大氣下基于有源控溫對象的精密溫控箱的研究.pdf

1、高精度靜電懸浮加速度計是空間引力實驗等基礎(chǔ)物理實驗的核心載荷之一，其中高分辨率、低噪聲的電容位移傳感電路是加速度計的一項關(guān)鍵技術(shù)，而電容位移傳感電路中敏感探頭對外界環(huán)境溫度的波動極為敏感，這就需要溫控系統(tǒng)對敏感探頭的工作溫度進(jìn)行精密控制，溫度波動的指標(biāo)需求約為10-3℃。為了加速度計結(jié)構(gòu)緊湊，將加速度計中的檢測電路與敏感探頭均放置在傳感盒中，因此構(gòu)成了有源控溫對象的溫控系統(tǒng)。
　　加速度計傳感盒是由裝有敏感探頭的真空容器和它四周的

2、電路框架組成的，為了確定傳感盒的合適控溫點，需要先對傳感盒進(jìn)行通電升溫的熱平衡實驗，再根據(jù)熱平衡實驗后溫控點的穩(wěn)定值來確定其設(shè)定值，該控溫點的設(shè)定值應(yīng)略高于熱平衡實驗后的穩(wěn)定值。本文針對加速度計傳感盒提供一套高精度溫度控制系統(tǒng)，其目標(biāo)是在外界環(huán)境溫度波動約1℃的情況下，通過控溫可達(dá)到設(shè)定值并能將加速度計敏感探頭的溫度波動值減小到10-3℃量級，進(jìn)而減小環(huán)境溫度波動對熱噪聲水平的影響，從而改善加速度計的分辨率水平。
　　本文的溫控系

3、統(tǒng)包括被動隔熱控溫與主動控溫兩部分。被動隔熱指的是溫控箱的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，它可以將外界環(huán)境溫度擾動減小一個量級，而主動溫控能將環(huán)境溫度波動進(jìn)一步減小。本文主要研究的是主動控溫，溫度數(shù)據(jù)的多路采集是通過2002吉時利8/5數(shù)字萬用表和其配件2001 Scan卡完成的，之后的數(shù)據(jù)處理和PID算法實現(xiàn)是通過圖形化編程語言LabVIEW來完成的，最后的執(zhí)行機構(gòu)是NI6221采集卡，其輸出電壓驅(qū)動固態(tài)繼電器的斷開和閉合，實現(xiàn)對硅橡膠加熱片的PWM控