面向钴自给能中子探测器的微弱信号采集模块温度补偿设计OA

[目的]钴自给能中子探测器(Co-SPND)输出电流微弱且易受温度波动影响,在信号采集过程中易出现增益与零点漂移,导致测量精度下降.[方法]本文设计适配Co-SPND的宽量程跨阻放大(TIA)微弱电流采集模块,电流测量范围覆盖10 pA~40μA.在5~55℃温度范围开展分量程多温度点标定,提出两级拟合补偿,先建立各量程电压-电流转换关系,再对增益与零点的温度依赖进行拟合,实现在线修正.[结果]温度变化主要通过增益与零点漂移引入系统误差,未补偿时,5~55℃范围内全量程误差最大达到50.62%,所提出的分量程两级拟合方法可使各量程补偿后误差显著收敛,满足10 pA~1 nA相对误差不超过3%、1 nA~40μA相对误差不超过1%的精度要求.[结论]本文在TIA微弱电流采集模块基础上提出的两级温度补偿设计能有效提高微弱信号的检测精度,并适用于温度梯度变化较大的环境.