辐射计恒温控制系统研究

发布时间：2021-09-09 19:20

　　辐射计是对温度很敏感的测量系统,其工作温度的稳定度直接影响着它工作的稳定度和测量的准确度。为了有效改善辐射计的温漂问题,保证辐射计工作温度的稳定性,需要小型化高稳定度的恒温控制系统。因此,本文对辐射计恒温控制系统进行深入研究,已实现高稳定度的温度控制系统。研究内容主要包括测温电路、反馈控制环路、半导体制冷片（thermoelectric cooler,TEC）驱动电路以及箱体结构等。与传统的恒温控制系统相比,本文研制的恒温控制系统具有体积更小、成本更低的优势。本文的主要研究工作包括以下几个方面:测温电路是辐射计恒温控制系统的基础,精度高、线性度好的测温电路对保持系统的恒温控制来说至关重要。测温电路的关键之处就在于温度传感器和测温方式的选择。基于测温精度方面的考虑,本文选用铂电阻作为温度传感器。为了减小误差,采用恒流源式四线制的方式进行温度测量。最终,利用MATLAB进行测试数据拟合,得到恒流源的精度为1.5%。控制电路采用闭环控制的方式。测温电路的输出作为反馈信号,通过控制电路与给定的参考电压作对比,最后将该差值作为半导体制冷片驱动电路的控制量,实现对半导体制冷片的定量控制。本文采用H... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文研究内容
第二章 测温电路原理及设计
    2.1 测温方式的选择
        2.1.1 温度传感器的选择
        2.1.2 铂电阻测温的基本原理
        2.1.3 铂电阻的测温方案确定
    2.2 恒流源电路设计方案
    2.3 传感信号的放大电路设计
    2.4 测温电路测试结果
    2.5 本章小结
第三章 半导体制冷工作原理及模型分析
    3.1 半导体制冷片工作原理
        3.1.1 塞贝克效应
        3.1.2 珀尔帖效应
        3.1.3 汤姆逊效应
        3.1.4 半导体制冷片的结构
    3.2 半导体制冷片的仿真模型及分析
    3.3 半导体制冷片散热方式
    3.4 本章小结
第四章 控制与驱动电路设计
    4.1 反馈控制电路设计
    4.2 半导体制冷片驱动电路设计
        4.2.1 驱动电路工作原理
        4.2.2 三角波发生电路
        4.2.3 PWM波发生电路
        4.2.4 H桥驱动电路设计
    4.3 驱动电路测试结果
    4.4 本章小结
第五章 箱体结构建模仿真与测试
    5.1 箱体结构方案设计
    5.2 箱体的COMSOL仿真
        5.2.1 物理模型
        5.2.2 控制方程
        5.2.3 不同工作电流对性能的影响
        5.2.4 不同空气流速对性能的影响
    5.3 箱体实物以及测试结果
    5.4 数字式PID控制器及其测试结果
        5.4.1 PID控制基本原理
        5.4.2 PID控制器的仿真与实现
        5.4.3 测试结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]毫米波零中频全功率辐射计系统[J]. 黄建.  电讯技术. 2013(03)
[2]一种高精度铂电阻温度测量方法[J]. 汪定国,王怡苹.  电子测量技术. 2012(11)
[3]基于DS18B20和LabVIEW的温度监测系统[J]. 王建勋,周青云.  实验室研究与探索. 2012(03)
[4]半导体制冷研究综述[J]. 贾艳婷,徐昌贵,闫献国,田志峰.  制冷. 2012(01)
[5]MOSFET半桥驱动电路设计要领[J]. 葛小荣,张龙.  电子设计应用. 2009(10)
[6]数字PID控制算法的研究[J]. 历风满.  辽宁大学学报(自然科学版). 2005(04)

硕士论文
[1]基于热管散热器的半导体制冷箱冷热端传热特性研究[D]. 马广青.华南理工大学 2014
[2]辐射计中太阳能恒温系统设计[D]. 戴恒元.南京理工大学 2013
[3]风冷散热半导体制冷系统性能分析及实验研究[D]. 杨建敏.南昌大学 2009
[4]芯片电热特性仿真模型及测试方法[D]. 李连庆.天津大学 2009
[5]高精度温控半导体激光器驱动系统[D]. 朱琳.电子科技大学 2009
[6]毫米波辐射计恒温控制系统设计[D]. 陈福钢.南京理工大学 2008
[7]电子睡眠仪的研制[D]. 焦庆玲.哈尔滨工业大学 2007
[8]高精度恒温箱温度控制理论研究与系统设计[D]. 张宇.合肥工业大学 2005
[9]太阳能半导体制冷/制热系统的实验研究[D]. 金刚善.清华大学 2004
[10]多路高精度温度监测系统[D]. 孙霞.山东科技大学 2004



本文编号：3392642