微弱信号检测技术快速发展,尤其在气象传感器方面得到了广泛应用。在需要微弱信号检测的领域中,各种微弱的物理量信号都需要先转成电信号再进行放大处理。因此,对微弱直流信号检测的研究具有重要的应用价值和理论意义。本文针对微弱直流电压信号测量过程中易受噪声干扰、测量精度不高、抗干扰能力差的问题,分析了微弱直流电压检测系统噪声干扰,提出了抑制噪声干扰的方法和措施,以MSP430F149为核心,设计了微弱直流电压信号采集与测量系统,实现了对10uv～45uv直流电压测量。具体研究和设计内容如下:采用高精度放大器,低通滤波和陷波技术,设计了信号调理电路,降低了内部噪声与外部干扰对微弱信号测量的影响。采用线性稳压芯片进行电源设计,减少了电源噪声对测量精度的影响,降低了功耗。采用隔离技术,隔离了前端对模数转换采集电路的影响。同时,设计了相关的信号显示和存储电路,实现了微弱直流电压信号的采集与测量。在IAR开发环境中,采用模块化思想,设计了系统下位机软件。主要包括主程序、A/D转换、显示程序、数据存储及通信程序等,通过主程序调用各模块的子函数完成系统功能,各个模块间采用全局变量和函数的参数进行信息传递。上位机监控软件采用Delphi和Access数据库开发。主要由数据采集、数据查询与显示、下位机校准等功能模块构成。下位机采集数据通过串口将数据发送到上位机保存、显示和处理。系统通过校准电路、软件数字滤波和基于最小二乘法的曲线拟合对测量结果进行补偿。校准电路中,将压值偏差写入存储器,系统开机后读取存储器校准值以修正输出。采用防脉冲干扰平均滤波法对随机噪声进行滤波处理,兼顾了中值滤波和算术平均值滤波的优点。基于最小二乘法拟合误差曲线,对测试电压值进行补偿输出。通过系统仿真和硬件测试,表明系统可以实现对10uv～45uv直流电压测量,并能将采集的数据进行自动存储和显示。在连接PC机的情况下,能通过串口实时将电压数据发送至上位机保存、显示和处理。