[发明专利]一种基于TEC和加热膜的复合温控系统

说明书

本发明涉及一种基于TEC和加热膜的复合温控系统，包括：温度信息采集与处理模块和温度控制处理模块；温度信息采集与处理模块包括：加热膜、TEC制冷制热器和铂电阻；温度控制处理模块接收通过铂电阻采集的实时环境温度；实时环境温度与预设温度相差超过设定阈值时，温度控制处理模块控制加热膜运行使环境温度升高，实时环境温度与预设温度相差不超过设定阈值时，温度控制处理模块通过控制TEC制冷制热器运行使环境温度到达预设温度；解决了以往技术方案温度采集不准确，温度响应慢，控制不精准等问题，且具有长时间的温度精度稳定性。

技术领域

本发明涉及重力仪精密测量设备领域，尤其涉及一种基于TEC和加热膜的复合温控系统。

背景技术

地球重力场的测定对大地测量学、空间科学、地球物理学、地球动力学、海洋科学、资源勘探以及现代军事等学科具有重要意义，由高精度的石英挠性加速度计组成的比力测量系统是重力测量的核心传感器，而石英挠性加速度计对温度十分敏感，在重力仪测量系统中，对温度要求达到0.01℃。

在一般温控系统中，主回路中加热膜串联温度敏感电阻连接到电源，在温度较低时温敏电阻阻值较小电源通过该电阻给加热膜加热，当给设备或者器件加热到一定温度后，温敏电阻阻值变大，主回路断开，加热膜停止加热，达到将设备或器件加热到某一温度区间的目的。或者利用TEC加热或者制冷来达到温度控制的目的，后者所采用的总体方案可以对温度闭环控制，达到很高的控制精度，但是面对重力仪设备快速稳定某点并精度要求很高这种温度要求中，该方案不能满足设计要求，温度稳定时间过长，控制精度长周期波动等问题，不能满足重力仪等精密测量设备对温度要求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于TEC和加热膜的复合温控系统，解决了以往技术方案温度采集不准确，温度响应慢，控制不精准等问题，且具有长时间的温度精度稳定性。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于TEC和加热膜的复合温控系统，包括：温度信息采集与处理模块和温度控制处理模块；

所述温度信息采集与处理模块包括：加热膜、TEC制冷制热器和铂电阻；

所述温度控制处理模块接收通过所述铂电阻采集的实时环境温度；

所述实时环境温度与预设温度相差超过设定阈值时，所述温度控制处理模块控制所述加热膜运行使环境温度升高，所述实时环境温度与预设温度相差不超过所述设定阈值时，所述温度控制处理模块通过控制所述TEC制冷制热器运行使环境温度到达所述预设温度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述温度控制处理模块包括：核心处理器、驱动电路和温度测量电路；

所述核心处理器通过所述驱动电路控制所述加热膜和所述TEC制冷制热器的运行；

所述核心处理器通过所述温度测量电路与所述铂电阻连接，获取所述实时环境温度。

可选的，所述核心处理器包括：DSP；

所述驱动电路包括：MOS管栅极驱动器和MOS电桥；

所述温度测量电路包括：模数转换器；

可选的，所述温度控制处理模块通过一定的占空比信号分别控制加热膜和所述TEC制冷制热器。

可选的，所述温度控制处理模块控制所述加热膜的方法包括：所述实时环境温度与预设温度相差超过设定阈值时，控制所述加热膜以最大功率制热。

可选的，所述温度控制处理模块控制所述TEC制冷制热器的方法包括：所述实时环境温度与预设温度相差不超过所述设定阈值时，根据所述实时环境温度与预设温度的偏差进行数字PID运算，输出控制信号，通过控制所述TEC制冷制热器的占空比使所述实时温度达到所述设定温度。