倍数，来保证微弱信号测量的精准度，扩大系统的动态测量范围。

本发明采用了如下技术方案：

<结构一>

本发明提供的用于测量电学定标热释电辐射计中与光功率等效的电加热功率值的功率测量电路，其特征在于，包括：差分放大电路、滤波电路、峰值保持电路、模数转换电路以及微控制组件，差分放大电路位于微控制组件以及滤波电路之间，峰值保持电路位于滤波电路以及模数转换电路之间，微控制组件位于差分放大电路以及模数转换电路之间，其中，差分放大电路用于将电学定标热释电辐射计中的热释电探测器两端的电加热信号做差输出，滤波电路用于从差分放大电路的输出信号中提取有效信号，峰值保持电路用于提取有效信号的幅值信息，模数转换电路用于将有效信号的幅值信息转换为数字信号，并将数字信号传递给微控制组件，微控制组件用于根据数字信号计算电加热功率值，同时控制模数转换电路以及调节差分放大电路的放大倍数。

本发明提供的功率测量电路，还可以具有这样的特征:利用互相关检测技术，通过滤波电路从差分放大电路的输出信号中提取有效信号。

本发明提供的功率测量电路，还可以具有这样的特征:滤波电路还用于抑制叠加在差分放大电路信号上的噪声，提高信噪比。

本发明提供的功率测量电路，还可以具有这样的特征:微控制组件根据有效信号幅值的大小来调节差分放大电路的放大倍数，直至信号幅值在设定阈值范围内。

本发明提供的功率测量电路，还可以具有这样的特征:峰值保持电路为正向峰值保持电路。

本发明提供的功率测量电路，还可以具有这样的特征:滤波电路为窄带滤波电路。

<结构二>

进一步的，本发明还提供了一种电学定标热释电辐射计，其特征在于，具有：高稳定光学斩波器、热释电探测器以及光电自动平衡系统，高稳定光学斩波器用于对光信号进行调制后照射到热释电探测器以及为锁相电路提供参考信号，光电自动平衡系统输入端和热释电探测器连接，用于将热释电探测器输入光信号转换为电加热信号，自动实现热释电探测器电加热探测器表面和光加热探测器表面具有相同效应，以及，结构一中任意一项的光功率测量电路。

发明作用与效果

根据本发明提供的功率测量电路，包括连接形成一个循环的差分放大电路、滤波电路、峰值保持电路、模数转换电路以及微控制组件，由于本发明提供的功率测量电路中的差分放大电路将热释电探测器两端的电加热信号做差输出，滤波电路从差分放大电路的输出信号中提取有效信号，同时抑制叠加在差分放大电路信号上的噪声，提高信噪比，峰值保持电路提取有效信号的幅值信息，模数转换电路将有效信号的幅值信息转换为数字信号，并将数字信号传递给微控制组件，微控制组件控制模数转换电路以及调节差分放大电路的放大倍数，使得本发明提供的功率测量电路在能准确测量较强信号的同时，还能保证微弱信号测量的精准度，扩大系统的动态测量范围。

附图说明

图1是本发明的电学定标热释电辐射计的结构示意图；

图2是本发明的功率测量电路结构示意图；

图3是本发明的功率测量电路的相关信号波形图；

图4是本发明的微控制组件调节差分放大电路增益系数的流程图；

图5是本发明的差分放大电路原理图；以及

图6是本发明的峰值保持电路示意图。