[发明专利]一种直流恒流电流信号的产生方法和恒流源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电学领域，尤其涉及一种直流恒流电流信号的产生方法和恒流源装置。

背景技术

随着科学技术的发展，在我国航天、核工业、兵器等国防工业领域，以及科学研究、教学实验中都存在着大量的直流小电流信号。直流小电流源经过多年的发展，已经有多种类型的产品得以广泛的应用。

目前比较常用的是电阻式直流小电流恒流源，通过采用精密程控电压源和精密高值电阻器产生直流小电流的输出。

然而，直流小电流源的电流输出，随着环境因素的变化，也发生着相应变化。温度、湿度、气压甚至静电都对直流小电流源的稳定性有着比较大的影响，特别是在对精度要求高的工作环境下，这一问题更为突出。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种直流恒流电流信号的产生方法和恒流源装置，采用空腔电离室受γ射线辐照，使得电离室内部空气电离产生电离电流信号，并对环境参数数据进行采集，对电离电流信号进行修正，从而输出具有良好稳定性和精度的直流小电流恒流信号。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种直流恒流电流信号的产生方法，所述方法包括：

采集环境参数数据；所述环境参数数据包括：温度数据、气压数据和湿度数据；

通过γ射线辐射场对空腔电离室辐射使所述空腔电离室内空气电离，并在恒定电场作用下产生电离电流信号；

将所述电离电流信号通过增益反馈进行降噪处理；

根据所述温度数据、气压数据和湿度数据，以及预设的标准环境参数，对所述降噪处理后的电离电流信号进行修正，输出所述直流恒流电流信号。

优选的，所述γ射线辐射场具体为：Cs-137γ射线辐射场或C0-60γ射线辐射场。

优选的，所述方法还包括：

改变所述空腔电离室的体积和/或改变所述空腔电离室接收到的电离辐射强度，以获取不同电流值大小的所述直流恒流电流信号。

优选的，所述空腔电离室为石墨空腔电离室，所述电离电流信号具体为：

其中，I为电离室空腔中空气产生的电离电流，单位为A；

为电离室中心所处位置处的γ射线剂量率，单位为Gy/h；

V为空腔电离室内部可容纳空气的体积，单位为m³；

ρ₀为标准条件下的干燥空气密度，所述标准条件为0℃，101.325kPa,单位为kg/m³；

为空气与石墨的质能吸收系数之比；

为石墨和空气的阻止本领之比；

W/e为干燥空气中，一个电子产生一个离子对时所消耗的平均能量，单位为(J·C-1)；

T为环境空气温度，单位为℃；

P为环境气压，单位为kPa；

为消耗于轫致辐射的能量占其初始能量的分额；

K为对电离电流加以修正的全部修正因子的乘积。

在第二方面，本发明实施例提供了一种恒流源装置，所述恒流源装置包括：

环境参数采集装置，对所述恒流源装置所在环境的环境参数数据进行采集；所述环境参数数据包括：温度数据、湿度数据和气压数据；

γ射线辐射场，用于产生辐照射线；

空腔电离室，接收所述辐照射线的辐照，使所述空腔电离室的空气电离产生电子和正离子，并在施加在所述空腔电离室的两极的直流极化电压作用下形成恒定电场，使所述电子和正离子分别向所述两极移动形成电离电流信号；

增益反馈装置，将所述电离电流信号进行增益反馈降噪处理；

处理设备，根据所述温度数据、气压数据和湿度数据，以及预设的标准环境参数，对所述降噪处理后的电离电流信号进行修正，输出所述直流恒流电流信号；

IEEE488总线，连接所述处理设备与所述环境参数采集装置和所述增益反馈装置，用于所述处理设备与所述环境参数采集装置和所述增益反馈装置之间的信号传输。

优选的，所述γ射线辐射场具体为：Cs-137γ射线辐射场或C0-60γ射线辐射场。

优选的，所述环境参数采集装置包括：

温度计，对所述环境的温度数据进行采集；

气压计，对所述环境的气压数据进行采集；

湿度计，对所述环境的湿度数据进行采集。

优选的，所述增益反馈装置由静电计和精密电容组成。

进一步优选的，所述静电计为Keithley 6517静电计。

进一步优选的，所述静电计还用于所述空腔电离室的电压源。