低噪声高分辨率温度计

微开尔文级分辨率

针对空间引力波探测研制，通过交流桥和感应分压器设计，在毫赫兹频段实现了前所未有的低噪声温度测量。

高尚华 · 朱小毅 · Xue, Bing · 席继楼 · Li, Jiang · Zhang, Bing · Wang, Xiaolei

Sensors 2025

参数信息

噪声底

<7×10⁻⁶ K/√Hz

技术优势

噪声底低于7 μK/√Hz

在0.005~1 Hz频段内实测噪声底低于7×10⁻⁶ K/√Hz，足以检测空间引力波探测所需的极微弱温度变化。

交流激励克服1/f噪声

采用交流激励信号驱动测温桥路，将信号调制到1/f噪声较小的频段，从而抑制电子元件的固有1/f噪声。

少用电阻降低热噪声

在交流桥和信号检测电路中尽可能少用电阻元件，直接减少电阻热噪声对测量结果的贡献。

频域算法提升精度

采用基于离散傅里叶变换的频域数据处理算法，从噪声中更准确地提取温度信号，提升测量精度。

应用场景

• 空间引力波探测：监测核心部件周围的微开尔文温度波动，抑制温度噪声对干涉测量的干扰。
• 精密温度测量：在毫赫兹频段提供低于7 μK/√Hz的噪声底，用于检测极微弱的温度变化信号。
• 航天器热控：为航天器热控系统提供高分辨率温度反馈，实现更精细的热稳定性维持。