CN218822416U - 高低温试验设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高低温试验设备及系统，涉及测试技术领域，高低温试验设备包括箱体和温控组件，温控组件包括加热制冷件和温控器，加热制冷件设置于箱体内，加热制冷件的工作面用于放置待测试的惯性测量单元，温控器用于控制加热制冷件的工作面的温度，从而测试时惯性测量单元直接放置于加热制冷件的工作面，并通过温控器对加热制冷件的工作面温度进行控制，能够更精确地对惯性测量单元加热或制冷至测试温度，且由于是惯性测量单元与加热制冷件的工作面接触，无需先加热箱体内气体的温度，能够极大地提高对惯性测量单元的加热制冷速度。

Description

高低温试验设备及系统

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种高低温试验设备及系统。

背景技术

目前惯性测量单元的高低温环境测试多使用高低温环境试验箱进行，其基本原理是：通过制冷剂的绝热膨胀作用，将蒸发器温度降低，从而通过气体换热实现低温环境，以及通过电阻式加热器对气体进行加热，实现高温环境。

但是，由于先给空气进行加热和制冷，空气再对待测试设备进行加热和制冷，导致难以实现高精度的温度控制，且加热制冷速度缓慢。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高低温试验设备及系统，其有助于实现惯性测量单元的测试过程中的高精度的温度控制，并提高加热制冷速度。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种高低温试验设备，包括箱体和温控组件；

所述温控组件包括加热制冷件和温控器；

所述加热制冷件设置于所述箱体内，所述加热制冷件的工作面用于放置待测试的惯性测量单元；

所述温控器，用于控制所述加热制冷件的工作面的温度。

进一步地，所述箱体上开设有抽气孔；

所述抽气孔，用于与真空抽气件的抽气管连通。

进一步地，所述箱体上开设有进气孔；

所述进气孔，用于与输气件的送气管连通；

其中，所述输气件用于向所述箱体内输入露点低于所述惯性测量单元的测试温度的气体。

进一步地，所述加热制冷件的工作面上可拆卸设置有导热件。

进一步地，所述加热制冷件包括半导体制冷片，所述温控组件还包括直流电源；

所述直流电源设置于所述箱体外部，所述直流电源的正极和负极上均连接有导线；

所述箱体上开设有导线孔，所述导线孔用于供所述导线穿过；

所述半导体制冷片的正极和负极均通过所述导线，与所述直流电源连接；

所述温控器，用于控制所述直流电源的输出电流。

进一步地，所述温控组件还包括测温器和温度显示器；

所述测温器设置于所述加热制冷件内，以测量所述加热制冷件的温度；

所述温度显示器，用于显示所述测温器测量出的温度。

进一步地，所述导热件包括导热胶垫。

第二方面，本实用新型实施例提供一种高低温试验系统，包括高低温试验箱和惯性测量单元，所述高低温试验箱包括箱体和温控组件；

所述温控组件包括加热制冷件和温控器；

所述加热制冷件设置于所述箱体内，所述惯性系测量单元放置于所述加热制冷件的工作面上；

所述温控器，用于控制所述加热制冷件的工作面的温度。

进一步地，所述高低温试验系统还包括输气件，所述箱体上开设有进气孔；

所述箱体通过所述进气孔，与所述输气件连通；

所述输气件，用于所述箱体内输入露点低于所述惯性测量单元的测试温度的气体。

进一步地，所述加热制冷件包括半导体制冷片，所述温控组件还包括直流电源；

所述直流电源设置于所述箱体外部，所述直流电源的正极和负极上均连接有导线；

所述箱体上开设有导线孔，所述导线孔用于供所述导线穿过；

所述半导体制冷片的正极和负极均通过所述导线，与所述直流电源连接；

所述温控器，用于控制所述直流电源的输出电流。

本实用新型提供的高低温试验设备及系统，高低温试验设备的加热制冷件的工作面用于直接放置待测试的惯性测量单元，从而通过温控器对加热制冷件的工作面温度进行控制，能够更精确地对惯性测量单元加热或制冷至测试温度，且由于是惯性测量单元与加热制冷件的工作面接触，无需先加热箱体内气体的温度，能够极大地提高对惯性测量单元的加热制冷速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的高低温试验设备的结构示意图之一。

图2为本实用新型实施例提供的高低温试验设备的结构示意图之二。

图3为本实用新型实施例提供的高低温试验系统的结构示意图。

附图标记：100-高低温试验设备；110-箱体；120-温控组件；121-加热制冷件；122-温控器；130-导热胶垫；140-直流电源；200-高低温试验系统；210-惯性测量单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

惯性测量单元的高低温环境测试，目前通常使用高低温环境试验箱进行。高低温环境试验箱的基本原理为：通过制冷剂的绝热膨胀作用，将蒸发器温度降低，从而通过气体换热实现低温环境，以及通过电阻式加热器对气体进行加热，实现高温环境，以对试验箱内的惯性测量单元在低温环境或高温环境下进行测试。

然而，这种测试方法需要先给高低温环境试验箱内的空气进行加热或制冷，空气再对试验箱内的惯性测量单元进行加热或制冷，使得惯性测量单元的温度难以精确控制，导致测试效果不理想。并且，由于先给空气加热或制冷后，空气才能对惯性测量单元作用，使其温度趋近测试温度，导致加热制冷速度缓慢，测试效率较慢。

基于上述考虑，本实用新型实施例提供一种高低温试验设备100，其能够在惯性测量单元210的测试中实现高精度的温度控制，并提高加热制冷速度。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供一种高低温试验设备100，参照图1，该高低温试验设备100包括箱体110和温控组件120。

温度组件可以包括加热制冷件121和温控器122，加热制冷件121设置于箱体110内，加热制冷件121的工作面用于放置待测试的惯性测量单元。

温控器122，用于控制加热制冷件121的工作面的温度。

应当理解的是，箱体110带有箱盖，以在试验时形成封闭的环境。箱体110的形状可以灵活设置，在本实施方式中，不作具体限定。

加热制冷件121可以是固定于箱体110内的，也可以是不固定的，实际应用中，可以根据需求进行选择。

并且，为了便于对加热制冷件121进行温度调节，温控器122可以设置于箱体110外部，例如，温控器122可以固定于箱体110外壁，也可以独立于箱体110设置。

在对待测试的惯性测量单元进行测试时，可以将惯性测量单元放置于加热制冷件121的工作面，封闭箱体110，通过温控器122对工作面的加热或制冷温度进行调节，从而使加热制冷件121可以对工作面上的惯性测量单元210进行加热或制冷，使其快速达到测试温度。

与传统的用于惯性测量单元的高低温环境测试的高低温试验箱相比，上述高低温试验设备100中，加热制冷件121的工作面可以与待测试的惯性测量单元直接接触，且通过温控器122对加热制冷件121的工作面温度进行控制，从而能够更精确地对惯性测量单元加热或制冷至测试温度，并且由于是惯性测量单元与加热制冷件121的工作面接触，无需先加热箱体110内气体的温度，能够极大地提高对惯性测量单元的加热制冷速度。

进一步地，为了提高加热制冷件121与待测试的惯性测量单元之间的换热效率，以进一步提高加热或制冷速度，在一种可能的实施方式中，参照图2，加热制冷件121的工作面上可拆卸设置有导热件。

导热件可以是任一种具有导热功能的设备，在本实施方式中不作具体限定。在一种可能的实施方式中，导热件可以是导热胶垫130。

加热制冷片的设置可以灵活选择，例如，可以是任一种同时具备加热和制冷的设备，也可以是有加热设备和制冷设备组合构成的设备。

为了方便试验和操作，在一种可能的实施方式中，请继续参照图3，加热制冷件121可以包括半导体制冷片，温控组件120还可以包括直流电源140。

直流电源140设置于箱体110外部，直流电源140的正极和负极上均连接有导线。

箱体110上开设有导线孔，导线孔用于供导线穿过。

半导体制冷片的正极和负极均通过导线，与直流电源140连接。

温控器122，用于控制直流电源140的输出电流。

半导体制冷片，又称为热电制冷片，是利用半导体材料构成的PN结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种制冷方法。通过改变直流电极性，即可由制冷转为加热。

在实际试验中，通过切换接线方式来改变直流电极性，即可实现制冷和加热之间的切换。

温控器122通过控制直流电源140的输出电流的大小，即可对加热或制冷温度进行控制。与对空气进行加热制冷的方式相比，半导体制冷片热电致冷技术与压缩致冷技术相比，可实现精确温控，无噪音、占地面积小。

进一步地，为了使测试环境为封闭环境，减小外部因素影响，箱体110的导线孔与导线之间的缝隙可以用密封件来进行密封。

为了便于实验人员实时获悉测试温度的变化情况，在一种可能的实施方式中，温控组件120还可以包括测温器和温度显示器，测温器和温度显示器可以通过有线或无线的方式通信连接。

测温器设置于加热制冷件121内，以测量加热制冷件121的温度，即实验过程中实时测量加热制冷件121的工作面温度。

温度显示器可以设置于箱体110外，用于接收并显示测温器测量出的温度。

其中，测温器包括但不限于是温度传感器。

通过上述设置，在实际实验过程中，温度显示器可以实时显示测温器测量出的温度，以使测试人员及时获知温度情况。

考虑到箱体110内的空气存在露点，在试验时极易因测试温度达到箱体110内气体的露点，而导致箱体110内结霜或结露，影响惯性测量单元的高低温环境测试。在一种可能的实施方式中，箱体110上还可以开设有进气孔，该进气孔用于与输气件的送气管连通。

其中，输气件用于向箱体110内输入露点低于惯性测量单元的测试温度的气体。例如，可以向箱体110内输入氦气、氖气等低露点气体，使箱体110内只存在露点低于测试温度的气体。

需要说明的是，气体的具体选择由测试温度决定，本实施方式中，不对低露点气体进行具体限定。以及，箱体110上可以设置有进气孔的密封盖，在进气孔不使用时，使用密封盖对进气孔进行密封，以避免外部高露点气体进入箱体110内，影响测试环境。

在另一种可能的实施方式中，箱体110上还可以开设有抽气孔，抽气孔用于与真空抽气件的抽气管连通。

通过上述设置，在进行试验时，可以通过真空抽气件与抽气孔的作用，将箱体110内的气体抽出，使箱体110内部处于真空环境，从而箱体110不再存在气体，以避箱体110内结霜或结露而影响测试环境。

应当理解的是，进气孔和抽气孔可以为同一个孔，可以根据实际情况，而使箱体110充满低露点气体或处于真空状态，以尽可能消除箱体110内结霜而对关系测量单元的测试产生影响。

本实用新型实施例提供的上述高低温试验设备100，使用半导体制冷片对惯性测量单元进行制冷或加热，以高低温测试，且试验时，惯性测量单元与半导体制冷片置于封闭的试验箱内，箱内充入低于测试温度露点的气体，或将箱体110抽真空，防止惯性测量设备结露或结霜，而影响测试。同时，半导体制冷片直接对关系测量单元进行加热或制冷，可以对温度进行精确控制，并使用导热胶垫130提高换热效率，从而能够极大地提高温度控制效率。

基于上述高低温试验设备100的发明构思，在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例还提供一种高低温试验系统200，参照图3，该高低温试验系统200可以包括高低温试验箱和惯性测量单元210，高低温试验箱包括箱体110和温控组件120。

温控组件120包括加热制冷件121和温控器122。

加热制冷件121设置于箱体110内，惯性系测量单元放置于加热制冷件121的工作面上。

温控器122，用于控制加热制冷件121的工作面的温度。

进一步地，高低温试验系统200还可以包括输气件，箱体110上开设有进气孔，箱体110通过所述进气孔，与输气件连通。

输气件，用于箱体110内输入露点低于惯性测量单元210的测试温度的气体。

进一步地，加热制冷件121包括半导体制冷片，温控组件120还包括直流电源140，直流电源140设置于箱体110外部，直流电源140的正极和负极上均连接有导线，或者半导体制冷片上连接有两根导线。

箱体110上开设有导线孔，导线孔用于供导线穿过。

半导体制冷片的正极和负极均通过导线，与直流电源140连接。温控器122，用于控制直流电源140的输出电流。

基于上述高低温试验系统200，本实用新型实施例提供一种高低温试验方法，包括如下步骤。

S1，将待测试的惯性测量单元210放入高低温试验箱内的半导体制冷片的工作面上，并盖上箱盖。

S2，将真空抽气件的抽气管与箱体110上的输气孔连通，并将箱体110内部气体抽空，并盖上密封盖。

S3，在温控器122上输入目标测试温度，以使温控器122控制直流电源140的输出电流的大小，使半导体制冷片进行加热或制冷。

S4，在温度显示器上显示的温度为目标高温温度或目标低温温度，且已持续预设时间时，停止加热或停止制冷，并测量惯性测量单元210的性能数据。

通过上述高低温试验系统200中，使用半导体制冷片对惯性测量单元210进行制冷或加热，以高低温测试，且试验时，惯性测量单元210与半导体制冷片置于封闭的试验箱内，箱内充入低于测试温度露点的气体，或将箱体110抽真空，防止惯性测量设备结露或结霜，而影响测试。同时，半导体制冷片直接对关系测量单元进行加热或制冷，可以对温度进行精确控制，并使用导热胶垫130提高换热效率，从而能够极大地提高温度控制效率。

需要说明的是，高低温试验系统200中的高低温试验箱即为本实用新型实施例提供的高低温试验箱，关于高低温试验系统200中高低温试验箱的具体限定可以参见上文中对于高低温试验箱的限定，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高低温试验设备，其特征在于，包括箱体和温控组件；

所述温控组件包括加热制冷件和温控器；

所述加热制冷件设置于所述箱体内，所述加热制冷件的工作面用于放置待测试的惯性测量单元；

所述温控器，用于控制所述加热制冷件的工作面的温度。

2.根据权利要求1所述的高低温试验设备，其特征在于，所述箱体上开设有抽气孔；

所述抽气孔，用于与真空抽气件的抽气管连通。

3.根据权利要求1所述的高低温试验设备，其特征在于，所述箱体上开设有进气孔；

所述进气孔，用于与输气件的送气管连通；

其中，所述输气件用于向所述箱体内输入露点低于所述惯性测量单元的测试温度的气体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的高低温试验设备，其特征在于，所述加热制冷件的工作面上可拆卸设置有导热件。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的高低温试验设备，其特征在于，所述加热制冷件包括半导体制冷片，所述温控组件还包括直流电源；

所述直流电源设置于所述箱体外部，所述直流电源的正极和负极上均连接有导线；

所述箱体上开设有导线孔，所述导线孔用于供所述导线穿过；

所述半导体制冷片的正极和负极均通过所述导线，与所述直流电源连接；

所述温控器，用于控制所述直流电源的输出电流。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的高低温试验设备，其特征在于，所述温控组件还包括测温器和温度显示器；

所述测温器设置于所述加热制冷件内，以测量所述加热制冷件的温度；

所述温度显示器，用于显示所述测温器测量出的温度。

7.根据权利要求4所述的高低温试验设备，其特征在于，所述导热件包括导热胶垫。

8.一种高低温试验系统，其特征在于，包括高低温试验箱和惯性测量单元，所述高低温试验箱包括箱体和温控组件；

所述温控组件包括加热制冷件和温控器；

所述加热制冷件设置于所述箱体内，所述惯性系测量单元放置于所述加热制冷件的工作面上；

所述温控器，用于控制所述加热制冷件的工作面的温度。

9.根据权利要求8所述的高低温试验系统，其特征在于，所述高低温试验系统还包括输气件，所述箱体上开设有进气孔；

所述箱体通过所述进气孔，与所述输气件连通；

所述输气件，用于所述箱体内输入露点低于所述惯性测量单元的测试温度的气体。

10.根据权利要求8所述的高低温试验系统，其特征在于，所述加热制冷件包括半导体制冷片，所述温控组件还包括直流电源；

所述直流电源设置于所述箱体外部，所述直流电源的正极和负极上均连接有导线；

所述箱体上开设有导线孔，所述导线孔用于供所述导线穿过；

所述半导体制冷片的正极和负极均通过所述导线，与所述直流电源连接；

所述温控器，用于控制所述直流电源的输出电流。

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