[發明專利]測量電路、測量系統及熱物性參數測量方法

有效

• 申請號: 201910336860.5
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110044957B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 盧明輝;潘佳慧;顏學俊;狄琛;蘆紅;陳延峰
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 戴志攀

1.一種測量電路，其特征在于，所述測量電路包括：第一放大電路、第二放大電路、差分放大電路、可調電阻器、電子乘法器以及電加熱模塊；

所述第一放大電路的輸出端、所述第二放大電路的輸出端分別與所述差分放大電路的兩個輸入端連接，其中，所述第一放大電路的輸出端、所述第二放大電路的輸出端中的至少一個通過所述電子乘法器與所述差分放大電路的輸入端連接；

在測量時，所述第一放大電路的兩個輸入端用于分別與待測樣品的第一電極、第二電極連接；所述待測樣品的第三電極、第四電極用于與交流信號源連接，所述差分放大電路用于測量所述差分放大電路的兩個輸入端的基頻電壓及三次諧波電壓，其中，所述可調電阻器用于在測量前調節所述兩個輸入端的基頻電壓差，以使測量前的所述基頻電壓差小于或等于第一預設閾值，所述電子乘法器用于在測量時調節與所述電子乘法器連接的所述差分放大電路的輸入端的基頻電壓，以使所述差分放大電路的兩個輸入端的基頻電壓差小于或等于第二預設閾值，所述第二預設閾值小于所述第一預設閾值；

所述第一放大電路包括第一放大器，所述第二放大電路包括第二放大器，所述差分放大電路包括差分放大器；

所述第一放大器的輸出端、所述第二放大器的輸出端分別與所述差分放大器的兩個輸入端連接，其中，所述第一放大器的輸出端、所述第二放大器的輸出端中的至少一個通過所述電子乘法器與所述差分放大器的輸入端連接；

所述第一放大器的兩個輸入端用于分別與待測樣品的第一電極、第二電極連接；

所述第二放大器的兩個輸入端分別與所述可調電阻器的第一端、第二端連接，所述可調電阻器的第一端用于與所述待測樣品的第三電極連接，所述可調電阻器的第二端與所述差分放大器的輸出端及所述電子乘法器的一端連接；

所述差分放大器的接地端用于與所述待測樣品的第四電極連接并接地；

所述電加熱模塊用于加熱待測樣品所在環境的溫度，電加熱模塊向待測樣品所在環境輻射熱量，使得環境溫度為預設溫度，溫度傳感器檢測環境的溫度，以便于對環境溫度進行準確地控制。

2.根據權利要求1所述的測量電路，其特征在于，所述差分放大電路還用于將在同一預設溫度下測量得到的多個三次諧波電壓輸出至終端設備，所述終端設備用于根據預設算法及所述多個三次諧波電壓確定在所述預設溫度下的測量結果，所述測量結果包括與所述預設溫度對應的熱導率，所述多個三次諧波為所述差分放大電路在所述交流信號源輸出不同預設頻率的電流信號下測量得到的。

3.根據權利要求2所述的測量電路，其特征在于，所述差分放大電路還用于將在不同預設溫度下測量得到的多個三次諧波電壓輸出至所述終端設備，以使所述終端設備確定所述待測樣品在不同預設溫度下的測量結果。

4.根據權利要求1所述的測量電路，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器均為鎖相放大器。

5.一種測量系統，其特征在于，所述測量系統包括終端設備及如權利要求1-4中任意一項所述的測量電路，所述終端設備與所述測量電路連接。

6.一種熱物性參數測量方法，其特征在于，應用于如權利要求1-5中任意一項所述的測量電路，所述方法包括：

在將待測樣品接入所述測量電路后，所述可調電阻器調節所述差分放大電路的兩個輸入端的基頻電壓，以使所述基頻電壓的基頻電壓差小于或等于第一預設閾值；

所述電子乘法器調節與所述電子乘法器連接的所述差分放大電路的輸入端的基頻電壓，以使所述基頻電壓差小于或等于第二預設閾值，其中，所述第二預設閾值小于所述第一預設閾值；

在所述基頻電壓小于所述第二預設閾值時，所述差分放大電路采集所述兩個輸入端在預設溫度下的三次諧波電壓，所述三次諧波電壓用于確定所述待測樣品的熱導率。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

所述差分放大電路將所述三次諧波電壓輸入終端設備，以使所述終端設備根據所述三次諧波電壓、與所述三次諧波電壓對應的預設溫度、所述交流信號源輸出的交流電的預設頻率及預設算法，確定所述待測樣品在所述預設溫度下的測量結果，所述測量結果包括與所述預設溫度對應的熱導率。