針對傳統(tǒng)開關切換型噪聲溫度計存在測量時間長且需要匹配傳輸線的問題,搭建了一種量子電壓標定的疊加型噪聲溫度計,從而消除切換開關。該方案一方面不需要匹配傳輸線,另一方面允許增加傳感器電阻阻值從而提高測量的信噪比。系統(tǒng)主要包括量子電壓贗噪聲源、低噪聲放大濾波電路和高精度數據采集電路等模塊。采用四階擬合外推到直流以消除傳輸線效應的影響,從而得到正確的熱力學溫度值。恒溫實驗室的驗證性實驗表明,經過100 s測量得到的結果與名義溫度值的相對偏差為0. 027%、不確定度為0. 16%,說明了所提出方案的可行性。 

【文章來源】：計量學報. 2020,41(01)北大核心CSCD

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互相關功率譜示意圖

脈沖驅動的量子電壓合成系統(tǒng)主要由約瑟夫森結陣芯片、微波驅動模塊、低頻驅動模塊和電壓測量模塊組成[12～15]，如圖3所示。其中，含有兩個陣列、每個陣列含6 400個結的約瑟夫森結陣芯片放置在低溫液氦杜瓦中。首先采用電流-電壓掃描源連接至約瑟夫森結陣的輸入端口，通過模擬示波器Tek.7603觀察約瑟夫森結陣的輸出波形;調整脈沖碼型發(fā)生器ABG2的驅動參數，以驅動約瑟夫森結陣合成奇分布的參考電壓噪聲信號;最后通過數據采集卡NI PXI5922觀察參考電壓噪聲信號的頻譜。3.2 前置放大與濾波電路

模數轉換電路采用高精度、高采樣率的16位模數轉換芯片AD7626實現對參考電壓噪聲信號和熱噪聲信號的采集。時序電路主要包含三路觸發(fā)信號(兩路觸發(fā)信號用于模數轉換電路，一路觸發(fā)信號用于數據處理電路)和一路時鐘信號。數據處理電路通過現場可編程門陣列(FPGA)實現數據的串并轉換，并采用數據采集卡PCI 6541實現上位機與電路的數據通信。最后，采用LabVIEW和Matlab進行數據記錄和熱力學溫度的計算。3.4 熱噪聲探桿

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于噪聲溫度計的銦凝固點熱力學溫度研究[J]. 周貞宇,屈繼峰,周琨荔,姚燕,蔡晉輝,曾九孫,許勛.  計量學報. 2019(05)
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[3]交流量子電壓標準研究綜述[J]. 周琨荔,屈繼峰,張鐘華,趙偉.  計量學報. 2017(04)
[4]退火對標準鉑電阻溫度計性能影響的研究[J]. 鄧小龍,孫建平,樂愷,李杰,武鑫財.  計量學報. 2015 (01)
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[7]交流約瑟夫森電壓合成裝置的研究[J]. 王曾敏,高原,李紅暉.  計量學報. 2012 (02)

碩士論文
[1]四通道噪聲溫度計系統(tǒng)設計[D]. 付云豐.中國計量科學研究院 2013



本文編號：3247430