微弱直流电压信号的检测方法有很多，最直接的方法是用放大器放大，然后用直流标准电压表检测。直流信号的检测容易受到电路系统内部噪声，以及系统外部噪声的干扰。在放大微弱直流电压信号过程中必然还会附加一些额外的误差，特别是放大电路引起的失调误差和输出漂移非常严重，且易受到外界条件的影响。基于以上的背景，本文采取的检测方案是将微弱的直流信号调制成方波交流信号，调制成的交流方波信号在处理过程中受噪声和误差影响较小；将方波交流信号放大后经过数据采集、滤波后可应用成熟的数字算法对信号进行幅度解调，这样就可完成对微弱直流电压信号的测量。本文针对微弱直流信号检测的一系列问题进行了讨论，研究的主要内容包括以下几个方面：随机信号的特点分析；电路系统中噪声的来源和特点分析；直流调制电路系统研究和设计；对锁定放大器做了深入研究，并在此基础上对锁定放大器的数字化和数字相敏检波算法做了深入研究；基于虚拟仪器LabVIEW和数据采集卡MPS-150102的数据采集。论文完成了前端的直流调制放大电路设计，以及后端的数据采集和信号的数字检波处理。首先，通过系统测试的结果表明，前端电路可以实现直流到200Hz交流方波信号的转换。通过放大电路将方波信号进行放大处理后，采用MPS-150102将信号实时采集到LabVIEW平台作数字相敏检波算法的处理，然后通过虚拟仪器显示微弱直流信号的幅值信息。通过系统测试表明，该系统可以实现微伏级直流电压信号的检测。