测量电路、测量系统及热物性参数测量方法技术方案

本申请提供一种测量电路、测量系统及热物性参数测量方法。该测量电路包括：第一放大电路、第二放大电路、差分放大电路、可调电阻器及电子乘法器。第一放大电路、第二放大电路的输出端中的至少一个通过电子乘法器与差分放大电路的输入端连接；可调电阻器用于在测量前调节两个输入端的基频电压差，以使测量前的基频电压差小于或等于第一预设阈值，电子乘法器用于在测量时调节与电子乘法器连接的输入端的基频电压，以使差分放大器的两个输入端的基频电压差小于或等于第二预设阈值，第二预设阈值小于第一预设阈值，差分放大电路用于测量基频电压及三次谐波电压，能够提高测量的三次谐波电压的精度，改善因基频电压导致热物性测量精度低的技术问题。

Measuring Circuit, Measuring System and Measuring Method of Thermophysical Parameters

【技术实现步骤摘要】
测量电路、测量系统及热物性参数测量方法
本专利技术涉及热物性测量
，具体而言，涉及一种测量电路、测量系统及热物性参数测量方法。
技术介绍
随着现代技术的不断发展，电子器件对运行的温度环境的要求越来越多样化，电子器件在运行时通常需要配合热管理以保障电子器件的正常运行。热管理与形成电子器件的材料的热物性相关。在现有技术中，在测量材料的热物性时，通常是用一条沉积在样品本体上的金属丝同时作为加热器，对金属丝通入一定频率的交流电流，然后测量金属丝两端的电压。所测得的电压通常包括基频电压和谐波电压，然后基于3ω法，利用谐波电压测量样品的热物性，而基频电压容易影响测量结果的精度。
技术实现思路
本申请提供一种测量电路、测量系统及热物性参数测量方法，能够改善因基频电压导致热物性测量精度低的技术问题。为了实现上述目的，本申请实施例所提供的技术方案如下所示：第一方面，本申请实施例提供一种测量电路，所述测量电路包括：第一放大电路、第二放大电路、差分放大电路、可调电阻器及电子乘法器；所述第一放大电路的输出端、所述第二放大电路的输出端分别与所述差分放大电路的两个输入端连接，其中，所述第一放大电路的输出端、所述第二放大电路的输出端中的至少一个通过所述电子乘法器与所述差分放大电路的输入端连接；在测量时，所述第一放大电路的两个输入端用于分别与待测样品的第一电极、第二电极连接；所述待测样品的第三电极、第四电极用于与交流信号源连接，所述差分放大电路用于测量所述差分放大电路的两个输入端的基频电压及三次谐波电压，其中，所述可调电阻器用于在测量前调节所述两个输入端的基频电压差，以使测量前的所述基频电压差小于或等于第一预设阈值，所述电子乘法器用于在测量时调节与所述电子乘法器连接的所述差分放大电路的输入端的基频电压，以使所述差分放大电路的两个输入端的基频电压差小于或等于第二预设阈值，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。基于此，在可调电阻器初步调节的基础上，利用电子乘法器再次减弱或消除基频电压对所采集的三次谐波电压的影响，有助于提高所采集的三次谐波电压的精度，从而有助于提高通过利用三次谐波电压计算得到的待测样品的热物性的精度，改善因基频电压导致热物性测量精度低的技术问题。结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述第一放大电路包括第一放大器，所述第二放大电路包括第二放大器，所述差分放大电路包括差分放大器；所述第一放大器的输出端、所述第二放大器的输出端分别与所述差分放大器的两个输入端连接，其中，所述第一放大器的输出端、所述第二放大器的输出端中的至少一个通过所述电子乘法器与所述差分放大器的输入端连接；所述第一放大器的两个输入端用于分别与待测样品的第一电极、第二电极连接；所述第二放大器的两个输入端分别与所述可调电阻器的第一端、第二端连接，所述可调电阻器的第一端用于与所述待测样品的第三电极连接，所述可调电阻器的第二端与所述差分放大器的输出端及所述电子乘法器的一端连接；所述差分放大器的接地端用于与所述待测样品的第四电极连接并接地。基于此，第一放大器、第二放大器可以用于实现信号的放大，差分放大器可以用于对第一放大器、第二放大器输入的信号进行差分处理并放大，有助于基频电压差、三次谐波电压等信号的提取。结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述差分放大电路还用于将在同一预设温度下测量得到的多个三次谐波电压输出至终端设备，所述终端设备用于根据预设算法及所述多个三次谐波电压确定在所述预设温度下的测量结果，所述测量结果包括与所述预设温度对应的热导率，所述多个三次谐波为所述差分放大电路在所述交流信号源输出不同预设频率的电流信号下测量得到的。基于此，通过将同一预设温度下测量得到的三次谐波输出至终端设备，方便终端设备确定该预设温度下的待测样品的热导率。结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述差分放大电路还用于将在不同预设温度下测量得到的多个三次谐波电压输出至所述终端设备，以使所述终端设备确定所述待测样品在不同预设温度下的测量结果。基于此，通过将不同预设温度下测量得到的三次谐波输出至终端设备，以使终端设备确定在不同预设温度下的测量结果，便于拟合得到待测样品的热物性与温度的关系图。结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述第一放大器、所述第二放大器均为锁相放大器。基于此，锁相放大器可以从干扰较大的环境中分离出特定载波频率信号，有助于提高输出至差分放大电路的有效信号的准确度，减少干扰信号。第二方面，本申请实施例提供一种测量系统，所述测量系统包括终端设备及上述的测量电路，所述终端设备与所述测量电路连接。基于此，因为上述测量电路所测量得到的三次谐波电压的精确度高，所以在终端设备利用高精度的三次谐波电压计算待测样品的热导率时，便有助于提高所计算的热导率的准确度。第三方面，本申请实施例还提供一种热物性参数测量方法，应用于上述的测量电路，所述方法包括：在将待测样品接入所述测量电路后，所述可调电阻器调节所述差分放大电路的两个输入端的基频电压，以使所述基频电压的基频电压差小于或等于第一预设阈值；所述电子乘法器调节与所述电子乘法器连接的所述差分放大电路的输入端的基频电压，以使所述基频电压差小于或等于第二预设阈值，其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；在所述基频电压小于所述第二预设阈值时，所述差分放大电路采集所述两个输入端在预设温度下的三次谐波电压，所述三次谐波电压用于确定所述待测样品的热导率。基于此，在可调电阻器初步调节的基础上，利用电子乘法器再次减弱或消除基频电压对所采集的三次谐波电压的影响，有助于提高所采集的三次谐波电压的精度，从而有助于提高通过利用三次谐波电压计算得到的待测样品的热物性的精度，改善因基频电压导致热物性测量精度低的技术问题。结合第三方面，在一些可选的实施方式中，所述方法还包括：所述差分放大电路将所述三次谐波电压输入终端设备，以使所述终端设备根据所述三次谐波电压、与所述三次谐波电压对应的预设温度、所述交流信号源输出的交流电的预设频率及预设算法，确定所述待测样品在所述预设温度下的测量结果，所述测量结果包括与所述预设温度对应的热导率。基于此，通过将同一预设温度下测量得到的三次谐波输出至终端设备，方便终端设备确定该预设温度下的待测样品的热导率。结合第三方面，在一些可选的实施方式中，在可调电阻器调节差分放大电路的两个输入端的基频电压之前，所述待测样品容置在处于真空状态的密闭容器中。基于此，有助于以降低空气对测量结果的影响，提高测量结果的准确性。结合第三方面，在一些可选的实施方式中，在可调电阻器调节差分放大电路的两个输入端的基频电压之前，所述待测样品所在的环境温度为预设温度，且所述待测样品通入有预设频率的电流信号。基于此，通过将待测样品放置在预设温度的环境中，便于测量得到待测样品在该预设温度下的测量结果。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本申请实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量电路，其特征在于，所述测量电路包括：第一放大电路、第二放大电路、差分放大电路、可调电阻器及电子乘法器；所述第一放大电路的输出端、所述第二放大电路的输出端分别与所述差分放大电路的两个输入端连接，其中，所述第一放大电路的输出端、所述第二放大电路的输出端中的至少一个通过所述电子乘法器与所述差分放大电路的输入端连接；在测量时，所述第一放大电路的两个输入端用于分别与待测样品的第一电极、第二电极连接；所述待测样品的第三电极、第四电极用于与交流信号源连接，所述差分放大电路用于测量所述差分放大电路的两个输入端的基频电压及三次谐波电压，其中，所述可调电阻器用于在测量前调节所述两个输入端的基频电压差，以使测量前的所述基频电压差小于或等于第一预设阈值，所述电子乘法器用于在测量时调节与所述电子乘法器连接的所述差分放大电路的输入端的基频电压，以使所述差分放大电路的两个输入端的基频电压差小于或等于第二预设阈值，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

【技术特征摘要】
1.一种测量电路，其特征在于，所述测量电路包括：第一放大电路、第二放大电路、差分放大电路、可调电阻器及电子乘法器；所述第一放大电路的输出端、所述第二放大电路的输出端分别与所述差分放大电路的两个输入端连接，其中，所述第一放大电路的输出端、所述第二放大电路的输出端中的至少一个通过所述电子乘法器与所述差分放大电路的输入端连接；在测量时，所述第一放大电路的两个输入端用于分别与待测样品的第一电极、第二电极连接；所述待测样品的第三电极、第四电极用于与交流信号源连接，所述差分放大电路用于测量所述差分放大电路的两个输入端的基频电压及三次谐波电压，其中，所述可调电阻器用于在测量前调节所述两个输入端的基频电压差，以使测量前的所述基频电压差小于或等于第一预设阈值，所述电子乘法器用于在测量时调节与所述电子乘法器连接的所述差分放大电路的输入端的基频电压，以使所述差分放大电路的两个输入端的基频电压差小于或等于第二预设阈值，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。2.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，所述第一放大电路包括第一放大器，所述第二放大电路包括第二放大器，所述差分放大电路包括差分放大器；所述第一放大器的输出端、所述第二放大器的输出端分别与所述差分放大器的两个输入端连接，其中，所述第一放大器的输出端、所述第二放大器的输出端中的至少一个通过所述电子乘法器与所述差分放大器的输入端连接；所述第一放大器的两个输入端用于分别与待测样品的第一电极、第二电极连接；所述第二放大器的两个输入端分别与所述可调电阻器的第一端、第二端连接，所述可调电阻器的第一端用于与所述待测样品的第三电极连接，所述可调电阻器的第二端与所述差分放大器的输出端及所述电子乘法器的一端连接；所述差分放大器的接地端用于与所述待测样品的第四电极连接并接地。3.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，所述差分放大电路还用于将在同一预设温度下测量得到的多个三次谐波电压输出至终端设备，所述终端设备用于根据预设算法及所述多个三次谐波电压确定在所述预设温度下的测量结果，所述测...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢明辉，潘佳慧，颜学俊，狄琛，芦红，陈延峰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32