[发明专利]一种基于锁相放大的原子气室温度检测方法

说明书

本发明属于气体温度检测方法，具体涉及一种基于锁相放大的原子气室温度检测方法。它包括：步骤一：设置温度传感器，用胶将温度传感器设置在气室底部；步骤二：搭建电桥，步骤三：设置测温电路，包括锁相电路、差分放大电路、电源和处理器；步骤四：测量，步骤五：信号处理，步骤六：信号转换。本发明的显著效果是：提高了系统的稳定性和灵敏度。

技术领域

本发明属于气体温度检测方法，具体涉及一种基于锁相放大的原子气室温度检测方法。

背景技术

原子陀螺的稳定性与原子气室的温度稳定性密切相关。目前，原子气室温度检测系统主要有两种：基于原子光谱的温度测量系统和基于热敏电阻的电子电路温度测量系统。

原子光谱探温具有原位测量，无磁等优点。但是，由于碱金属凝固定点位置不确定导致测量结果可重复性行较差。另外，探温精度对激光频率稳定性要强求较高。

基于热敏电阻的温度检测系统具有精度高、稳定性好、可重复性好等优点。但是低频信号会在气室附近引入同频率的磁场，需要用高频信号对系统进行激励。线路的分布参数变化会对测温稳定性产生影响，需要设法克服。

总之基于原子光谱的温度测量系统和基于热敏电阻的电子电路温度测量系统均有不可克服的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种提高原子陀螺精度的原子气室温度检测方法。

本发明是这样实现的：一种基于锁相放大的原子气室温度检测方法，包括下述步骤：

步骤一：设置温度传感器

用胶将温度传感器设置在气室底部；

步骤二：搭建电桥

采用Pt1000与三个低温漂精密电阻组成测温电桥，组成的桥电路共有四个端口，其中任意一个端口接电源，与电源相对的端口接地，剩下的两个端口为电桥输出，

步骤三：设置测温电路

步骤3.1设置锁相电路

锁相电路的信号输入端与步骤二桥电路的输出端电路连接，

步骤3.2设置差分放大电路

步骤3.3设置电源

步骤3.4设置处理器

步骤四：测量

给电路通电，并测量锁相环的数据，

步骤五：信号处理

用下述公式进行信号处理：

其中，

k为差分芯片放大倍数，该数据由芯片说明书中得到；

V_s为电桥输出幅值，该数据根据构成电桥的Pt1000与三个低温漂精密电阻之间的阻值和激励电压相关，该数据在本步骤进行之前可以提前通过测量得到；

f为激励信号频率，该数据由外部给定，并通过电源芯片设置实现，

V_n为噪声，由于本申请采用了一系列抑制噪声的方法，因此对于本申请来说，该噪声取0，

为信号的相角，该数值由锁相电路给出，

步骤六：信号转换

通过下述公式将信号处理得到的数据转换为温度数据

V＝V_inkk₁

其中