一种红外热电堆传感器的测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种红外热电堆传感器的测试装置及其测试方法。所述测试装置包括黑体，其作为标准辐射源为测试提供标准物体温度Tobj；由隔热材料制成的隔热体，其具有贯穿所述隔热体的空腔，所述空腔包括靠近所述黑体的第一端口和远离所述黑体的第二端口；热载体，其内放置有红外热电堆传感器，所述热载体可进入和退出所述隔热体的空腔，当所述热载体位于标准测试位置时，放置有红外热电堆传感器的所述热载体位于所述隔热体的空腔。这样，可以对热电堆输出电压‑环境温度‑物体温度矩阵表进行高效率的测量，并得到高精度的测量结果。

A testing device and its test method of infrared thermopile sensor

【技术实现步骤摘要】
一种红外热电堆传感器的测试装置及其测试方法
本专利技术属于MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)器件测试领域，尤其涉及一种热电堆输出电压-环境温度-物体温度矩阵表的测试装置及其测试方法。
技术介绍
在热电堆输出电压-环境温度-物体温度矩阵表测试中，要求物体(标准黑体)温度从零下几十度变化至100度以上，环境温度从-20～100度附近变化。而绝大多数黑体的工作温度介于0～40度之间，无法满足测试要求，一些能在-20～100度环境下工作的黑体，价格都非常的昂贵，价值几十万元。并且为测试设备提供环境温度的高低温实验箱，温度稳定需要时间较长，一般单点温度稳定时间少则需要30分钟，非常不利于密集环境温度点的测试。现有测试中实测矩阵表量不足，大多数据采用插值得到，也不利于客户端高精度的应用。因此，有必要提出一种技术方案来克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种红外热电堆传感器的测试装置及其测试方法，其在热电堆输出电压-环境温度-物体温度矩阵表测试中，可以实现低成本，高精度，高效率。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种红外热电堆传感器的测试装置，其包括：黑体，其作为标准辐射源为测试提供标准物体温度Tobj；由隔热材料制成的隔热体，其具有贯穿所述隔热体的空腔，所述空腔包括靠近所述黑体的第一端口和远离所述黑体的第二端口；热载体，其内放置有红外热电堆传感器，所述热载体可进入和退出所述隔热体的空腔，当所述热载体位于标准测试位置时，放置有红外热电堆传感器的所述热载体进入所述隔热体的空腔。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种红外热电堆传感器的测试装置的测试方法，其包括：设置黑体的温度以提供标准物体温度Tobj,加热热载体至最高温度点或/和冷却热载体至最低温度点；将热载体移动至标准测试位置开始测试，在测试过程中，每隔预定时间采样红外热电堆传感器的温度检测单元的输出得到环境温度以及红外热电堆传感器的热电堆芯片的输出获取到热电堆输出电压，并将得到的环境温度以及热电堆输出电压存储形成输出电压-环境温度-物体温度矩阵表。与现有技术相比，本专利技术通过控制测试装置中热流流向、温度场的分布，以对热电堆输出电压-环境温度-物体温度矩阵表进行高效率的测量，并得到高精度的测量结果。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术在一个实施例中的红外热电堆传感器的测试装置处于初始状态时的结构示意图；图2为本专利技术在一个实施例中的红外热电堆传感器的测试装置处于工作状态时的结构示意图；图3为图1和图2中的热载体在一个实施例中的爆炸图；图4为图3所示的红外热电堆传感器在一个实施例中的剖片示意图；图5为本专利技术的图1和图2所示的红外热电堆传感器的测试装置的测试方法在一个实施例中的流程图；图6为本专利技术在一个实施例中的红外热电堆传感器的测试装置的热敏电阻和热电堆芯片的温差与散热器的散热功率的关系图；图7为专利技术的红外热电堆传感器的测试装置在两种不同散热控制方式下，热载体温度随时间变化的曲线对比图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。请参考图1所示，其为本专利技术在一个实施例中的红外热电堆传感器的测试装置(或测试系统)处于初始状态时的结构示意图；请参考图2所示，其为本专利技术在一个实施例中的红外热电堆传感器的测试装置(或测试系统)处于工作状态时的结构示意图。图1和图2所示的红外热电堆传感器的测试装置包括黑体110、隔热体120和载热体130。所述黑体110，其作为标准辐射源，为热电堆测试提供标准物体温度源。所述隔热体120，其由隔热材料制成，其位于所述黑体110附近，且所述隔热体120具有贯穿所述隔热体120的空腔122，所述空腔122包括靠近所述黑体110的第一端口和远离所述黑体110的第二端口。所述热载体130，其具有热传导功能，且红外热电堆传感器140位于所述热载体130中，所述热载体130可进入或退出所述隔热体120的空腔122。当所述热载体130位于初始位置时，如图1所示，放置有红外热电堆传感器140的所述热载体130位于所述隔热体120外，且远离所述黑体110；当所述热载体130位于工作位置(或标准测试位置)时，如图2所示，放置有红外热电堆传感器140的所述热载体130位于所述隔热体120的空腔122内，且靠近所述黑体110。在图1和图2所示的实施例中，所述隔热体120包括隔热框架124，所述隔热框架124为中空结构，所述空腔122位于所述隔热框架124内，且所述隔热框架124和所述空腔122之间存在围绕所述空腔122的空区域126。所述隔热框架124采用低热导率的材料加工而成，比如特氟龙，PPS(聚苯硫醚)，电木等，其主要用于隔离位于所述空腔122内的热载体130与所述黑体110之间的热交换；所述黑体110为高精度的温度源，环境温度变化会影响所述黑体110辐射面温度的波动，在所述热载体130和所述黑体110之间放置隔热框架124能增加黑体110温度的稳定性。所述空腔122周围的空区域126可以填充高热阻材料，比如泡沫等。所述空区域126主要用于隔离位于所述空腔122内的热载体130与周围环境之间的热交换。在图1和图2所示的实施例中，所述红外热电堆传感器的测试装置还包括滑轨150和设置于滑轨150上的滑动底座(其可作为置物台)160。在测试过程中，先将放置有红外热电堆传感器140的所述热载体130放置在滑动底座160上，使热载体130位于所述隔热体120外部的初始位置，如图1所示，所述滑轨150自所述空腔122外部延伸至所述空腔122内部，所述热载体130放置在滑动底座160上且远离所述黑体110和所述隔热体120；然后推动滑动底座160沿滑轨150滑动至所述隔热体120的空腔122内且位于标准测试位置，如图2所示。在图1和图2所示的实施例中，所述红外热电堆传感器的测试装置还包括光学平台170和小型风扇180，所述隔热框架124与滑轨150固定于所述光学平台170上，以保证每次测试时热载体130处于同一标准测试位置；在隔热框架124的上方装有小型风扇180，通过调整风量来控制所述热载体130的温度变化速率。请参考图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，其包括：/n黑体，其作为标准辐射源为测试提供标准物体温度Tobj；/n由隔热材料制成的隔热体，其具有贯穿所述隔热体的空腔，所述空腔包括靠近所述黑体的第一端口和远离所述黑体的第二端口；/n热载体，其内放置有红外热电堆传感器，所述热载体可进入和退出所述隔热体的空腔，当所述热载体位于标准测试位置时，放置有红外热电堆传感器的所述热载体进入所述隔热体的空腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，其包括：
黑体，其作为标准辐射源为测试提供标准物体温度Tobj；
由隔热材料制成的隔热体，其具有贯穿所述隔热体的空腔，所述空腔包括靠近所述黑体的第一端口和远离所述黑体的第二端口；
热载体，其内放置有红外热电堆传感器，所述热载体可进入和退出所述隔热体的空腔，当所述热载体位于标准测试位置时，放置有红外热电堆传感器的所述热载体进入所述隔热体的空腔。


2.根据权利要求1所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，所述隔热体包括隔热框架，所述隔热框架为中空结构，所述空腔位于所述隔热框架内，且所述隔热框架和所述空腔之间存在围绕所述空腔的空区域，所述隔热框架采用低热导率材料，所述空区域填充高热阻材料。


3.根据权利要求2所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，所述低热导率材料为特氟龙，PPS(聚苯硫醚)，电木中的一个或多个；所述高热阻材料为泡沫、塑料、特氟龙中的一个或多个。


4.根据权利要求1所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，所述热载体包括前置隔热板和散热器，所述红外热电堆传感器位于前置隔热板和散热器之间，当所述热载体位于标准测试位置时，所述前置隔热板位于所述隔热体的空腔的第一端口；所述散热器位于所述隔热体的空腔的第二端口。


5.根据权利要求4所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，所述热载体还包括压板、底板、器件底座、电路板和导热柱，
所述前置隔热板、压板、红外热电堆传感器、底板、器件底座、电路板和散热器依次堆叠设置，所述导热柱位于底板和散热器之间。


6.根据权利要求5所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，
所述前置隔热板采用低热导率，耐温材料制作而成；
所述压板和底板采用高热导率的材料，其用于降低红外热电堆传感器的温度梯度，并且通过给压板施加预压力，使红外热电堆传感器能紧贴在底板的靠近所述压板的表面；
所述器件底座用于放置紧贴在底板上的红外热电堆传感器，并使红外热电堆传感器和电路板之间形成良好的电学连接；
所述导热柱用于控制位于所述隔热体内的热载体的热流的导向，使存于热载体内的热量绝大部分通过导热柱传至散热器耗散。


7.根据权利要求1所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，其还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述热载体的散热器的对流换热系数。


8.根据权利要求7所述的红外热电堆传感器的测试装置，其特征在于，所述控制模块包括风扇，所述风扇通过变换风速来控制述热载体的散热器的对流换热系数，
其中所述控制模块基于红外热电堆传感器的温度检测单元得到的环境温度与室温的温差来调整所述热载体的散热器的对流换热系数，以使得当前环境温度与室温T0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尧，凌方舟，蒋乐跃，储莉玲，苏云鹏，
申请(专利权)人：美新半导体天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12