圖1運(yùn)放反饋電流測量法原理
圖中：Rf為反饋電阻；R＇為平衡電阻；UI0為運(yùn)放失調(diào)電壓；Ib-、Ib+為運(yùn)放偏置電流；Is為待測微電流；Uo為輸出電壓。
理想電路輸出為Uo= - IsRf.由于運(yùn)放存在失調(diào)電壓、偏置電流，所以，實(shí)際電路輸出為：
U＇o= - IsRf+UI0+Ib+R＇+Ib-Rf （1）
電壓輸出誤差為：
△Uo=UI0+Ib+R＇+Ib-Rf （2）
2.2差分、調(diào)制電路原理
提出運(yùn)用差分、調(diào)制電路過濾掉電路中直流雜質(zhì)信號的測量方法，徹底消除微電流測量過程中測量儀器本身電路產(chǎn)生的干擾。差分、調(diào)制是指調(diào)制開關(guān)由中央處理器控制，對微電流進(jìn)行調(diào)制，通過采用調(diào)制電路、差分電路過濾掉這些雜質(zhì)直流信號，得到與待測信號成比例關(guān)系的微壓信號。差分、調(diào)制電路原理如圖2所示。
圖2微弱電流差分、調(diào)制前置放大器模型
當(dāng)K1斷開，K2閉合，即輸出：
U01= IsRf+UI0+Ib+R＇+Ib-Rf （3）
當(dāng)K1閉合，K2斷開，即輸出：
U02= UI0+Ib+R＇+Ib-Rf （4）
式（3）減式（4），即可消除系統(tǒng)誤差，即：
Uo=U01- U02= IsRf（5）
通過式（5）得知，直流雜質(zhì)信號被消除，可見，Uo與Is成正比。但Uo信號極其弱，Uo需要經(jīng)過層層放大，再進(jìn)行差分。設(shè)總的放大倍數(shù)為K，則輸出為：Uo=KIsRf；被測微電流為：
Is=Uo/（KRf） （6）
測量結(jié)果送往儀器的中央處理器，最后通過顯示電路顯示出來。
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1測量電路構(gòu)成
本測量電路由3部分組成。
1）前置放大階段，對信號進(jìn)行調(diào)制放大，同時(shí)將微電流信號轉(zhuǎn)化成微壓信號；
2）信號放大階段，分別由低通濾波電路、調(diào)零電路、開關(guān)選擇電路、狀態(tài)判別電路構(gòu)成；
3）微電流輸出，由采樣保持、差分電路等構(gòu)成，由調(diào)制開關(guān)對放大后的電壓信號分別進(jìn)行采樣保持，通過差分電路去除系統(tǒng)誤差，最后輸出與被測微電流成正比的電壓信號。測量電路構(gòu)成如圖3所示。
