[发明专利]一种噪声温度计及测量温度的方法

权利要求书

1.一种噪声温度计，其特征在于，包括：参考电压噪声源、内阻、传感器电阻、第一调理电路、第二调理电路和处理器；所述参考电压噪声源的正极通过所述内阻与所述传感器电阻的第一端连接，所述参考电压噪声源的负极与所述传感器电阻的第二端连接，所述第一端还分别与所述第一调理电路的第一输入端、所述第二调理电路的第一输入端连接，所述第二端还分别与所述第一调理电路的第二输入端、所述第二调理电路的第二输入端连接，所述第一调理电路的输出端以及所述第二调理电路的输出端均与所述处理器连接；

所述参考电压噪声源用于生成参考电压噪声信号；

所述传感器电阻用于生成待测热噪声信号；

所述第一调理电路和第二调理电路均用于对包含有所述参考电压噪声信号、内阻热噪声信号以及所述待测热噪声信号的混合信号进行放大、滤波以及模数转换；其中，所述内阻热噪声信号由所述内阻产生；

所述处理器用于将所述第一调理电路传输的信号以及所述第二调理电路传输的信号进行互相关运算，并根据运算得到的功率谱计算出包含所述参考电压噪声信号的第一频谱分块对应的互相关功率与第二互相关功率的功率比值，以及根据所述功率比值和预设公式计算出待测温度，其中，所述第二互相关功率为所述第一频谱分块左右各W个不包含所述参考电压噪声信号的第二频谱分块的互相关功率之和，W为所述第一频谱分块左侧或右侧的所述第二频谱分块的数量，

所述预设公式为：其中，A_K为参考电压噪声信号的幅值，R_T为传感器电阻的阻值，R_SE为内阻的阻值，k_B为玻尔兹曼常数，Δf为带宽，T_SE为内阻所在环境的热力学温度，T为待测温度，ρ为功率比值。

2.根据权利要求1所述的噪声温度计，其特征在于，所述传感器电阻的阻值大于或等于1kΩ。

3.根据权利要求2所述的噪声温度计，其特征在于，所述传感器电阻的阻值为2kΩ。

4.根据权利要求1所述的噪声温度计，其特征在于，所述内阻的阻值大于等于5kΩ。

5.根据权利要求4所述的噪声温度计，其特征在于，所述内阻的阻值为1MΩ。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的噪声温度计，其特征在于，所述第一调理电路包括：顺次连接的前置放大电路、第一滤波电路、缓冲放大电路、第二滤波电路以及模数转换电路；所述前置放大电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一端和所述第二端连接，所述模数转换电路的输出端与所述处理器连接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的噪声温度计，其特征在于，所述第二调理电路包括：顺次连接的前置放大电路、第一滤波电路、缓冲放大电路、第二滤波电路以及模数转换电路；所述前置放大电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一端和所述第二端连接，所述模数转换电路的输出端与所述处理器连接。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的噪声温度计，其特征在于，所述参考电压噪声信号为等幅值、等间距的奇分布电压噪声信号。

9.一种测量温度的方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一项所述的噪声温度计中的处理器，所述方法包括：

将所述噪声温度计中的第一调理电路传输的信号以及所述噪声温度计中的第二调理电路传输的信号进行互相关运算，得到功率谱；

基于所述功率谱计算出包含参考电压噪声信号的第一频谱分块对应的互相关功率与第二互相关功率的功率比值，其中，所述第二互相关功率为所述第一频谱分块左右各W个不包含所述参考电压噪声信号的第二频谱分块的互相关功率之和，W为所述第一频谱分块左侧或右侧的所述第二频谱分块的数量；

根据所述功率比值和预设公式计算出待测温度，

所述预设公式为：其中，A_K为参考电压噪声信号的幅值，R_T为传感器电阻的阻值，R_SE为内阻的阻值，k_B为玻尔兹曼常数，Δf为带宽，T_SE为内阻所在环境的热力学温度，T为待测温度，ρ为功率比值。