In this project we plan to build a high precision temperature control system that could be applied to two dimensional realtime spectrometer and finish spatialization design of its electronic system. High precision temperature control system is one of most important support conditions for two dimensional realtime spectrometer.In this project,we will research the high precision temperature measurement, thermal insulation, intelligent heating algorithm and circuits, and ANSYS thermal analysis methods. Firstly,PT100, thermistor, Wheatstone bridge as the senor of the temperature will be tested respectively, a 24 bit ADC as the reader and its related circuits will be carefully designed, so as to achieve the 0.001℃ precision temperature measurement; Secondly, combining the ceramic fibre paper and polyurethane foam to form the thermal insulation layer, and the heat dissipation of the system should below 100 milliwatt. Thirdly, intelligent software adopted PID, Integral Separating PID algorithm will be developed, so as to execute the intelligent heating strategy and keep the stability of the thermal system within ±0.005℃. Fourth, ANSYS thermal analysis will be used as the principle for whole system design, this technology and the experiences would be helpful in the feature. Finaly, we will research spatialization design of the electronic system, mainly concening the stability of the elctronic components and circuits.
本项目计划研制一套可以应用于两维实时光谱仪的高精度温控系统并形成其电子系统空间化设计预案。高精度温控系统是两维实时光谱仪实现设计分辨率和稳定工作的核心保障系统,本项目将深入研究与之相关的高精度测温、保温、控温、被控对象热分析及其电子系统空间化等相关课题。首先,通过分别测试PT100、热敏电阻、电桥(两维实时光谱仪为不规则结构无法完全使用电桥完成测温)等温度传感器件并配以24位高精度AD实现0.001℃的温度变化测量精度;其次,通过使用陶瓷纤维纸、羊毛毡、聚氨酯泡沫等保温材料构建散热功耗小于500豪瓦的系统保温层;第三,通过PID、积分分离PID等智能化算法实现控温精度在±0.005℃以内的高精度恒温系统;第四,实测结果与ANSYS热分析相结合确定最佳测、保、控温的位置点以及二级恒温设计;最后,对电子系统的空间化进行预研究,主要针对电子器件、电路等在严苛的空间辐射条件下的稳定性防护开展研究。
两维实时光谱仪是太阳磁场观测的重要设备之一,精度温控系统是两维实时光谱仪实现设计分辨率和稳定工作的核心保障系统。本项目深入研究了两维实时光谱仪精密温控系统相关的测温、保温、控温等相关的技术系统。测试了电阻电桥、精密热敏电阻、铂电阻等多种温度传感器,设计了精密分压电路、等臂电桥电路等对接24位精密AD,实现了0.001℃的温度变化分辨率;测试了瑞基隔热毡、聚四氟乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、陶瓷纤维纸等多种保温材料,设计热交换功率小于800毫瓦的保温层(与环境温差15℃);测试了开关控制、PID控制等多种智能化控制算法,获得了稳定精度±0.005℃以内的控温精度,实现了项目申请中预期的控温精度。同时,本项目开展了精密热控系统空间化的预研工作,设计了基于空间可用芯片的测温电路——传感器+放大器+模数转换器+单片机;调研了空间化加热材料、保温材料;初步提出了一种可以服务星载两维实时光谱仪的精密温控系统。
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数据更新时间:2023-05-31
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