噪声温度计中新型数字相关器设计

分析了噪声温度计中相关器的基本原理和特点,设计了一种基于商用数据采集卡和LabVIEW软件的新 型数字相关器,用于极小幅度的热噪声谱的测量。通过调节外部参考时钟的相位,控制相关器两个通道的精确同 步采样,能够实现淹没在测量电路噪声背景下的微弱信号的测量。实验结果表明,该数字相关器设计切实可行,性 能可靠,为噪声温度计测量热力学温度奠定了基础。     

微小电压测量放大电路的抗共模噪声设计方法

测量仪器性能的好坏在很大程度上取决于其前端放大电路的性能,常选择具有较强噪声抑制能力和较大输入阻抗的运算放大电路和仪用放大电路.在微小电压的精密测量时,仪用放大电路的对称性很难完全保证,在强噪声的环境中,在仪用放大电路中加入共模电压的负反馈电路可抵消共模噪声或其中的一部分;在长距离信号传输时,在电路输入端加入跟随器电路可很好地克服由于测量电缆较长造成的输入电路不平衡而引入的测量误差.实验测试结果表明:改进型的仪用放大电路噪声抑制效果良好.     

量子电压标定的叠加型噪声温度计研究

针对传统开关切换型噪声温度计存在测量时间长且需要匹配传输线的问题,搭建了一种量子电压标定的叠加型噪声温度计,从而消除切换开关。该方案一方面不需要匹配传输线,另一方面允许增加传感器电阻阻值从而提高测量的信噪比。系统主要包括量子电压赝噪声源、低噪声放大滤波电路和高精度数据采集电路等模块。采用四阶拟合外推到直流以消除传输线效应的影响,从而得到正确的热力学温度值。恒温实验室的验证性实验表明,经过100 s测量得到的结果与名义温度值的相对偏差为0.027%、不确定度为0.16%,说明了所提出方案的可行性。     

一种传感器噪声抑制电路的设计

传感器的信号在获取和传输的过程中会产生很多形式和种类的噪声,这些噪声会影响到后续电路的处理,本文设计了一种工业现场传感器用的信号噪声抑制电路,通过对传感器信号进行差分放大、隔离、滤波,可以有效地抑制信号中的各种噪声,从而提高传感器的信噪比。     

抑制噪声的宽带碲基掺铒光纤放大器性能分析

设计了一个带光隔离器的复合型宽带碲基掺铒光纤放大器（EDTFA）,通过对该结构模型下的速率方程和光功率传输方程组的数值模拟,理论研究了EDTFA在插入光隔离器后的性能变化。研究表明,通过插入光隔离器抑制反向传输的放大自发辐射（ASE）噪声,可以有效地改善宽带EDTFA的信号增益和噪声特性。在光纤激活长度240cm、铒掺杂浓度2000ppm和前向泵浦功率200mW下,光隔离器插入在最佳位置处时,1540nm～1600nm波段内16路信道小信号增益分别提高了0.8dB～5．9dB,噪声系数降低了0.2dB～2．2dB。研究结果对于新型宽带EDTFA应用于WDM通信系统中具有理论指导意义。     

一种单片集成光电检测电路前置放大器的噪声性能分析与优化

在光电检测电路中虽然前置放大器的增益可以做到足够大,但是在弱信号被放大的同时,噪声也被放大,而且放大器本身还要引入新的噪声。为使探测系统保持一定的输出信噪比,合理设计前置放大器噪声性能是十分重要的。对单片集成光电检测电路中的各种噪声来源与形成机制进行分析,结合计算机仿真探索优化前置放大器噪声性能的设计方法。     

噪声法测量热力学温度研究

噪声法是目前国际计量界采用的测量热力学温度的3种方法中的一种,目前只有少数几个国家计量实验室建有计量级的噪声温度计.介绍了中国计量科学研究院开展的噪声法测温新研究,及测量镓熔化点热力学温度的工作.新噪声温度计采用了相关法结构,参考点为水三相点.电子测量系统与当前国外计量级噪声温度计的基本一致,但对前置放大器的性能和开关的结构做了改善.采用新研制的噪声温度计测量了镓熔化点的热力学温度,测量积分时间210 h,测量得到的镓熔化点热力学温度302.9176 K,标准合成不确定度8.9 mK.通过分析测量结果值可知,新噪声温度计测量积分时间达到1750 h,可以将标准合成不确定度减小到3 mK.     

反射式Sagnac型光纤宽带大电流测量仪的研制与性能评估

为解决大型装备电焊和电镀装置的大电流量值传递及在线校准的难题,研制了一种反射式Sagnac型光纤电流互感器样机(光纤宽带大电流测量仪)。采用了线性双折射抑制、温敏变比自补偿、数字闭环信号检测等关键技术,对柔性光纤敏感头进行了优化设计。对样机进行了主要技术性能验证测试,试验结果表明,在所述试验条件下的测量准确度优于±0.2%,温度、振动、磁场变化下变比误差皆小于±0.2%,频率响应1kHz衰减0.14%,-3dB带宽大于10kHz,验证了测量仪的可靠性及在线校准大电流的适用性。样机测量结果的相对扩展不确定度为0.10%,测量仪的精度等级达到了0.2级。     

红外辐射温度计专用数字表的研制及评价

日本CHINO公司生产的IR-RST系列标准辐射温度计由于没有设计温度显示装置,无法实时显示温度,针对此类型温度计设计了一款专用的电压测量和温度显示,同时可提供24V直流电压的电测显示仪表。利用高等级的电压源和数字电压表,修正了本专用数字表的误差系数,并考核了稳定性,得到其最大相对误差不超过0.03%。与一款名义波长为0.65 μm的IR-RST辐射温度计配合使用,通过TG HT-9500型高温炉对其组合进行内插分度,实验结果证实分度后校准准确度优于0.03%,1 300 ℃时系统测量结果的扩展不确定度为0.62 ℃。     

自校准地表/水表面红外辐射测温仪的研制

研制了一种具有自校准功能的测量地面或水表面辐射温度的仪器,阐述了该仪器的设计原理、具体结构、测试过程及最终的实验结果。为了验证仪器的性能,进行了定标黑体的发射率测量实验,控温稳定性试验,结果表明黑体发射率高于0.996,控温稳定性优于0.04 K;对各个温度传感器进行了标定校准;完成了控制与数据采集程序的编写;进行了样机的辐射测温实验。最后确定出自校准地水表面红外辐射测温仪的测温范围为223～333 K,测温不确定度为0.2 K。     

固定发射率工作用辐射温度计校准方法研究

讨论分析了用于校准固定发射率工作用辐射温度计的原理。在校准中,应用辐射面源是必要的,其发射率应与温度计的固定发射率一致,以保证温度量值传递的准确性,并分析了由于两个发射率的不一致而带来的温度误差,给出了在不同温度下由发射率偏离而引起的温度误差计算式。在发射率为0.95、温度为700 K的情况下,最大误差可以达到15 K。如果实际测量对象的发射率与温度计的固定发射率相同,则可以直接测量出被测对象的真实温度。     

标准铂电阻温度计自热效应对测量结果的影响

为了研究自热效应对标准铂电阻温度计测量结果的影响,分别从定点法和比较法两方面开展研究.针对定点法,统计中国计量科学研究院近3年检定的标准铂电阻温度计数据,计算不同温区的铂电阻温度计自热效应修正前后的测量结果并进行对比,结果表明,在溯源标准铂电阻温度计时自热效应修正与否对测量结果的影响达到了1.5 mK以上,最大达到了6...     

数字式贝克曼温度计的研制

本文介绍了以高精度集成放大器TLV2322、高精度多路模数转换器TLC2543为核心，8952为CPU的数字式贝克曼温度计的硬件和软件的设计方案，并采用低功耗液显示，与玻璃式的贝克曼温度计相比有诸多优点。     

Development of a New InGaAs Radiation Thermometer at NMIJ

The first InGaAs radiation thermometer at NMIJ was developed more than ten years ago as a standard radiation thermometer operating from 150 to 1,100°C. Its size-of-source effect (SSE) was as large as 1% from 6 mm in diameter to 50 mm in diameter. The new thermometer has an SSE of 0.3%. The reason for the error in measuring the SSE of InGaAs thermometers was also found. The new thermometer at first suffered from nonlinearity and the distance effect (DE). These deficiencies arose from the misalignment of optics inside the thermometer and were solved by increasing the detector size from 1 mm in diameter to 2 mm in diameter. Unfortunately, the detector of 2 mm diameter had a smaller S/N ratio than that of the 1 mm one at the indium (In) point. The final design uses a detector of 1 mm diameter, but the radiation is focussed on a smaller area of the detector. The new thermometer is smaller and lighter than preceding designs and other standard InGaAs radiation thermometers. The temperature of the main part of the instrument, including the filter, the detector, and the preamplifier board, is controlled at 30°C. In addition to the calibration with the six fixed points of copper (Cu), silver (Ag), aluminum (Al), zinc (Zn), tin (Sn), and indium (In), the linearity from the In point to the Cu point, the SSE, the DE, and the spectral responsivity were measured.     

基于噪声温度计的铟凝固点热力学温度研究

热力学温度研究表明,国际温标ITS-90定义的一系列固定点与真实热力学温度有一定差异。以量子电压标定的噪声温度计为基础,设计了用于铟凝固点测量的温度探测装置,解决了高温复杂环境下电磁干扰的抑制问题。实验采用研制的噪声温度计系统测量了铟凝固点的热力学温度,测量积分时间100h,在20～500kHz的测量带宽内得到的铟凝固点热力学温度为429.7476K,相对不确定度为11.58×10^-6,与ITS-90给出的铟凝固点值相差0.9mK。实验结果可以为国际温标的修订提供参考。     

基于微型镓固定点的精密铂电阻温度计原位校准的研究

基于固定点温标传递技术,设计可在镓熔点原位校准的精密铂电阻温度计,并对微型固定点相变温坪特性进行实验分析.实验结果表明:微型镓固定点温坪可持续最大时长为1.2h,温坪在20 min内稳定性优于2.8 mK,复现性优于2.3 mK;微型固定点温坪值与加热温度之间存在线性关系,并且随着加热温度的升高,固定点温坪值越高,通过...     

纳米CMOS低噪声放大器的研究

介绍了纳米CMOS器件及其新技术,同时利用安捷伦公司的ADS软件,基于台积电0．18μm的RFCMOS工艺,设计了中心频率为5．2GHz的纳米CMOS低噪声放大器,达到了较好的性能。     

红外体温计示值修正值测得值的不确定度评定

本文选用二等标准铂电阻温度计作为标准器,恒温槽黑体作为黑体辐射源,对红外体温计进行了示值修正值的测量,分析了测量误差的来源和影响因素,并对测得值进行了不确定度评定。