一种用于振动陀螺组合的恒温槽制造技术

本发明专利技术公开了一种用于振动陀螺组合的恒温槽，该恒温槽包含：组合底座；若干半导体制冷器，其设置在所述组合底座上；辐射板，其设置在所述半导体制冷器上；支架，其设置在所述辐射板上方，并与所述辐射板之间存在间隙；该支架通过与所述组合底座连接，在两者之间形成容纳所述半导体制冷器及辐射板的腔室；振动陀螺组合，其安装在所述支架处；其中，所述半导体制冷器上的热量，通过辐射板以热辐射方式向支架传递热能，并通过所述支架以热传导方式向振动陀螺组合传递。本发明专利技术的恒温槽能够保证温度控制在常温水平，减小振动陀螺仪输出噪声和漂移，提高振动陀螺仪的使用精度。

A Thermostat for Vibrating Gyroscope Combination

The invention discloses a thermostat for the combination of vibrating gyroscopes, which comprises: a combination base; several semiconductor refrigerators, which are arranged on the combination base; a radiation plate, which is arranged on the semiconductor refrigeratory; a bracket, which is arranged above the radiation plate and has a gap with the radiation plate; and the bracket is connected with the combination base. A chamber is formed between the two to accommodate the semiconductor cooler and the radiating plate; a vibrating gyroscope assembly is installed at the bracket; where the heat on the semiconductor cooler is transferred to the bracket by thermal radiation through the radiating plate and to the vibrating gyroscope assembly by thermal conduction through the bracket. The constant temperature trough of the invention can ensure that the temperature is controlled at the normal temperature level, reduce the output noise and drift of the vibration gyroscope, and improve the use accuracy of the vibration gyroscope.

【技术实现步骤摘要】
一种用于振动陀螺组合的恒温槽
本专利技术属于卫星姿态控制
，涉及一种对陀螺组合的温控装置，具体涉及一种用于振动陀螺组合的恒温槽。
技术介绍
振动陀螺组合是卫星姿态轨道控制分系统的重要敏感器件，用于测量卫星星体的惯性角速度，输出其在星体坐标系上的分量，为卫星各个工作模式和飞行阶段提供连续的三轴惯性角速度信息。温度变化对振动陀螺仪性能稳定性影响很大，包括杨氏模量等材料机械性质的改变，谐振子、基座与电极等尺寸的变化等。目前使用的陀螺组合都是开放式的笛卡尔直角坐标系的支架结构，从而造成每个陀螺仪的温度梯度存在很大的差异性，不利于陀螺组合的温度稳定。传统的温度控制系统采用单向温控的方式，只能对陀螺仪直接进行加热，从而使得陀螺仪和电路元器件工作在较高的温度，降低可靠性。同时，当温度点高于温控点时，传统温度控制系统停止工作只能通过自然冷却的方式进行降温，散热慢，过程长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于振动陀螺组合的恒温槽，该恒温槽解决了现有技术的可靠性低，散热慢且过程长的问题，能够快速有效的控制温度，功耗低，能够将温控点设置在常温水平，从而有效的提高陀螺仪和电子元器件的可靠性。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种用于振动陀螺组合的恒温槽，该恒温槽包含：组合底座；若干半导体制冷器，其设置在所述组合底座上；辐射板，其设置在所述半导体制冷器上；支架，其设置在所述辐射板上方，并与所述辐射板之间存在间隙；该支架通过与所述组合底座连接，在两者之间形成容纳所述半导体制冷器及辐射板的腔室；振动陀螺组合，其安装在所述支架处；其中，所述半导体制冷器上的热量，通过辐射板以热辐射方式向支架传递热能，并通过所述支架以热传导方式向振动陀螺组合传递。优选地，所述恒温槽还包含衬垫，其位于所述腔室内，并设置在所述组合底座上；该衬垫由非金属热绝缘材料制成，包围在所述半导体制冷器周围。优选地，所述衬垫的上表面与所述半导体制冷器的上表面在同一平面；所述辐射板设置在所述平面上。优选地，所述辐射板的下表面通过导热胶粘接在所述半导体制冷器的上表面；所述半导体制冷器的下表面通过导热胶与所述组合底座粘接。优选地，所述组合底座内形成有半封闭式的第一腔室；所述第一腔室底部设有安装槽来设置所述半导体制冷器；所述支架通过紧固螺钉安装在所述组合底座上，将所述第一腔室围置成封闭式的腔室。优选地，所述组合底座还形成有半封闭式的第二腔室，来安装与所述半导体制冷器电连接的温控电路。优选地，所述半导体制冷器的控温电路，包含R/V转换电路、调理电路、AD转换电路、可编程逻辑器件和H桥；所述H桥与所述半导体制冷器电连接；所述R/V转换电路与检测温度变化的热敏电阻电连接。优选地，所述热敏电阻包含若干第一热敏电阻，或包含若干第一热敏电阻及若干第二热敏电阻；所述第一热敏电阻设置在所述振动陀螺组合处；所述第二热敏电阻设置在所述支架内靠近所述振动陀螺组合的位置。优选地，所述振动陀螺组合包含安装在支架内部的三个振动陀螺仪，所述三个振动陀螺仪两两正交设置。优选地，所述组合底座通过对金属棒料铣削形成；所述支架由金属材料制成，该支架通过一体成型制成；所述辐射板由金属材料制成。本专利技术的用于振动陀螺组合的恒温槽，解决了现有技术的可靠性低，散热慢且过程长的问题，具有以下优点：(1)本专利技术基于半导体制冷器形成的恒温槽，能够保证温度控制在常温水平，同时能够降低温控功耗，提高陀螺仪和电子元器件的可靠性；(2)本专利技术的恒温槽利用热辐射的方式对支架进行温控，从而使得陀螺仪的温度控制在一定的精度范围内；(3)本专利技术的恒温槽通过热敏电阻将温度变化转换电阻值，再通过控温电路改变流过半导体制冷器的电流方向和大小来达到温度的控制，将振动陀螺仪的温度变化控制在一定的精度范围内，从而给振动陀螺仪提供一个稳定的温度环境，以此来减小振动陀螺仪输出噪声和漂移，提高振动陀螺仪的使用精度；(4)本专利技术的衬垫能够减少半导体制冷器的热端和冷端通过侧边进行热交换，还能保证辐射板安装平整，不产生弯曲变形，从而提高热辐射效率；(5)本专利技术的组合底座通过对金属棒料铣削而成，内部形成半封闭的腔体；同时，一体成型的支架有利于热传导；通过该支架与底座连接，将至少一部分腔体封闭，有利于热量在其内部循环，隔绝外部热量的影响。附图说明图1为本专利技术的用于振动陀螺组合的恒温槽的结构示意图。图2为本专利技术的组合底座的结构示意图。图3为本专利技术的半导体制冷器的安装示意图。图4为本专利技术的控温电路的示意图。图5为本专利技术的热敏电阻的安装结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。一种用于振动陀螺组合的恒温槽，如图1、图2所示，该恒温槽包含：组合底座1，其分隔为两个半封闭式的腔室，分别表示为第一腔室11和第二腔室12，其中第一腔室11的底部设有若干安装槽111；若干半导体制冷器(TEC，Thermoelectriccooler)2，其设置在安装槽111内；辐射板4，其设置在半导体制冷器2上；支架5，其设置在辐射板4上方，并通过与组合底座1连接，将第一腔室11围置为封闭式的腔室，该支架5与辐射板4之间设有间隙；振动陀螺组合7，其安装在支架5处；若干热敏电阻6，分为设置在振动陀螺组合7处和设置在支架5处的两组，用于检测振动陀螺组合7及其邻近位置的支架5的温度变化，转化为电阻变化并以电信号形式传递；控温电路8，其设置在第二腔室12内，接收热敏电阻6传递的有关温度变化的电信号进行处理后，向半导体制冷器2输出相应的温控指令信号。所述组合底座1通过铝合金棒料铣削形成半封闭式的腔体；支架5通过紧固螺钉安装在组合底座1上，两者配合形成一个封闭的腔体，这样有利于热量在腔室内部循环，隔绝外部热量的影响。本专利技术通过基于半导体制冷器2的恒温槽方式，利用热辐射的方式将热能传递给支架5对其进行温控，再通过支架5以热传导的方式传递给振动陀螺组合7中的振动陀螺仪，使得振动陀螺仪的温度控制在一定的精度范围内(示例的精度为±0.03℃)。支架5可以用金属材料，如铝合金，通过一体成型的制造工艺制成，以利热量的传导，从而使得振动陀螺仪周围环境温度和预设温度的偏差不会过大，提高温控精度。如图3所示，为本专利技术的半导体制冷器的安装示意图，半导体制冷器2与控温电路8电连接。基于半导体制冷器2形成的恒温槽能够保证温度控制在常温水平，同时能够降低温控功耗，提高振动陀螺仪和电子元器件的可靠性。根据本专利技术的一实施例中，半导体制冷器2的高度大于安装槽111的高度，其高出安装槽111的空隙用衬垫3填充。该衬垫3采用非金属热绝缘材料制成，包围在半导体制冷器2周围。所述衬垫3的高度等于安装槽111与半导体制冷器2的高度差，保证衬垫3与半导体制冷器2的上表面处于同一个平面内。辐射板4即安装在半导体制冷器2和衬垫3的共同平面上。衬垫3的作用一方面是减少半导体制冷器2的热端和冷端通过侧边进行热交换；另一个方面保证辐射板4安装平整，不产生弯曲变形，从而提高热辐射效率。其中，所述半导体制冷器2的下表面通过导热胶粘接在所述的组合底座1内，上表面通过导热胶与所述的辐射板4粘接；所述辐射板4可以用金属材料，如铝合金制成。如图3所示的实施例中，将半导体制冷器2两两分组相互连接，本例设有10组；每一组再通过各组共用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于振动陀螺组合的恒温槽，其特征在于，该恒温槽包含：组合底座(1)；若干半导体制冷器(2)，其设置在所述组合底座(1)上；辐射板(4)，其设置在所述半导体制冷器(2)上；支架(5)，其设置在所述辐射板(4)上方，并与所述辐射板(4)之间存在间隙；该支架(5)通过与所述组合底座(1)连接，在两者之间形成容纳所述半导体制冷器(2)及辐射板(4)的腔室；振动陀螺组合(7)，其安装在所述支架(5)处；其中，所述半导体制冷器(2)上的热量，通过辐射板(4)以热辐射方式向支架(5)传递热能，并通过所述支架(5)以热传导方式向振动陀螺组合(7)传递。

【技术特征摘要】
1.一种用于振动陀螺组合的恒温槽，其特征在于，该恒温槽包含：组合底座(1)；若干半导体制冷器(2)，其设置在所述组合底座(1)上；辐射板(4)，其设置在所述半导体制冷器(2)上；支架(5)，其设置在所述辐射板(4)上方，并与所述辐射板(4)之间存在间隙；该支架(5)通过与所述组合底座(1)连接，在两者之间形成容纳所述半导体制冷器(2)及辐射板(4)的腔室；振动陀螺组合(7)，其安装在所述支架(5)处；其中，所述半导体制冷器(2)上的热量，通过辐射板(4)以热辐射方式向支架(5)传递热能，并通过所述支架(5)以热传导方式向振动陀螺组合(7)传递。2.如权利要求1所述用于振动陀螺组合的恒温槽，其特征在于，还包含：衬垫(3)，其位于所述腔室内，并设置在所述组合底座(1)上；该衬垫(3)由非金属热绝缘材料制成，包围在所述半导体制冷器(2)周围。3.如权利要求2所述用于振动陀螺组合的恒温槽，其特征在于，所述衬垫(3)的上表面与所述半导体制冷器(2)的上表面在同一平面；所述辐射板(4)设置在所述平面上。4.如权利要求1或3所述用于振动陀螺组合的恒温槽，其特征在于，所述辐射板(4)的下表面通过导热胶粘接在所述半导体制冷器(2)的上表面；所述半导体制冷器(2)的下表面通过导热胶与所述组合底座(1)粘接。5.如权利要求1所述用于振动陀螺组合的恒温槽，其特征在于，所述组合底座(1)内形成有半封闭式的第一腔室(11)；所述第一腔室(11)底部设有安装槽(111)来设置所述半...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雄，赵万良，荣义杰，齐轶楠，夏语，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31