CN101285722A - 光纤传感器温度性能的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤传感器温度性能的测试装置。它包括测试平台和控制器,测试平台包括半导体片、承载平台、样品隔热罩、隔热底板、铝质底板、阻热胶;铝质底板上设有半导体制冷热器件、挖槽的承载平台,铝质底板与承载平台之间通过阻热胶粘结,半导体冷热器件与承载平台和铝质底板之间设有导热胶,承载平台四周设有隔热底板,隔热底板上设有样品隔热罩。本发明最大限度抑制了在其他系统测试时的振动干扰,可以单纯进行对光线传感器的温度测试;防止样品空间与外部空间的空气对流,减少热量流失;温度的升降温曲线实现可控,稳态控制精度相当高;实时管测温度变化。
Description
技术领域
本发明涉及测试装置,尤其涉及一种光纤传感器温度性能的测试装置。
背景技术
高精度的光纤传感器,对温度和振动的外界干扰都非常敏感。为了单纯评测光纤传感器的温度性能,必须排除振动的干扰,在温箱中测试,振动不可避免。需设计一个相对稳定的温度测试平台,可以控制温度的升降温速度,又可精确的稳定在所需的温度上。这样的温度测试平台,可以在最大程度上完成单纯测试光纤传感器温度性能的任务。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种升降温速度可控,恒温控制精度较高,振动干扰小的光纤传感器温度性能的测试装置。
光纤传感器温度性能的测试装置包括测试平台和控制器,测试平台包括半导体制冷热器件、承载平台、样品隔热罩、隔热底板、铝质底板、阻热胶;铝质底板上设有半导体制冷热器件、承载平台,铝质底板与承载平台之间通过阻热胶粘结,半导体冷热器件与承载平台和铝质底板之间设有导热胶,承载平台四周设有隔热底板,隔热底板上设有样品隔热罩。
所述的控制器的内部模块连接关系为:DSP控制芯片与串口通讯芯片、光耦隔离芯片、温度传感器相连接,光耦隔离芯片与电流驱动芯片、半导体制冷热器件相连接。
本发明最大限度抑制了在其他系统测试时的振动干扰,可以单纯进行对光线传感器的温度测试;防止样品空间与外部空间的空气对流,减少热量流失;温度的升降温曲线实现可控,稳态控制精度相当高;实时管测温度变化。
附图说明
图1为光纤传感器温度性能的测试平台结构示意图;
图2为本发明的控制器电路框图;
图3为温度控制曲线的示意图;
图中:半导体制冷热器件1、承载平台2、样品隔热罩3、隔热底板4、铝质底板5、阻热胶6。
具体实施方式
如图1所述,光纤传感器温度性能的测试装置包括测试平台和控制器,测试平台包括半导体制冷热器件1、承载平台2、样品隔热罩3、隔热底板4、铝质底板5、阻热胶6;铝质底板5上设有半导体片1、承载平台2,铝质底板5与承载平台2之间并通过阻热胶6粘结,半导体片1与承载平台2和铝质底板5之间设有导热胶,承载平台2四周设有隔热底板4,隔热底板4上设有样品隔热罩3。
当一块N型半导体和一块P型半导体结成电偶时,只要在这个电偶回路中接上一直流电源,电偶上就会流过电流,发生能量转移,于是在接点处发生放热和吸热现象。半导体PN结上的热量有单向流动的特性,用多个PN结制成的半导体元件具有一个面制冷而对应的另一面制热功能,而且当电流方向改变后它的冷热面也随之改变方向。以上是半导体制冷热的原理。
半导体制冷热器件一面直接固定在测试铝质底板上,上端与承载平台直接接触,在两个接触面涂有导热胶以增加系统的导热性能,承载平台与底板之间用阻热胶隔开,在系统进行制冷时,半导体另一面产生的热量由具有良好导热性能的铝质底板吸收;同理当系统在加热时,下端所需要的热能可以由底板提供。由于用阻热胶隔开,可以防止上下层的温度互相影响,达到隔热的目的。在测试光纤陀螺的样品空间,为了防止空气对流损失热量,设计了一个隔热层,由隔热罩和隔热底板组成,隔热底板挖出平台形状用胶和平台固定在一起,隔热罩就放置其上。由于采用传导的方式进行导热散热,避免了水冷等方式造成的振动干绕,铝质底板也在很大程度上可以抑制外界环境的振动干扰。
如图2所述,控制器的内部模块连接关系为:DSP控制芯片与串口通讯芯片、光耦隔离芯片、温度传感器相连接,光耦隔离芯片与电流驱动芯片、半导体制冷热器件相连接。
控制器电路主要由主控芯片、通讯电路、PWM隔离驱动电路、温度传感器采集电路组成。主控芯片,可以采用单片机或者DSP控制芯片,这里以DSP芯片为例,温度控制中相关的补偿算法就在这里实现;通讯电路通过控制芯片的UART模块和专用的芯片,实现和上位机的通讯,以向上传送数据可在上位机实现实时可视化监控;PWM由控制芯片的专门模块产生,通过光耦隔离信号,以及电流驱动芯片来达到控制半导体加热制冷速度的目的;温度传感器采集到的温度,实时传送到主控芯片,实现实时处理。
承载平台上的隔热导热措施,以及控制电路算法的补偿,测试平台的温度控制能满足高精度光纤传感器的要求,可以在-20℃-100℃间实现升降温曲线的可控制,同时保证稳态温度的高控制精度,如图3所示的温度控制曲线示例图。同时也基本消除了外界振动的干扰。
Claims (2)
1.一种光纤传感器温度性能的测试装置,其特征在于包括测试平台和控制器,测试平台包括半导体制冷热器件(1)、承载平台(2)、样品隔热罩(3)、隔热底板(4)、铝质底板(5)、阻热胶(6);铝质底板(5)上设有半导体制冷热器件(1)、挖槽的承载平台(2),铝质底板(5)与承载平台(2)之间并通过阻热胶(6)粘结,半导体片(1)与承载平台(2)和铝质底板(5)之间设有导热胶,承载平台(2)四周设有隔热底板(4),隔热底板(4)上设有样品隔热罩(3)。
2.根据权利要求1所述的一种光纤传感器温度性能的测试装置,其特征在于所述的控制器的内部模块连接关系为:DSP控制芯片与串口通讯芯片、光耦隔离芯片、温度传感器相连接,光耦隔离芯片与电流驱动芯片、半导体制冷热器件相连接。
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