朗缪尔探针技术广泛应用于空间电离层等离子体参数的探测,相比于采用无线电波对空间电离层的探测方法,朗缪尔探针技术的原位测量可以更准确、更直接的获取空间电离层等离子体参数。近年来,随着航天市场的不断增加,微型卫星技术的发展越来越受到全球各国专业人员的关注,微型卫星具有体积小、重量轻、性能好、研制周期短、成本低、发射方式灵活等特点,已经在通讯、遥感、侦察等领域获得了广泛的应用。而微型卫星运行的空间环境中存在各种尺度的等离子体不规则结构,这些结构对卫星自身的运行安全和卫星通讯产生恶劣影响,因此对卫星运行的空间环境监测预警十分重要。当前多数等离子体探测器普遍存在获取电离层等离子体参数空间分辨率低的问题。在国内卫星电离层等离子体探测载荷仍以常规探测载荷为主,尚未实现小型化,不适用于作为微小卫星载荷。因此,研制一种微型、低功耗、高空间分辨率的电离层等离子体探测系统对研究空间等离子体具有重要意义。本文设计实现了一种基于STM32微处理器的多朗缪尔探针等离子体探测系统,主要由硬件电路和软件程序两部分组成。针对传统探测方法的不足,提出一种通过两个探针结合即可实现高空间分辨率的探测方案。为保障探测系统的冗余性和采集数据的连续性,在硬件电路中设置四个采样通道,分别为一个扫描偏压探针探测通道和三个固定偏压探针探测通道。扫描通道可以实现在0-10V扫描偏压内伏安特性曲线的连续,通过连续性曲线获取等离子体中电子温度;三个固定偏压探针探测通道结合优化的理论公式,实现高空间分辨率电子密度探测功能。探针探测系统硬件电路由数据采集控制模块、电源电路、微电流检测电路和滤波电路构成。数据采集控制模块是通过STM32F373芯片实现,主要完成高速数据采集、扫描偏压信号输出和数据交互等功能,多个功能模块的集成降低了系统尺寸和重量;微电流检测采用反馈式电流测量电路将电流电压信号,结合片内16位ADC为微小电流的检测精度提供保证;滤波电路采用可编程八阶低通滤波器与无源滤波相结合的方式提高了系统对干扰信号的滤波效果。软件程序包括硬件驱动程序和上位机管理程序两部分。硬件驱动程序主要实现偏压扫描、多通道采集、数据传输等功能。数据传输模块保证数据传输的可靠性和准确性,制定相应的数据传输协议;在上位机管理程序中,设计实现了上位机软件对硬件系统的指令控制、采集数据存储以及图像实时显示等功能,为保证显示曲线的平滑性,在上位机软件中添加S-G滤波算法。目前该系统已在等离子体真空仓内进行探测试验,相比于传统探测系统,本系统可以更快地获取等离子体参数。系统探测得到的等离子体参数合理,并应用在等离子体真空仓体检测中。