[发明专利]石墨烯热电堆器件的信号读出方法和读出系统

说明书

本发明公开了一种石墨烯热电堆器件的信号读出方法和读出系统，方法包括对第一、第二调制电极分别施加互为反相的第一、第二控制信号，其中，第一、第二控制信号组合用于调制石墨烯层的Seebeck系数以消除1/f噪声；通过获取第一电压引出端的第一电压值和获取第二电压引出端的第二电压值得到热源的温度信息。本发明具有如下优点：用相互反相的控制信号直接调制石墨烯层的Seebeck系数，使石墨烯热电堆的输出由传统的直流或低频信号改为高频交流信号，从而取消了传统热电堆放大器电路前端的斩波部分，不仅简化了信号处理电路，还消除了斩波开关引入的1/f噪声，极大地降低了石墨烯热电堆传感器系统的噪声。

技术领域

本发明涉及温度测量领域，具体涉及一种石墨烯热电堆器件的信号读出方法和读出系统。

背景技术

热电堆工作时，本身不需要电流偏置，属于无源器件。当后端连接高输入阻抗的放大器时，热电堆器件上的电流基本为零，基本上可以完全抑制热电堆器件上的1/f噪声。因此，热电堆的主要噪声只有热噪声。但是，后续放大电路中的有源器件仍然会对整个传感器系统引入1/f噪声。传统的热电堆都采用高输入阻抗的斩波稳零运算放大器，但这种高输入阻抗的斩波稳零运算放大器仍然会留有部分低频1/f噪声。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种石墨烯热电堆器件的信号读出方法。

本发明的第二个目的在于提出一种石墨烯热电堆器件的信号读出系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种石墨烯热电堆器件的信号读出方法，所述石墨烯热电堆器件设置有热源、第一调制电极和第二调制电极，所述石墨烯热电堆器件还设置有第一电压引出端和第二电压引出端，所述第一调制电极、所述第二调制电极、所述第一电压引出端和所述第二电压引出端均与石墨烯层相连；所述方法包括以下步骤：对所述第一调制电极和所述第二调制电极分别施加互为反相的第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号组合用于调制所述石墨烯层的Seebeck系数以消除1/f噪声；通过获取所述第一电压引出端的第一电压值和获取所述第二电压引出端的第二电压值得到所述热源的温度信息。

根据本发明实施例的石墨烯热电堆器件的信号读出方法，用相互反相的控制信号直接调制石墨烯层的Seebeck系数，使石墨烯热电堆的输出由传统的直流或低频信号改为高频交流信号，从而取消了传统热电堆放大器电路前端的斩波部分，不仅简化了信号处理电路，还消除了斩波开关引入的1/f噪声，极大地降低了石墨烯热电堆传感器系统的噪声。

另外，根据本发明上述实施例的石墨烯热电堆器件的信号读出方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第一控制信号和所述第二控制信号均为周期性的矩形脉冲控制信号，且在每个周期内所述第一控制信号与所述第二控制信号时刻保持反相。

进一步地，所述第一控制信号或所述第二控制信号在一个周期内包括正控制信号和负控制信号。