一种模数转换电路的温控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种模数转换电路的温控系统，包括小型温度场、控温装置、加热装置、散热装置；所述小型温度场由热沉组成；所述控温装置采用模数转换电路中的微处理器进行数字PID计算，输出加热功率给加热装置；所述加热装置使用薄膜加热片对热沉进行加热；所述散热装置选用导热垫进行自然散热。本发明专利技术确保在体积、功耗、电磁干扰等限制下使用简洁、高效的方法实现产热和散热的热平衡，从而在65℃～85℃的温度范围内实现精度达0.05℃的温度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种模数转换电路的温控系统
本专利技术属于温度控制的
，具体涉及一种模数转换电路的小腔体温控系统。
技术介绍
重力仪输出的微弱模拟信号需用通过高精度的模数转换电路转换成数字信号，而模拟器件的工作参数跟环境温度有较大的关联性，要保证模数转换电路足够的精度就需要为其提供相当稳定的温度场环境。在实际中提供给温控系统的体积有限(70*9*58mm3)，所以设计高集成度、小体积、高精度的温度控制系统成为亟待解决的问题。目前进行温度控制主要借助于TEC、压缩机、风扇、液冷等进行，这些方法体积大、结构复杂成本高、温控精度达不到转换电路的需求且会对模数转换电路引入干扰从而影响转换精度。
技术实现思路
本专利技术需解决的技术问题是提供一种小腔体高精度的模数转换电路温控系统。为解决上述技术问题，本专利技术采取技术方案如下：一种模数转换电路的温控系统，包括小型温度场、控温装置、加热装置、散热装置；所述小型温度场由热沉组成；所述控温装置采用模数转换电路中的微处理器进行数字PID计算，输出加热功率给加热装置；所述加热装置使用薄膜加热片对热沉进行加热；所述散热装置选用导热垫进行自然散热。进一步地，所述薄膜加热片紧贴热沉，功率选用1W。进一步地，所述薄膜加热片里的相临电阻丝平行走线且电流走向相反。进一步地，所述导热垫厚度为4mm，材料选用导热系数为0.27W/(m·K)的硅橡胶。与现有技术对比，本专利技术具有以下优点及有益效果：1.利用现有条件(模数转换电路)使用数字控温算法进行温度控制，用最少的硬件、最简洁的电路实现温度控制。2.使用薄膜加热片紧贴小型温度场，加热面积投影最大，能够对温度场均匀加热，使得温度场温度梯度更小。3.通过计算温控系统的产热量和散热量，选用加热功率为1W的薄膜加热片，使得在控温目标范围内薄膜加热片的加热功率为10％～30％，即处于微加热状态。这样既能拥有较大的控温范围(65℃～85℃)，又尽可能将功耗降到最低。4.选用特殊走线能减小或者抑制电磁感应效应的薄膜加热片，加热片里的相临电阻丝平行走线且电流走向相反，感应磁场相互抵消，降低对模数转换电路的电磁干扰。5.结合考虑温控系统的热平衡和结构空间，选用厚度为4mm，导热系数为0.27W/(m·K)的硅橡胶导热垫，通过热传导和热辐射进行自然散热。该散热方式可以为高精度模数转换电路提供更好的电磁环境。附图说明图1为本专利技术实施例模数转换电路温控系统原理示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。在本专利技术一个实施例中，如图1所示，一种模数转换电路的温控系统包括小型温度场、模数转换电路、控温装置、加热装置、散热装置。所述小型温度场由热沉组成；所述控温装置采用数字PID算法进行温度控制，输出加热功率；所述加热装置使用薄膜加热片对系统进行加热；所述散热装置选用导热垫进行自然散热。在模数转换电路中包含有微处理器，所述控温装置复用此处理器进行PID算法的运行，将温度控制与模数转换电路进行融合设计，简化结构，降低功耗。控温装置采集温度场温度，通过PID算法计算出加热功率输出给加热装置。为了更好的实现本专利技术，进一步的技术方案是：所述加热装置针对小型温度场和腔体的本身形状及体积限制，使用薄膜加热片紧贴热沉对其进行加热，加热面积投影最大，能够对温度场均匀加热，使得温度场温度梯度更小。温控系统的产热量为模数转换电路的产热量与薄膜加热片的产热量之和。为了降低功耗和获得足够的温控范围，薄膜加热片的功率选用1W，使得在目标温度范围内薄膜加热片的加热功率一直处于10％～30％范围内。为了降低加热电阻丝的电磁感应效应对高精度模数转换电路的电磁干扰，选用特殊走线能减小和抑制电磁感应效应的薄膜加热片，加热片里的相临电阻丝平行走线且电流走向相反，感应磁场相互抵消。考虑体积限制和控制EMI，为了达到系统的热平衡，选材高效散热硅胶垫片，介于热沉和系统金属壳体之间，设计合适的垫片厚度为4mm，材料选用导热系数为0.27W/(m·K)的硅橡胶，自然散热的方式可以为高精度模数转换电路提供更好的电磁环境。以上显示和描述了本专利的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。凡是依据本专利的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本专利的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模数转换电路的温控系统，其特征在于，包括小型温度场、控温装置、加热装置、散热装置；所述小型温度场由热沉组成；所述控温装置采用模数转换电路中的微处理器进行数字PID计算，输出加热功率给加热装置；所述加热装置使用薄膜加热片对热沉进行加热；所述散热装置选用导热垫进行自然散热。/n

【技术特征摘要】
1.一种模数转换电路的温控系统，其特征在于，包括小型温度场、控温装置、加热装置、散热装置；所述小型温度场由热沉组成；所述控温装置采用模数转换电路中的微处理器进行数字PID计算，输出加热功率给加热装置；所述加热装置使用薄膜加热片对热沉进行加热；所述散热装置选用导热垫进行自然散热。


2.如权利要求1所述的一种模数转换电路的温控系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：储昭华，赵振涌，袁寰，李婷婷，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11