氣動式室溫紅外探測器的微電容快速測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、紅外探測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器是根據(jù)沈光地教授提出的全新紅外探測機理研制的器件，具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、波長選擇性等優(yōu)點，集中了光子探測器和熱探測器二者的優(yōu)勢，既能室溫工作又有較高的響應(yīng)速度，且該探測器采用MEMS微加工技術(shù)制作，有利于實現(xiàn)集成微型化，大大拓寬了紅外探測器的發(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，其有用的輸出信號非常微弱，對于電容式探測器，器件的雜散電容和寄生電容可以和被測電容相比擬甚至更大，被測量會淹沒在干擾信號中；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量方法，線路噪聲的影響也很嚴重；這些對檢測電路提出了更高的要求。本文工作主要是設(shè)計并實現(xiàn)了用于氣動式室溫紅外

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

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