一種溫度場(chǎng)模擬裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度場(chǎng)模擬裝置及系統(tǒng)，通過(guò)控制器發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使溫度場(chǎng)根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度發(fā)送至控制器，其中，溫度場(chǎng)包括溫度場(chǎng)箱體、制冷版、加熱板及溫度傳感器，溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板設(shè)置在箱體的第一側(cè)面以及其對(duì)面，制冷板設(shè)置在箱體的第二側(cè)面以及其對(duì)面，以使得溫度場(chǎng)箱體內(nèi)的溫度能夠均勻調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)不同區(qū)域不同溫度的情況，箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，以便于箱體內(nèi)各頂點(diǎn)溫度能夠及時(shí)發(fā)送至控制器。另外，將溫度傳感器包含在半物理仿真回路中，克服了采用電子溫度模擬傳感器的方案中溫度傳感器的滯后性的問(wèn)題，提高了測(cè)量及調(diào)節(jié)的精確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種溫度場(chǎng)模擬裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及模擬領(lǐng)域，尤其涉及一種溫度場(chǎng)模擬裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)半物理試驗(yàn)臺(tái)是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用數(shù)學(xué)仿真模型的基礎(chǔ)上，接入部分實(shí)物到回路中進(jìn)行控制系統(tǒng)的全狀態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)，而作為被控對(duì)象的燃機(jī)數(shù)學(xué)模型在仿真計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，形成一個(gè)閉合回路。
[0003]在航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)半物理仿真實(shí)驗(yàn)中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)通過(guò)電子模擬熱電阻/熱電偶溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量，然而，使用電子模擬溫度傳感器的方式，由于溫度傳感器的滯后性，容易導(dǎo)致測(cè)量的不精確，進(jìn)而導(dǎo)致半物理仿真實(shí)驗(yàn)的失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種溫度場(chǎng)模擬裝置及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中使用電子模擬溫度傳感器的方式，由于溫度傳感器的滯后性，導(dǎo)致測(cè)量的不精確的問(wèn)題，其具體方案如下:
[0005]—種溫度場(chǎng)模擬裝置，包括:控制器及溫度場(chǎng)，其中:
[0006]所述控制器用于發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使所述溫度場(chǎng)根據(jù)所述模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)溫度后的溫度場(chǎng)溫度信號(hào)發(fā)送至控制器；
[0007]所述溫度場(chǎng)包括:溫度場(chǎng)箱體、制冷板、加熱板及溫度傳感器，其中:
[0008]所述溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，所述加熱板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第一側(cè)面以及所述第一側(cè)面的對(duì)面，所述制冷板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第二側(cè)面以及所述第二側(cè)面的對(duì)面，所述溫度場(chǎng)箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器。
[0009]進(jìn)一步的，所述溫度場(chǎng)還包括:散熱板及軸流風(fēng)機(jī)，
[0010]所述散熱板及軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的各個(gè)側(cè)面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述溫度場(chǎng)還包括:直流風(fēng)機(jī)，
[0012]所述直流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的底面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。
[0013]進(jìn)一步的，所述控制器包括:信號(hào)采集調(diào)理板及主控板，其中:
[0014]所述主控板用于發(fā)送所述模擬控制信號(hào)，并接收所述溫度場(chǎng)發(fā)送的調(diào)節(jié)后的溫度信號(hào)；
[0015]所述信號(hào)采集調(diào)理板用于對(duì)發(fā)送及接收的信號(hào)的放大調(diào)節(jié)及隔離調(diào)節(jié)。
[0016]進(jìn)一步的，所述制冷板為半導(dǎo)體制冷板，所述加熱板為半導(dǎo)體加熱板。
[0017]—種溫度場(chǎng)模擬系統(tǒng)，包括:被測(cè)器件及溫度場(chǎng)模擬裝置，所述溫度場(chǎng)模擬裝置包括:控制器及溫度場(chǎng)，
[0018]所述控制器用于發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使所述溫度場(chǎng)根據(jù)所述模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)溫度后的溫度場(chǎng)溫度信號(hào)發(fā)送至控制器，
[0019]所述被測(cè)器件用于通過(guò)所述調(diào)節(jié)溫度后的溫度場(chǎng)測(cè)量溫度數(shù)據(jù)；
[0020]所述所述溫度場(chǎng)包括:溫度場(chǎng)箱體、制冷板、加熱板及溫度傳感器，其中:
[0021]所述溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，所述加熱板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第一側(cè)面以及所述第一側(cè)面的對(duì)面，所述制冷板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第二側(cè)面以及所述第二側(cè)面的對(duì)面，所述溫度場(chǎng)箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器。
[0022]進(jìn)一步的，所述溫度場(chǎng)還包括:散熱板及軸流風(fēng)機(jī)，
[0023]所述散熱板及軸流風(fēng)機(jī)分別設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的各個(gè)側(cè)面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。
[0024]進(jìn)一步的，所述溫度場(chǎng)還包括:直流風(fēng)機(jī)，
[0025]所述直流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的底面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。
[0026]進(jìn)一步的，所述控制器包括:信號(hào)采集調(diào)理板及主控板，其中:
[0027]所述主控板用于發(fā)送所述模擬控制信號(hào)，并接收所述溫度場(chǎng)發(fā)送的調(diào)節(jié)后的溫度信號(hào)；
[0028]所述信號(hào)采集調(diào)理板用于對(duì)發(fā)送及接收的信號(hào)的放大調(diào)節(jié)及隔離調(diào)節(jié)。
[0029]進(jìn)一步的，所述制冷板為半導(dǎo)體制冷板，所述加熱板為半導(dǎo)體加熱板。
[0030]從上述技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置及系統(tǒng)，通過(guò)控制器發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使溫度場(chǎng)根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度發(fā)送至控制器，其中，溫度場(chǎng)包括溫度場(chǎng)箱體、制冷版、加熱板及溫度傳感器，溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板設(shè)置在箱體的第一側(cè)面以及其對(duì)面，制冷板設(shè)置在箱體的第二側(cè)面以及其對(duì)面，以使得溫度場(chǎng)箱體內(nèi)的溫度能夠均勻調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)不同區(qū)域不同溫度的情況，箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，以便于箱體內(nèi)各頂點(diǎn)溫度能夠及時(shí)發(fā)送至控制器。另外，將溫度傳感器包含在半物理仿真回路中，克服了采用電子溫度模擬傳感器的方案中溫度傳感器的滯后性的問(wèn)題，提高了測(cè)量及調(diào)節(jié)的精確性。
【附圖說(shuō)明】
[0031]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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發(fā)明的一些實(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。
[0032]圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種溫度場(chǎng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種溫度場(chǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種溫度場(chǎng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種溫度場(chǎng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種溫度場(chǎng)模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038]本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度場(chǎng)模擬裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括:
[0039]控制器11及溫度場(chǎng)12。
[0040]其中，控制器11用于發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)12，使溫度場(chǎng)12根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)溫度后的溫度場(chǎng)溫度信號(hào)發(fā)送至控制器11。
[0041]其中，控制器發(fā)送的模擬控制指令可以為控制器向上位機(jī)主動(dòng)采集的，也可以為上位機(jī)向控制器發(fā)送的，由控制器進(jìn)行指令的解析后發(fā)送至溫度場(chǎng)，進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。
[0042]溫度場(chǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括:
[0043]溫度場(chǎng)箱體21，制冷板22，加熱板23及溫度傳感器24。
[0044]溫度場(chǎng)箱體21為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板23至少有2塊，分別設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體21的第一側(cè)面以及第一側(cè)面的對(duì)面，制冷板22至少有2塊，分別設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體21的第二側(cè)面以及第二側(cè)面的對(duì)面，溫度場(chǎng)箱體21有8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)分別設(shè)置一個(gè)溫度傳感器24。
[0045]溫度場(chǎng)箱體21的尺寸具體可以為10cm*10cm*10cm，體積較?。挥捎阢~的導(dǎo)熱系數(shù)高，傳熱快，因此，溫度場(chǎng)箱體21的材質(zhì)可以選擇純銅，厚度為0.lcm。
[0046]加熱板23的功率可以為150W，制冷板22可以選用12V*4A的制冷片，采用4片串聯(lián)的方式，以加強(qiáng)制冷深度。
[0047]具體的，溫度場(chǎng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，包括:溫度場(chǎng)箱體31，制冷板32，加熱板33，溫度傳感器34及控制器35。
[0048]本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置，通過(guò)控制器發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使溫度場(chǎng)根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度發(fā)送至控制器，其中，溫度場(chǎng)包括溫度場(chǎng)箱體、制冷版、加熱板及溫度傳感器，溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板設(shè)置在箱體的第一側(cè)面以及其對(duì)面，制冷板設(shè)置在箱體的第二側(cè)面以及其對(duì)面，以使得溫度場(chǎng)箱體內(nèi)的溫度能夠均勻調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)不同區(qū)域不同溫度的情況，箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，以便于箱體內(nèi)各頂點(diǎn)溫度能夠及時(shí)發(fā)送至控制器。另外，將溫度傳感器包含在半物理仿真回路中，克服了采用電子溫度模擬傳感器的方案中溫度傳感器的滯后性的問(wèn)題，提高了測(cè)量及調(diào)節(jié)的精確性。
[0049]本實(shí)施例公開(kāi)了一種溫度場(chǎng)模擬裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，包括:
[0050]溫度場(chǎng)箱體41，制冷板42，加熱板43，溫度傳感器44，散熱板45及控制器46。
[0051]除與上一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)外，本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置還增加了散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45，其中，散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45設(shè)置在溫度場(chǎng)上。
[0052]散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45可以為多個(gè)，分別設(shè)置于溫度場(chǎng)箱體41的各個(gè)側(cè)面，且設(shè)置于溫度場(chǎng)箱體41外側(cè)，以保證溫度場(chǎng)中的熱量能夠及時(shí)散出。
[0053]其中，制冷板42及加熱板43也可以具體設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體41的外側(cè)面上，而散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45則設(shè)置在制冷板42及加熱板43的外側(cè)。
[0054]其中，散熱板的尺寸可以設(shè)定為60Cm*60Cm*15Cm，軸流風(fēng)機(jī)的功率可以設(shè)置為40W，以保證熱量的及時(shí)排出。
[0055]本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置中，還可以包括:直流風(fēng)機(jī)，直流風(fēng)機(jī)用于設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體41的底面，直流風(fēng)機(jī)設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體的外側(cè)，以保證溫度場(chǎng)箱體內(nèi)溫度均勻。
[0056]另外，溫度場(chǎng)箱體41的頂部設(shè)置為可以打開(kāi)狀態(tài)，以便于溫度的測(cè)量。
[0057]進(jìn)一步的，本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置中，制冷板42可以為半導(dǎo)體制冷板，加熱板43可以為半導(dǎo)體加熱板。
[0058]加熱板43可以選擇不銹鋼加熱板或者加熱帶，只要保證功率滿(mǎn)足需求即可，優(yōu)選的，加熱板43選用半導(dǎo)體加熱板。
[0059]制冷板42可以選用半導(dǎo)體制冷，壓縮機(jī)制冷或干冰或液氮制冷。
[0060]其中，壓縮機(jī)制冷可以比較準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)溫控，制冷面積大，使用方便，但其制作較困難，需要較高的價(jià)格購(gòu)買(mǎi);干冰或液氮制冷制冷面積大，溫控精度低，屬于一次性制冷劑，使用不方便;而半導(dǎo)體制冷板通過(guò)改變工作電流的大小可實(shí)現(xiàn)精確溫度控制，裝置較易于實(shí)現(xiàn)。
[0061]半導(dǎo)體制冷板不需要任何制冷劑，可以連續(xù)工作，沒(méi)有污染源，并且，半導(dǎo)體制冷板既能實(shí)現(xiàn)制冷，又能實(shí)現(xiàn)制熱。
[0062]半導(dǎo)體制冷板的工作原理是:當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)稱(chēng)電偶對(duì)時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端；由P型元件流向N型的接頭釋放熱量，成為熱端，吸熱和放熱的大小是通過(guò)電流的大小以及半導(dǎo)體材料N、P的元件對(duì)數(shù)來(lái)決定的。
[0063]控制器46包括:信號(hào)采集調(diào)理板及主控板。
[0064]控制器的主要輸入、輸出信號(hào)有:10路模擬輸入信號(hào)，其中8路為反饋信號(hào)，I路為輸出信號(hào)，I路為監(jiān)測(cè)信號(hào)；8路PWM控制輸出信號(hào)，其中兩路控制加熱，兩路控制制冷，兩路控制軸流風(fēng)機(jī)，一路控制直流風(fēng)機(jī)，一路備用;3路串口總線(xiàn)，一路RS422總線(xiàn)與上位機(jī)通訊，一路SPI總線(xiàn)與顯示器通訊，一路SPI總線(xiàn)與總線(xiàn)通訊；I路I2C總線(xiàn)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0065]主控板用于發(fā)送模擬控制信號(hào)，并接收溫度場(chǎng)發(fā)送的調(diào)節(jié)后的溫度信號(hào)；信號(hào)采集調(diào)理板用于對(duì)發(fā)送及接收的信號(hào)的放大調(diào)節(jié)及隔離調(diào)節(jié)。
[0066]主控板主要用于模擬信號(hào)的采集，控制信號(hào)的輸出，與上位機(jī)通信，與總線(xiàn)通信以及輸出PffM信號(hào)對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行控制。
[0067]信號(hào)采集調(diào)理板主要用于:10路模擬信號(hào)的采集，放大及隔離功能。
[0068]進(jìn)一步的，控制器46還可以對(duì)溫度場(chǎng)的溫度及工作狀態(tài)進(jìn)行顯示及存儲(chǔ)，以便于查看及查詢(xún)。
[0069]控制器46可以具體為STM32控制器。具體的，控制器的電路模塊主要有:STM32處理器，JTAG調(diào)試接口電路，模擬量輸入電路，電源電路，復(fù)位電路，PWM輸出電路，串行通信接口電路，I2C接口電路，顯示電路。
[0070]本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置，通過(guò)控制器發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使溫度場(chǎng)根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度發(fā)送至控制器，其中，溫度場(chǎng)包括溫度場(chǎng)箱體、制冷版、加熱板及溫度傳感器，溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板設(shè)置在箱體的第一側(cè)面以及其對(duì)面，制冷板設(shè)置在箱體的第二側(cè)面以及其對(duì)面，以使得溫度場(chǎng)箱體內(nèi)的溫度能夠均勻調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)不同區(qū)域不同溫度的情況，箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，以便于箱體內(nèi)各頂點(diǎn)溫度能夠及時(shí)發(fā)送至控制器。另外，將溫度傳感器包含在半物理仿真回路中，克服了采用電子溫度模擬傳感器的方案中溫度傳感器的滯后性的問(wèn)題，提高了測(cè)量及調(diào)節(jié)的精確性。
[0071]本實(shí)施例公開(kāi)了一種溫度場(chǎng)模擬系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，包括:
[0072]被測(cè)器件51，控制器52及溫度場(chǎng)53。
[0073]其中，控制器52發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)53，使溫度場(chǎng)53根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度信號(hào)發(fā)送至控制器52。
[0074]當(dāng)溫度場(chǎng)的溫度信號(hào)與控制器52發(fā)送的模擬控制指令相吻合時(shí)，被測(cè)器件51通過(guò)調(diào)節(jié)溫度后的溫度場(chǎng)53測(cè)量溫度數(shù)據(jù)。
[0075]溫度場(chǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括:
[0076]溫度場(chǎng)箱體21，制冷板22，加熱板23及溫度傳感器24。
[0077 ]溫度場(chǎng)箱體21為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板23至少有2塊，分別設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體21的第一側(cè)面以及第一側(cè)面的對(duì)面，制冷板22至少有2塊，分別設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體21的第二側(cè)面以及第二側(cè)面的對(duì)面，溫度場(chǎng)箱體21有8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)分別設(shè)置一個(gè)溫度傳感器24。
[0078]溫度場(chǎng)箱體21的尺寸具體可以為10cm*10cm*10cm，體積較小；由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)高，傳熱快，因此，溫度場(chǎng)箱體21的材質(zhì)可以選擇純銅，厚度為0.lcm。
[0079]加熱板23的功率可以為150W，制冷板22可以選用12V*4A的制冷片，采用4片串聯(lián)的方式，以加強(qiáng)制冷深度。
[0080]具體的，溫度場(chǎng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，包括:溫度場(chǎng)箱體31，制冷板32，加熱板33，溫度傳感器34及控制器35。
[0081]具體的，溫度場(chǎng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖還可以如圖4所示，包括:溫度場(chǎng)箱體41，制冷板42，加熱板43，溫度傳感器44，散熱板45及控制器46。
[0082]散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45設(shè)置在溫度場(chǎng)上。
[0083]散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45可以為多個(gè)，分別設(shè)置于溫度場(chǎng)箱體41的各個(gè)側(cè)面，且設(shè)置于溫度場(chǎng)箱體41外側(cè)，以保證溫度場(chǎng)中的熱量能夠及時(shí)散出。
[0084]其中，制冷板42及加熱板43也可以具體設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體41的外側(cè)面上，而散熱板及軸流風(fēng)機(jī)45則設(shè)置在制冷板42及加熱板43的外側(cè)。
[0085]其中，散熱板的尺寸可以設(shè)定為60Cm*60Cm*15Cm，軸流風(fēng)機(jī)的功率可以設(shè)置為40W，以保證熱量的及時(shí)排出。
[0086]本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置中，還可以包括:直流風(fēng)機(jī)，直流風(fēng)機(jī)用于設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體41的底面，直流風(fēng)機(jī)設(shè)置在溫度場(chǎng)箱體的外側(cè)，以保證溫度場(chǎng)箱體內(nèi)溫度均勻。
[0087]另外，溫度場(chǎng)箱體41的頂部設(shè)置為可以打開(kāi)狀態(tài)，以便于溫度的測(cè)量。
[0088]進(jìn)一步的，本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬裝置中，制冷板42可以為半導(dǎo)體制冷板，加熱板43可以為半導(dǎo)體加熱板。
[0089]加熱板43可以選擇不銹鋼加熱板或者加熱帶，只要保證功率滿(mǎn)足需求即可，優(yōu)選的，加熱板43選用半導(dǎo)體加熱板。
[0090]制冷板42可以選用半導(dǎo)體制冷，壓縮機(jī)制冷或干冰或液氮制冷。
[0091]其中，壓縮機(jī)制冷可以比較準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)溫控，制冷面積大，使用方便，但其制作較困難，需要較高的價(jià)格購(gòu)買(mǎi);干冰或液氮制冷制冷面積大，溫控精度低，屬于一次性制冷劑，使用不方便;而半導(dǎo)體制冷板通過(guò)改變工作電流的大小可實(shí)現(xiàn)精確溫度控制，裝置較易于實(shí)現(xiàn)。
[0092]半導(dǎo)體制冷板不需要任何制冷劑，可以連續(xù)工作，沒(méi)有污染源，并且，半導(dǎo)體制冷板既能實(shí)現(xiàn)制冷，又能實(shí)現(xiàn)制熱。
[0093]半導(dǎo)體制冷板的工作原理是:當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)稱(chēng)電偶對(duì)時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端；由P型元件流向N型的接頭釋放熱量，成為熱端，吸熱和放熱的大小是通過(guò)電流的大小以及半導(dǎo)體材料N、P的元件對(duì)數(shù)來(lái)決定的。
[0094]控制器46包括:信號(hào)采集調(diào)理板及主控板。
[0095]控制器的主要輸入、輸出信號(hào)有:10路模擬輸入信號(hào)，其中8路為反饋信號(hào)，I路為輸出信號(hào)，I路為監(jiān)測(cè)信號(hào)；8路PWM控制輸出信號(hào)，其中兩路控制加熱，兩路控制制冷，兩路控制軸流風(fēng)機(jī)，一路控制直流風(fēng)機(jī)，一路備用;3路串口總線(xiàn)，一路RS422總線(xiàn)與上位機(jī)通訊，一路SPI總線(xiàn)與顯示器通訊，一路SPI總線(xiàn)與總線(xiàn)通訊；I路I2C總線(xiàn)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0096]主控板用于發(fā)送模擬控制信號(hào)，并接收溫度場(chǎng)發(fā)送的調(diào)節(jié)后的溫度信號(hào)；信號(hào)采集調(diào)理板用于對(duì)發(fā)送及接收的信號(hào)的放大調(diào)節(jié)及隔離調(diào)節(jié)。
[0097]主控板主要用于模擬信號(hào)的采集，控制信號(hào)的輸出，與上位機(jī)通信，與總線(xiàn)通信以及輸出PffM信號(hào)對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行控制。
[0098]信號(hào)采集調(diào)理板主要用于:10路模擬信號(hào)的采集，放大及隔離功能。
[0099]進(jìn)一步的，控制器46還可以對(duì)溫度場(chǎng)的溫度及工作狀態(tài)進(jìn)行顯示及存儲(chǔ)，以便于查看及查詢(xún)。
[0100]控制器46可以具體為STM32控制器。具體的，控制器的電路模塊主要有:STM32處理器，JTAG調(diào)試接口電路，模擬量輸入電路，電源電路，復(fù)位電路，PWM輸出電路，串行通信接口電路，I2C接口電路，顯示電路。
[0101]本實(shí)施例公開(kāi)的溫度場(chǎng)模擬系統(tǒng)，通過(guò)控制器發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使溫度場(chǎng)根據(jù)模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度發(fā)送至控制器，其中，溫度場(chǎng)包括溫度場(chǎng)箱體、制冷版、加熱板及溫度傳感器，溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，加熱板設(shè)置在箱體的第一側(cè)面以及其對(duì)面，制冷板設(shè)置在箱體的第二側(cè)面以及其對(duì)面，以使得溫度場(chǎng)箱體內(nèi)的溫度能夠均勻調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)不同區(qū)域不同溫度的情況，箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，以便于箱體內(nèi)各頂點(diǎn)溫度能夠及時(shí)發(fā)送至控制器。另外，將溫度傳感器包含在半物理仿真回路中，克服了采用電子溫度模擬傳感器的方案中溫度傳感器的滯后性的問(wèn)題，提高了測(cè)量及調(diào)節(jié)的精確性。
[0102]本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。
[0103]專(zhuān)業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0104]結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0105]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫度場(chǎng)模擬裝置，其特征在于，包括:控制器及溫度場(chǎng)，其中: 所述控制器用于發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使所述溫度場(chǎng)根據(jù)所述模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度信號(hào)發(fā)送至控制器； 所述溫度場(chǎng)包括:溫度場(chǎng)箱體、制冷板、加熱板及溫度傳感器，其中: 所述溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，所述加熱板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第一側(cè)面以及所述第一側(cè)面的對(duì)面，所述制冷板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第二側(cè)面以及所述第二側(cè)面的對(duì)面，所述溫度場(chǎng)箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述溫度場(chǎng)還包括:散熱板及軸流風(fēng)機(jī)， 所述散熱板及軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的各個(gè)側(cè)面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述溫度場(chǎng)還包括:直流風(fēng)機(jī)， 所述直流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的底面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器包括:信號(hào)采集調(diào)理板及主控板，其中: 所述主控板用于發(fā)送所述模擬控制信號(hào)，并接收所述溫度場(chǎng)發(fā)送的調(diào)節(jié)后的溫度信號(hào)； 所述信號(hào)采集調(diào)理板用于對(duì)發(fā)送及接收的信號(hào)的放大調(diào)節(jié)及隔離調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述制冷板為半導(dǎo)體制冷板，所述加熱板為半導(dǎo)體加熱板。6.一種溫度場(chǎng)模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括:被測(cè)器件及溫度場(chǎng)模擬裝置，所述溫度場(chǎng)模擬裝置包括:控制器及溫度場(chǎng)， 所述控制器用于發(fā)送模擬控制指令至溫度場(chǎng)，使所述溫度場(chǎng)根據(jù)所述模擬控制指令調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，并將調(diào)節(jié)后的溫度場(chǎng)溫度信號(hào)發(fā)送至控制器， 所述被測(cè)器件用于通過(guò)所述調(diào)節(jié)溫度后的溫度場(chǎng)測(cè)量溫度數(shù)據(jù)； 所述所述溫度場(chǎng)包括:溫度場(chǎng)箱體、制冷板、加熱板及溫度傳感器，其中: 所述溫度場(chǎng)箱體為正方體結(jié)構(gòu)，所述加熱板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第一側(cè)面以及所述第一側(cè)面的對(duì)面，所述制冷板設(shè)置在所述溫度場(chǎng)箱體的第二側(cè)面以及所述第二側(cè)面的對(duì)面，所述溫度場(chǎng)箱體的頂點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度場(chǎng)還包括:散熱板及軸流風(fēng)機(jī)， 所述散熱板及軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的各個(gè)側(cè)面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度場(chǎng)還包括:直流風(fēng)機(jī)， 所述直流風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體的底面，且設(shè)置于所述溫度場(chǎng)箱體外。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括:信號(hào)采集調(diào)理板及主控板，其中: 所述主控板用于發(fā)送所述模擬控制信號(hào)，并接收所述溫度場(chǎng)發(fā)送的調(diào)節(jié)后的溫度信號(hào)； 所述信號(hào)采集調(diào)理板用于對(duì)發(fā)送及接收的信號(hào)的放大調(diào)節(jié)及隔離調(diào)節(jié)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷板為半導(dǎo)體制冷板，所述加熱板為半導(dǎo)體加熱板。
【文檔編號(hào)】G05D23/19GK105955070SQ201610509080
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】馬秋穎
【申請(qǐng)人】北京瑞禾四方科技有限公司