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行精密控制，溫度波動的指標需求約為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)定值來確定其設定值，該控溫點的設定值應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)，其目標是在外界環(huán)境溫度波動約1℃的情況下，通過控溫可達到設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