随着科技的发展，红外探测技术日益成熟，在军事和民用方面得到了越来越广泛的应用。作为第三代红外探测器技术，非致冷微测辐射热计红外探测器以其制作工艺与CMOS集成电路相兼容，成本低，可大规模生产，且性能优良，易于操作无需斩波，成为目前发展最快，应用前景广阔的一种红外探测器。西方发达国家经过长期的研究，推出了各自研制成功的非制冷微测辐射热计探测器，国内由于受红外焦平面阵列制作技术水平和读出电路(ROIC)性能的影响，自主开发的红外探测器，性能仍然不够理想。本论文针对128元非致冷氧化钒线阵列焦平面，设计了一种新颖的读出电路，并进行了仿真，随后将设计的读出电路应用于实验室自制氧化钒气体传感器系统。本文的主要内容包括：(1)分析了读出电路常用的结构，提出了读出电路设计的要求。(2)在对单元读出电路进行了整体设计的基础上，通过Cadence IC仿真软件对包括电容反馈负导放大器(CTIA)读出模块，相关双采样(CDS)模块的读出电路各部分进行了仿真设计，然后对128线元整体读出电路和驱动时序进行了设计。(3)对实验室自制氧化钒气体传感器进行了系统设计，设计的系统结构包括电源电路，模拟电路，单片机软件系统等，其中模拟电路模块采用了读出电路设计的结构。并对设计的传感器系统进行了测试实验，验证系统电路的可行性和模拟读出电路的合理性，并对实验结果进行了分析。