專利名稱：小范圍內高精度溫度控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于對封閉的小范圍空間內進行高精度溫度控制的高精度溫度控制裝置，尤其涉及一種小范圍內高精度溫度控制裝置。
背景技術：
鑒于當前很多電子學器件和光學器件的性能、參數(shù)都有隨環(huán)境溫度變化而不穩(wěn)定的特性，如常見的電阻電容以及芯片和光學中的Aro管，相位調制器等，這些易受溫度變化而不穩(wěn)定的元器件組成的電路模塊或系統(tǒng)中，將會給整個系統(tǒng)或產品帶來不穩(wěn)定性，對這些易受溫度影響的元器件能達到其所在局部范圍內有較高精度的控溫將是解決這一問題的很好的方案。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠實現(xiàn)小范圍內的溫度精確控制的小范圍內高精度溫度控制裝置。為實現(xiàn)上述技術目的問題，本發(fā)明采取的技術方案為一種小范圍內高精度溫度控制裝置，包括用于采集控溫對象的溫度采集模塊、用于控制控溫對象溫度的溫度制模塊；其特征在于所述溫度采集模塊為NTC熱敏電阻，所述溫度控制模塊包括PID控制器、TEC驅動芯片和TEC制冷片；所述NTC熱敏電阻采集控溫對象進行溫度采集后，將采集的溫度信息輸出給PID控制器，PID控制器對輸入的溫度信息和設定的溫度信息進行數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號給TEC驅動芯片，TEC驅動芯片輸出溫度控制信號給TEC制冷片，TEC制冷片對控溫對象進行加熱或者制冷。作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，所述TEC驅動芯片為TEC驅動芯片maxim的maxl968 或 max8520/8521。本發(fā)明通過PID電路的調節(jié)，最終使小范圍內的溫度與設定的溫度相同，并一直保持穩(wěn)定，并且溫度控制的速度快和精確。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2本發(fā)明的PID控制器結構示意圖。下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。
具體實施例方式實施例1
參見圖1，本小范圍內高精度溫度控制裝置，包括用于采集控溫對象的溫度采集模塊、用于控制控溫對象溫度的溫度制模塊；其特征在于所述溫度采集模塊為NTC熱敏電阻，所述溫度控制模塊包括PID控制器、TEC驅動芯片和TEC制冷片；所述NTC熱敏電阻采集控溫對象進行溫度采集后，將采集的溫度信息輸出給PID控制器，PID控制器對輸入的溫度信息和設定的溫度信息進行數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號給TEC驅動芯片，TEC驅動芯片輸出溫度控制信號給TEC制冷片，TEC制冷片對控溫對象進行加熱或者制冷。所述TEC驅動芯片為TEC 驅動芯片 maxim 的 maxl968 或 max8520/8521。本小范圍內高精度溫度控制裝置開始工作時，在控溫元件盒內的NTC熱敏電阻將采集到的溫度通過電路轉換為電壓輸入PID控制器，設定的溫度轉換為對應的電壓同時輸入PID控制器，PID控制器輸出控制信號進入TEC驅動芯片，TEC驅動芯片輸出相應的控制電流及電流方向使位于盒內的TEC制冷片開始工作，加熱或制冷，熱敏電阻不斷的采集溫度，通過PID控制器的調節(jié)，最終使整個盒子內部的溫度與設定的溫度相同，并一直保持穩(wěn)定。TEC制冷片也稱為半導體制冷片，同以前的溫度控制器相比，半導體制冷片具有具體如下的優(yōu)點不需要任何致冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件，工作時無震動、噪音、壽命長，安裝容易；既能制冷，又能加熱；是電流換能型器件，通過輸入電流的控制，可實現(xiàn)高精度的溫度控制，容易實現(xiàn)遙控、程控、計算機控制，便于組成自動控制系統(tǒng)；半導體制冷器熱慣性非常小，制冷制熱時間很快；半導體制冷器的溫差范圍，從_90°C到+130°C都可以實現(xiàn)。本小范圍內高精度溫度控制裝置使用maxim系列芯片為TEC的驅動芯片，它采用直接電流控制，消除了 TEC中的浪涌電流。Maxim TEC驅動芯片為單電源工作，在芯片內部的兩個同步降壓穩(wěn)壓器輸出引腳OSl與0S2之間連接TEC，能夠提供雙極性輸出。雙極性工作能夠實現(xiàn)無“死區(qū)”溫度控制，以及避免了輕載電流時的非線性問題，同時控溫精度能達到O. 01°C，從而打到高精度的控溫效果。如圖2所示，PID電路采用傳統(tǒng)的PID控制電路比例電路，積分電路和微分電路。當本小范圍內高精度溫度控制裝置開始工作并經(jīng)過一段時間穩(wěn)定后，例如穩(wěn)定在25度左右，用輸出溫度大約70度的電吹風對準電路中的PID控制器部分，TEMP0UT的電壓變化不超過80uV，也即溫度變化不超過O. 01°C,140uV的變化對應O. 01 °C。也就是說環(huán)境溫度變化50°C左右對這套溫控裝置的穩(wěn)定性干擾性很小，當然選擇溫度系數(shù)更好的元器件會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好。本小范圍內高精度溫度控制裝置控溫精度能達到O. 01 °C，控溫范圍可達-90°C到+130°C，2至3分鐘達到穩(wěn)定，并且具有很好的穩(wěn)定，適用于控制小范圍的溫度。
權利要求
1.一種小范圍內高精度溫度控制裝置，包括用于采集控溫對象的溫度采集模塊、用于控制控溫對象溫度的溫度制模塊；其特征在于:所述溫度采集模塊為NTC熱敏電阻，所述溫度控制模塊包括PID控制器、TEC驅動芯片和TEC制冷片；所述NTC熱敏電阻采集控溫對象進行溫度采集后，將采集的溫度信息輸出給PID控制器，PID控制器對輸入的溫度信息和設定的溫度信息進行數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號給TEC驅動芯片，TEC驅動芯片輸出溫度控制信號給TEC制冷片，TEC制冷片對控溫對象進行加熱或者制冷。
2.根據(jù)權利要求1所述的小范圍內高精度溫度控制裝置，其特征在于:所述TEC驅動芯片為 TEC 驅動芯片 maxim 的 maxl968 或 max8520/8521。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小范圍內高精度溫度控制裝置，包括用于采集控溫對象的溫度采集模塊、用于控制控溫對象溫度的溫度制模塊；其特征在于所述溫度采集模塊為NTC熱敏電阻，所述溫度控制模塊包括PID控制器、TEC驅動芯片和TEC制冷片；所述NTC熱敏電阻采集控溫對象進行溫度采集后，將采集的溫度信息輸出給PID控制器，PID控制器對輸入的溫度信息和設定的溫度信息進行數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號給TEC驅動芯片，TEC驅動芯片輸出溫度控制信號給TEC制冷片，TEC制冷片對控溫對象進行加熱或者制冷。本發(fā)明通過PID電路的調節(jié)，最終使小范圍內的溫度與設定的溫度相同，并一直保持穩(wěn)定，并且溫度控制的速度快和精確。
文檔編號G05D23/24GK103076827SQ20121058440
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月30日 優(yōu)先權日2012年12月30日
發(fā)明者章麗 申請人:安徽問天量子科技股份有限公司