專利名稱：一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子鐘領(lǐng)域，特別涉及一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置。
背景技術(shù)：
原子鐘的腔泡系統(tǒng)是原子鐘的重要組成部分，主要用于在微波探詢信號(hào)的作用下，完成原子的共振躍遷。由于參與共振躍遷的原子封裝在腔泡系統(tǒng)中，為了原子鐘快速鎖定穩(wěn)定工作，要求腔泡系統(tǒng)能夠盡快進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。一般地，由于原子汽化后能夠更好地與微波探詢信號(hào)相互作用，且原子鐘工作環(huán)境的溫度變化將影響原子共振頻率；因此，整個(gè)腔泡系統(tǒng)都應(yīng)該恒溫。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使腔泡系統(tǒng)工作環(huán)境的溫度穩(wěn)定，將為腔泡系統(tǒng)設(shè)置溫控裝置。該溫控裝置用于實(shí)時(shí)測(cè)量腔泡系統(tǒng)的實(shí)際溫度，當(dāng)腔泡系統(tǒng)的實(shí)際溫度高于預(yù)定溫度時(shí)，對(duì)腔泡系統(tǒng)進(jìn)行降溫；反之，當(dāng)腔泡系統(tǒng)的實(shí)際溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，對(duì)腔泡系統(tǒng)進(jìn)行加熱。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題:為了使原子鐘能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，原子鐘整機(jī)包括內(nèi)部的腔泡系統(tǒng)部件需放置在恒溫環(huán)境中。由于原子鐘整機(jī)的工作環(huán)境溫度與腔泡系統(tǒng)的工作溫度不一致，可能導(dǎo)致原子鐘整機(jī)的恒溫環(huán)境影響腔泡系統(tǒng)的工作溫度，因此，腔泡系統(tǒng)的溫控裝置需精確調(diào)節(jié)腔泡系統(tǒng)的溫度，以使腔泡系統(tǒng)的工作溫度穩(wěn)定。為了衡量腔泡系統(tǒng)的溫控裝置在恒溫環(huán)境下的控溫性能，以更好地設(shè)計(jì)腔泡系統(tǒng)的控溫裝置及原子鐘整機(jī)，需測(cè)量腔泡系統(tǒng)的控溫因子。

實(shí)用新型內(nèi)容為了測(cè)量腔泡系統(tǒng)的控溫因子，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置。所述技術(shù)方案如下:一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置，所述裝置包括用于控制原子鐘的工作環(huán)境溫度的恒溫箱、以及用于控制所述腔泡系統(tǒng)的工作溫度的溫控模塊，所述裝置還包括:用于當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述原子鐘的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并得到第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度的第一測(cè)溫模塊，所述第一工作環(huán)境溫度與所述第二工作環(huán)境溫度不同；用于當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為所述第一工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度為所述預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為所述第二工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述腔泡系統(tǒng)的實(shí)際工作溫度，并得到第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度的第二測(cè)溫模塊；以及用于設(shè)置所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度和所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的所述原子鐘的所述第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和所述第二實(shí)際工作環(huán)境溫度、以及所述腔泡系統(tǒng)的所述第一實(shí)際工作溫度和所述第二實(shí)際工作溫度，計(jì)算所述控溫因子的主控模塊；其中，所述恒溫箱為可調(diào)溫度的恒溫箱，所述原子鐘和所述第一測(cè)溫模塊設(shè)在所述恒溫箱內(nèi)；所述恒溫箱、所述溫控模塊、所述第一測(cè)溫模塊和所述第二測(cè)溫模塊分別與所述主控模塊連接。其中，所述恒溫箱調(diào)節(jié)溫度的精度大于0.1°C。其中，所述第二測(cè)溫模塊為熱敏電阻；所述溫控模塊包括兩個(gè)對(duì)稱電阻、數(shù)字電位計(jì)、三極管、保護(hù)電阻、加熱絲、第一電源和第二電源；其中，所述兩個(gè)對(duì)稱電阻的一端相連，其中一個(gè)所述對(duì)稱電阻的另一端與所述數(shù)字電位計(jì)的一端連接，另一個(gè)所述對(duì)稱電阻的另一端與所述第二測(cè)溫模塊的一端連接；所述數(shù)字電位計(jì)的另一端與所述第二測(cè)溫模塊的另一端連接；所述兩個(gè)對(duì)稱電阻的連接點(diǎn)接地；所述數(shù)字電位計(jì)與所述第二測(cè)溫模塊的連接點(diǎn)與所述第一電源連接；所述加熱絲纏繞在所述腔泡系統(tǒng)中微波腔的外壁上；所述三極管的基極連在所述第二測(cè)溫模塊和與所述第二測(cè)溫模塊相鄰的所述對(duì)稱電阻之間；所述三極管的集電極、所述加熱絲的一端和所述保護(hù)電阻的一端相互連接；所述數(shù)字電位計(jì)和與所述數(shù)字電位計(jì)相鄰的所述對(duì)稱電阻之間的連接點(diǎn)、以及所述加熱絲的另一端相互連接；所述三極管的發(fā)射極接地；所述保護(hù)電阻的另一端與所述第二電源連接。其中，所述加熱絲為擰麻花密繞的雙層漆包線。其中，所述第一測(cè)溫模塊為熱敏電阻，所述熱敏電阻設(shè)在所述原子鐘的殼體上。其中，所述裝置還包括:與所述主控模塊連接的用于顯示計(jì)算出的所述控溫因子的顯示模塊。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:通過(guò)恒溫箱控制原子鐘的工作環(huán)境溫度；溫控模塊控制腔泡系統(tǒng)的工作溫度；第一測(cè)溫模塊測(cè)量原子鐘的實(shí)際工作環(huán)境溫度，第二測(cè)溫模塊測(cè)量腔泡系統(tǒng)的實(shí)際工作溫度；主控模塊設(shè)置原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)原子鐘的實(shí)際工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)的實(shí)際工作溫度計(jì)算控溫因子；腔泡系統(tǒng)的控溫因子能夠衡量腔泡系統(tǒng)的溫控裝置在恒溫環(huán)境下的控溫性能，進(jìn)而更好的設(shè)計(jì)溫控裝置及原子鐘整機(jī)。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中提供的一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的控溫模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的加熱絲的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2中提供的加熱絲通電后電流的流向的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。為便于對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例描述的技術(shù)方案的理解，首先對(duì)控溫因子進(jìn)行介紹。一般地，控溫因子指兩個(gè)相對(duì)變化溫度的比例關(guān)系。在原子鐘中，當(dāng)原子鐘的工作環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)引起腔泡系統(tǒng)的溫度變化。腔泡系統(tǒng)控溫因子描述的便是工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)自身工作溫度兩者相對(duì)變化量之間的比例關(guān)系。例如，假設(shè)工作環(huán)境溫度由26度下降到25度，引起的腔泡系統(tǒng)的工作溫度由70.05度下降到70度，則腔泡系統(tǒng)的控溫因子為(26-25)/ (70.05-70) =20ο容易知道，腔泡系統(tǒng)的控溫因子能夠反映腔泡系統(tǒng)的溫控裝置在原子鐘實(shí)際工作時(shí)的控溫效果。具體地，控溫因子越高，則當(dāng)環(huán)境工作溫度變化時(shí)，一方面引起的腔泡系統(tǒng)溫度變化越小，另一方面正是因?yàn)榍慌菹到y(tǒng)溫度變化越小，則腔泡系統(tǒng)對(duì)原子鐘整機(jī)輸出信號(hào)的頻率穩(wěn)定度影響越小。因此，測(cè)量腔泡系統(tǒng)控溫因子是非常必要的。實(shí)施例1參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置，該裝置包括用于控制原子鐘a的工作環(huán)境溫度的恒溫箱101和用于控制腔泡系統(tǒng)b的工作溫度的溫控模塊102 ;該裝置還包括:用于當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度維持該預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量原子鐘a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并得到第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度的第一測(cè)溫模塊103 ;用于當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度維持該預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量腔泡系統(tǒng)b的實(shí)際工作溫度，并得到第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度的第二測(cè)溫模塊104 ;以及用于設(shè)置原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的原子鐘a的第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度、以及腔泡系統(tǒng)b的第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度，計(jì)算控溫因子的主控模塊105。其中，第一工作環(huán)境溫度與第二工作環(huán)境溫度不同。其中，恒溫箱101為可調(diào)溫度的恒溫箱，原子鐘a和第一測(cè)溫模塊103設(shè)在該恒溫箱101內(nèi)；恒溫箱101、溫控模塊102、第一測(cè)溫模塊103和第二測(cè)溫模塊104分別與主控模塊105連接。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的上述裝置帶來(lái)的有益效果是:通過(guò)恒溫箱控制原子鐘的工作環(huán)境溫度；溫控模塊控制腔泡系統(tǒng)的工作溫度；第一測(cè)溫模塊測(cè)量原子鐘的實(shí)際工作環(huán)境溫度，第二測(cè)溫模塊測(cè)量腔泡系統(tǒng)的實(shí)際工作溫度；主控模塊設(shè)置原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)原子鐘的實(shí)際工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)的實(shí)際工作溫度計(jì)算控溫因子；腔泡系統(tǒng)的控溫因子能夠衡量腔泡系統(tǒng)的溫控裝置在恒溫環(huán)境下的控溫性能，進(jìn)而更好的設(shè)計(jì)溫控裝置及原子鐘整機(jī)。實(shí)施例2[0032]參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置，該裝置包括用于控制原子鐘a的工作環(huán)境溫度的恒溫箱201和用于控制腔泡系統(tǒng)b的工作溫度的溫控模塊202;該裝置還包括:用于當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度維持該預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量原子鐘a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并得到第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度的第一測(cè)溫模塊203 ;用于當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度維持該預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量腔泡系統(tǒng)b的實(shí)際工作溫度，并得到第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度的第二測(cè)溫模塊204 ;以及用于設(shè)置原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度和腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的原子鐘a的第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度、以及腔泡系統(tǒng)b的第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度，計(jì)算控溫因子的主控模塊205。其中,第一工作環(huán)境溫度與第二工作環(huán)境溫度不同。其中，恒溫箱201為可調(diào)溫度的恒溫箱，原子鐘a和第一測(cè)溫模塊203設(shè)在該恒溫箱201內(nèi)；恒溫箱201、溫控模塊202、第一測(cè)溫模塊203和第二測(cè)溫模塊204分別與主控模塊205連接。具體地，原子鐘a包括內(nèi)部的腔泡系統(tǒng)b及除腔泡系統(tǒng)b外的其他組成部件，置于恒溫箱201構(gòu)成的恒溫環(huán)境中。腔泡系統(tǒng)b包括微波腔c和置于微波腔c內(nèi)的集成濾光吸收泡。原子鐘a和腔泡系統(tǒng)b與傳統(tǒng)原子鐘、腔泡系統(tǒng)相同，在此不再詳述。進(jìn)一步地，該恒溫箱201調(diào)節(jié)溫度的精度大于0.1°C。恒溫箱201的精度越高，則腔泡系統(tǒng)控溫因子的測(cè)量誤差就越小。一方面，主控模塊205通過(guò)命令字設(shè)置恒溫箱201的預(yù)定恒溫溫度，即原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度。值得說(shuō)明的是，恒溫箱201的預(yù)定恒溫溫度應(yīng)考慮原子鐘的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。其中，第一測(cè)溫模塊203設(shè)在恒溫箱201的內(nèi)表面，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量恒溫箱201內(nèi)實(shí)際恒溫溫度，即原子鐘a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并將測(cè)量的溫度值發(fā)送至主控模塊205。具體地，第一測(cè)溫模塊203為熱敏電阻，該熱敏電阻設(shè)在原子鐘a的殼體上。其中，第二測(cè)溫模塊204為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(即溫度越高，阻值越小)。第二測(cè)溫模塊204貼在微波腔c的外壁上，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量腔泡系統(tǒng)b的實(shí)際工作溫度，并將測(cè)量的溫度值發(fā)送至主控模塊205。另一方面，主控模塊205通過(guò)命令字將溫控模塊202需控制的腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度設(shè)置為預(yù)設(shè)值。其中，參見(jiàn)圖3，該溫控模塊202包括兩個(gè)對(duì)稱電阻2021、數(shù)字電位計(jì)2022、三極管2023、保護(hù)電阻2024、加熱絲2025、第一電源Ucc和第二電源Ucc’。其中，兩個(gè)對(duì)稱電阻2021的一端相連，其中一個(gè)對(duì)稱電阻2021的另一端與數(shù)字電位計(jì)2022的一端連接，另一個(gè)對(duì)稱電阻2021的另一端與第二測(cè)溫模塊204的一端連接；數(shù)字電位計(jì)2022的另一端與第二測(cè)溫模塊204的另一端連接；兩個(gè)對(duì)稱電阻2021的連接點(diǎn)接GND(Ground，地)；數(shù)字電位計(jì)2022與第二測(cè)溫模塊204的連接點(diǎn)與第一電源Ucc連接；加熱絲2025纏繞在腔泡系統(tǒng)b中微波腔c的外壁上；三極管2023的基極連在第二測(cè)溫模塊204和與第二測(cè)溫模塊204相鄰的對(duì)稱電阻2021之間A ;三極管2023的集電極、加熱絲2025的一端和保護(hù)電阻2024的一端相互連接；數(shù)字電位計(jì)2022和與數(shù)字電位計(jì)2022相鄰的對(duì)稱電阻2021之間的連接點(diǎn)B、以及加熱絲2025的另一端相互連接；三極管2023的發(fā)射極接GND ；保護(hù)電阻2024的另一端與第二電源Ucc’連接。具體地，對(duì)稱電阻2021、數(shù)字電位計(jì)2022和第二測(cè)溫模塊204構(gòu)成惠斯通電橋。值得說(shuō)明的是，兩個(gè)對(duì)稱電阻2021的選型應(yīng)滿足同一廠商同一批次，應(yīng)保證兩個(gè)對(duì)稱電阻2021盡可能一致，尤其是兩個(gè)對(duì)稱電阻2021的溫度系數(shù)。此外，還應(yīng)保證對(duì)稱電阻2021、數(shù)字電位計(jì)2022和第二測(cè)溫模塊204的阻值接近。具體地，數(shù)字電位計(jì)2022的具體阻值即為預(yù)設(shè)值，反映了腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度。主控模塊205通過(guò)命令字設(shè)置溫控模塊202需控制的腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度時(shí)，便是通過(guò)命令字對(duì)數(shù)字電位計(jì)2022進(jìn)行賦值。具體地，當(dāng)?shù)诙y(cè)溫模塊204的阻值與數(shù)字電位計(jì)2022的阻值不相等時(shí)，在連接點(diǎn)A、B處會(huì)形成電動(dòng)勢(shì)梯度，假設(shè)該電動(dòng)勢(shì)梯度為Uab。具體地，三極管2023起開(kāi)關(guān)作用，由連接點(diǎn)A、B處形成的電動(dòng)勢(shì)梯度Uab決定三極管2023的導(dǎo)通與否。其中，加熱絲2025繞于腔泡系統(tǒng)b中微波腔c的外壁上。具體地，加熱絲2025采用漆包線繞制而成。優(yōu)選地，參見(jiàn)圖4，加熱絲2025為擰麻花密繞的雙層漆包線。當(dāng)加熱絲2025為擰麻花密繞的雙層漆包線時(shí)，參見(jiàn)圖5，在加熱絲2025上任一點(diǎn)X，可看成有大小相同的正反兩路電流流過(guò)。根據(jù)通電導(dǎo)線右手螺旋定則可知，在此處X產(chǎn)生相反的兩上磁場(chǎng)，而總磁場(chǎng)強(qiáng)度B=0。因此，擰麻花密繞的雙層漆包線可以減小磁對(duì)腔泡系統(tǒng)的影響。具體地，加熱絲2025用以對(duì)腔泡系統(tǒng)b實(shí)施加熱。其加熱機(jī)制由三極管2023決定。具體地，當(dāng)?shù)诙y(cè)溫模塊204 (負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻)的阻值小于數(shù)字電位計(jì)2022的阻值時(shí)，Uab為負(fù)，三極管2023處于截止?fàn)顟B(tài)，加熱絲2025對(duì)腔泡系統(tǒng)b進(jìn)行加熱處理；當(dāng)?shù)诙y(cè)溫模塊204的阻值大于數(shù)字電位計(jì)2022的阻值時(shí)，Uab為正，三極管2023處于導(dǎo)通狀態(tài)，加熱絲2025兩端的電勢(shì)梯度為0，加熱絲2025不再對(duì)腔泡系統(tǒng)b進(jìn)行加熱。由于一般情況下腔泡系統(tǒng)b工作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外界環(huán)境溫度，故此時(shí)腔泡系統(tǒng)b將對(duì)外界放熱，相當(dāng)于腔泡系統(tǒng)b冷卻。最終使第二測(cè)溫模塊204的阻值等于數(shù)字電位計(jì)2022的阻值，整個(gè)腔泡系統(tǒng)b處于動(dòng)態(tài)平衡。其中，主控模塊205根據(jù)第一測(cè)溫模塊203測(cè)量的原子鐘a的實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二測(cè)溫模塊204測(cè)量的腔泡系統(tǒng)b的實(shí)際工作溫度，能夠計(jì)算出相應(yīng)的腔泡系統(tǒng)b的溫控溫因子。具體地，首先，假設(shè)主控模塊205設(shè)置了原子鐘a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度，并設(shè)置了腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值。這時(shí)，第一測(cè)溫模塊203測(cè)出的原子鐘a的實(shí)際工作環(huán)境溫度為第一實(shí)際工作環(huán)境溫度T/ ;第二測(cè)溫模塊204測(cè)出的腔泡系統(tǒng)b的實(shí)際工作溫度為第一實(shí)際工作溫度為t/。然后，主控模塊205不改變腔泡系統(tǒng)b的預(yù)定工作溫度，改變?cè)隅奱的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度。這時(shí)，第一測(cè)溫模塊203測(cè)出的原子鐘a的實(shí)際工作環(huán)境溫度為第二實(shí)際溫度T2’ ；第二測(cè)溫模塊204測(cè)出的腔泡系統(tǒng)b的實(shí)際工作溫度為第二實(shí)際溫度t2’。則，控溫因子為，
權(quán)利要求1.一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置，所述裝置包括用于控制原子鐘的工作環(huán)境溫度的恒溫箱、以及用于控制所述腔泡系統(tǒng)的工作溫度的溫控模塊，其特征在于，所述裝置還包括: 用于當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述原子鐘的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并得到第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度的第一測(cè)溫模塊，所述第一工作環(huán)境溫度與所述第二工作環(huán)境溫度不同； 用于當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為所述第一工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度為所述預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為所述第二工作環(huán)境溫度且所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述腔泡系統(tǒng)的實(shí)際工作溫度，并得到第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度的第二測(cè)溫模塊；以及 用于設(shè)置所述原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度和所述腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的所述原子鐘的所述第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和所述第二實(shí)際工作環(huán)境溫度、以及所述腔泡系統(tǒng)的所述第一實(shí)際工作溫度和所述第二實(shí)際工作溫度，計(jì)算所述控溫因子的主控模塊； 其中，所述恒溫箱為可調(diào)溫度的恒溫箱，所述原子鐘和所述第一測(cè)溫模塊設(shè)在所述恒溫箱內(nèi)；所述恒溫箱、所述溫控模塊、所述第一測(cè)溫模塊和所述第二測(cè)溫模塊分別與所述主控模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述恒溫箱調(diào)節(jié)溫度的精度大于0.1°C。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二測(cè)溫模塊為熱敏電阻；所述溫控模塊包括兩個(gè)對(duì)稱電阻、數(shù)字電位計(jì)、三極管、保護(hù)電阻、加熱絲、第一電源和第二電源；其中，所述兩個(gè)對(duì)稱電阻的一端相連，其中一個(gè)所述對(duì)稱電阻的另一端與所述數(shù)字電位計(jì)的一端連接，另一個(gè)所述對(duì)稱電阻的另一端與所述第二測(cè)溫模塊的一端連接；所述數(shù)字電位計(jì)的另一端與所述第二測(cè)溫模塊的另一端連接；所述兩個(gè)對(duì)稱電阻的連接點(diǎn)接地；所述數(shù)字電位計(jì)與所述第二測(cè)溫模塊的連接點(diǎn)與所述第一電源連接；所述加熱絲纏繞在所述腔泡系統(tǒng)中微波腔的外壁上；所述三極管的基極連在所述第二測(cè)溫模塊和與所述第二測(cè)溫模塊相鄰的所述對(duì)稱電阻之間；所述三極管的集電極、所述加熱絲的一端和所述保護(hù)電阻的一端相互連接；所述數(shù)字電位計(jì)和與所述數(shù)字電位計(jì)相鄰的所述對(duì)稱電阻之間的連接點(diǎn)、以及所述加熱絲的另一端相互連接；所述三極管的發(fā)射極接地；所述保護(hù)電阻的另一端與所述第二電源連接。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述加熱絲為擰麻花密繞的雙層漆包線。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一測(cè)溫模塊為熱敏電阻，所述熱敏電阻設(shè)在所述原子鐘的殼體上。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:與所述主控模塊連接的用于顯示計(jì)算出的所述控溫因子的顯示模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種腔泡系統(tǒng)控溫性能的評(píng)估裝置，屬于原子鐘領(lǐng)域。裝置包括恒溫箱；溫控模塊；用于當(dāng)原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)原子鐘的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且腔泡系統(tǒng)的預(yù)定工作溫度維持預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量原子鐘的第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度的第一測(cè)溫模塊，第一工作環(huán)境溫度與第二工作環(huán)境溫度不同；用于分別測(cè)量腔泡系統(tǒng)的第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度的第二測(cè)溫模塊；用于根據(jù)第一實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二實(shí)際工作環(huán)境溫度、以及第一實(shí)際工作溫度和第二實(shí)際工作溫度，計(jì)算控溫因子的主控模塊。本裝置測(cè)量腔泡系統(tǒng)控溫因子。
文檔編號(hào)G05D23/24GK203054641SQ201220653869
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者雷海東, 詹志明 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)