[实用新型]一种nA级小电流的检测电路

说明书

本实用新型提供了一种nA级小电流的检测电路，包括集成在PBC板上的检测电路、与PBC板上检测电路通过SPI接口连接的显示器。检测电路包括I—V转换电路、电压放大电路、A/D转换电路、单片机控制电路。I—V转换电路为一个高精密采样电阻，电压放大电路为三运放仪表放大器。I—V转换电路用于将小电流转化为小电压，电压放大电路用于将小电压进行放大，A/D转换电路用于将放大后的小电压进行模数转换，单片机控制电路用于将模数转换后的数字量信号进行存储并输送到显示器上的。本实用新型nA级小电流的检测电路简单，在检测时电流的检测准确度高、误差小。

技术领域

本实用新型涉及小电流检测技术领域，尤其涉及一种nA级小电流的检测电路。

背景技术

现有技术中对于小电流的检测系统及方法很多，一般是将小电流采集后再放大至可检测的电压信号，再通过转换器转换后将信号数据显示出来。但是目前市场上的检测电路检测的小电流均为mA级及uA级，对于更小的电流如1nA的微弱电流则检测不出来，或者检测设备及电路复杂，检测的成本高。

现有的小电流检测系统中，通过电压放大器（即运算放大器）对电压进行放大的。而运算放大器一般为高精度的单运放构成，小电压（如10nV左右）经单运放的运算放大器放大后仍不能被转换器检测到。

有鉴于此，有必要对现有技术中的小电流的检测电路予以改进，使电流检测电路能够实现nA级电流的准确检测。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种小电流检测电路，该检测电路具有电路结构简单，能够实现最低为1nA的微弱的小电流的检测。

实现本实用新型目的的技术方案如下：一种nA级小电流的检测电路，包括集成在PBC板上的检测电路、与PBC板上检测电路通过SPI接口连接的显示器。检测电路包括I—V转换电路、电压放大电路、A/D转换电路、单片机控制电路。I—V转换电路为一个高精密采样电阻，电压放大电路为三运放仪表放大器。I—V转换电路用于将小电流转化为小电压，电压放大电路用于将小电压进行放大，A/D转换电路用于将放大后的小电压进行模数转换，单片机控制电路用于将模数转换后的数字量信号进行存储并输送到显示器上的。

进一步的，I—V转换电路有一个高精密的采样电阻构成，其将被测电流转化为电压信号，高精密采样电阻的电阻为10Ω。10Ω的电阻将lnA的电流转化为10 nV的电压。10Ω的电阻可避免产生的电压信号过小（小于10nV）而被噪音干扰影响，或者因电阻偏大对造成较大的误差。

进一步的，三运放仪表放大器的外接电阻为高精密外接电阻，且高精密外接电阻的电阻为10Ω。

进一步的，三运放仪表放大器与A/D转换电路两者是相互制约的，放大倍数越大，则A/D转换电路的最低检测电压就越高，即位数越低；反之，如果放大倍数越小，则A/D转换电路的最低检测电压就越高，即位数越高。而检测电路一般都需要留有余量，因此三运放仪表放大器的放大倍数为100～1000。

优选的，三运放仪表放大器的放大倍数为500倍，500倍的放大倍数，经20位双向AID转换器转化后检测电路的最小检测电流为1.9nA，经24为的可编程的A/D转换器转化后检测电路的最小检测电流为0.16nA（即160nA），可满足nA级电流的检测。