带有双路TEC温控的功率可调DFB激光器驱动电源设计与实现

DFB激光器泵浦对环境温度十分敏感,为减小环境温度及泵浦发热温度变化对激光器输出造成的影响,提出了一种带有双路TEC温控的功率可调DFB激光器驱动电源。该电源以STM32为控制核心,对激光器光源和晶体内部温度采集与控制的双路温控系统进行研究,使激光器工作温度恒定。通过压控恒流源,连续调节DFB激光器功率。试验结果表明,该驱动电源相比传统方式,体积小、电流精度高、温度稳定性好,应用前景广阔。     

一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤瓦斯测量系统

设计了一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤煤矿瓦斯测量系统,通过改变中心波长1653 nm半导体分布式反馈( DFB)激光器的工作温度来扫描半导体DFB激光器的输出波长,在5 nm波长扫描范围内,存在明显的瓦斯气体吸收峰。半导体DFB激光器输出的光注入被测气体室,气体室的输出光携带有瓦斯气体浓度信息,用光电探测器将光信号转化为电信号,再由A/D采集卡采集到信号处理系统,通过对有吸收峰位置的光功率和无吸收峰位置的光功率进行比较,则可计算出瓦斯浓度。该传感系统采用80 mA恒流源驱动半导体DFB激光器,使其输出光强保持不变,其结构简单、灵敏度高。     

基于PID算法的高稳定性DFB激光器温度控制器

针对分布反馈式(DFB)激光器的输出波长和发光功率受其工作温度影响的问题,利用微型控制器TMS320LF28335设计并研制了高稳定性DFB激光器温度控制器;硬件电路主要包括TEC控制模块、温度信号采集模块和电流信息采集模块,采用数字离散化的Ziegler–Nichols比例-积分-微分(PID)控制算法,减少了温度的超调量,提高了该系统的稳定性,利用该温度控制系统,对中心波长为1.742μm的DFB激光器进行了温度控制测试;实验证明该系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5~60℃,并在长时间(220min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移。     

一种阵列式小尺寸温度传感装置

为获得一定空间内的温度分布信息,本文研制一种阵列式小尺寸温度传感装置,采用阵列式微小热敏电阻进行温度传感,为尽量减少阵列中相邻传感器的相互耦合和干扰提出了一种反馈隔离驱动测量方法进行阵列电阻检测,并进行了接触温度传感试验.测试实验结果表明,所研制的阵列式小尺寸温度传感装置能较好地识别具有温度差异物体的外形,具有较好的空...     

一种温控定时器的设计与实现

讨论了一种新的温控、定时电路的设计方法。以半导体热敏电阻作为温度传感元件,利用LM324集成运算放大器对采集来的数据信号进行放大,借以实现对温度的可调控制;NE555定时器作为定时器件实现对时间的精确控制,二者在电路中有机结合并得到成功的应用。该温控定时器精确度高,成本低廉,多年的使用实践证明,稳定性好,控制精确,具有一定的推广应用价值。     

基于TDLAS甲烷遥测的数字锁相电路设计

针对以往甲烷测量系统体积庞大、探测距离较近的缺点,提出了基于分布式反馈激光器(DFB)的天然气运输管道安全检测方法及电路设计。重点对基于现场可编程门阵列(FPGA)的正交数字锁相放大器进行设计以及分布式反馈激光器驱动电路和温控电路进行改进设计,并对FPGA核心控制电路、激光器驱动电路以及温控电路进行理论研究与实验验证。采用一次谐波和二次谐波比值计算激光路径中的气体浓度。实验结果表明:系统的最低探测浓度达到20×10~(-6),探测距离达到40 m,实现系统远距离、高精度探测。     

面向皮卫星应用的MEMS陀螺温度控制系统设计

设计了一种面向皮卫星应用的MEMS陀螺温度控制系统,其控制原理为基于ADN8831的TEC温度控制。分析了影响温控系统控制精度的各因素,并且通过Steinhart-Hart方程对热敏电阻的R-T特性进行拟合校准后表明,本温控系统的精度达到±0.03℃。将设计的温控系统应用于面向皮卫星的MEMS陀螺温度控制,通过Allan方差分析MEMS陀螺的误差项。通过不同温度下实验得出,当该温控系统存在时,零偏不稳定性和速率随机游走得到了不同程度的改善,验证了温控系统的有效性,满足了皮卫星体积小、功耗低的要求。     

半导体激光器双闭环温度控制系统

为了提高半导体激光器输出波长的稳定性,研制了一套双闭环温度控制系统。其中,外环温控以集成化模块MTD1020T为核心,通过优化数字式PID参数,最大可驱动20 W的热电制冷器(TEC),可实现±0.5℃的温控精度;内环温控以控制芯片LTC1923为核心,通过增加差分放大环节及设置PI环节,可实现±0.01℃的温控精度。实验结果表明,双闭环温控系统可将外环快速、大功率温控与内环高精度温控相结合,能够在20 s内实现±10℃的温度调节,4 h内其温控准确度控制在±0.02℃内。该温控系统具有可控范围宽、响应迅速、集成度高等优点,可应用于飞行器气体浓度探测等便携式气体探测领域。     

符合CAN总线规范的热敏电阻传感节点设计

热敏电阻是具有测温准确、性能良好等优点,在测控领域被大量作为测量温度的传感器使用。本文讨论热敏电阻的特性及线性化方法,并以热敏电阻作为感温元件,设计一种符合CAN总线规范的热敏电阻传感节点,以利于实现温度的大规模智能化、分布式检测和控制。     

基于PID算法的大功率泵浦激光器温控系统设计

设计了一种基于数字PID算法的大功率泵浦激光器温度控制系统,该系统采用ARM2210作为处理器,高精度NTC（负温度系数热敏电阻）和TEC（半导体制冷器）分别作为温度传感器和温控执行元件,并对传统的PID算法和参数进行改进和整定、修正,驱动芯片选用MAX1968,在节省大量电路设计的同时大大提高了温度控制精度和抗干扰能力。实验结果表明：该系统在0～40℃温度范圆内的控温稳定性优于±0．05℃,能够有效抑制LD波长的漂移。     

气体传感器中半导体激光器的温度控制

不同气体分子由于其特征结构不同,对应于不同的吸收光谱,通过气体对特定波长光的吸收,形成了光谱吸收式气体传感器。在光谱吸收式气体浓度检测系统中,保证半导体激光器输出光波长的稳定性是最为重要的,而激光器的温度是影响输出波长的主要因素之一。目前,通常采用激光器内部的热敏电阻器作为激光器温度的测量依据,但受到激光器结构的限制热敏电阻器不能精确快速地指示激光器的温度,影响了检测系统的正常工作。为了解决这个问题,通过对垂直腔面发射半导体激光器应用的分析,在原有热敏电阻器的基础之上,加入对激光器输出波长的监测,形成了热敏电阻器与输出波长的双重检测的温度控制方案,改变传统的仅有热敏电阻器单参数的温度控制方案,形成双参数的数字PID控制决策,实验结果表明:光源温度偏差可以控制在0.01℃以内,进一步提高了光学气体传感器的工作稳定度。     

一种大功率TEC温控系统的设计

小功率半导体激光器常采用TEC片进行温度控制,其中,TEC片工作电压为5V,工作电流低于4A的应用已经有了几种成熟的芯片方案,而更高电压和电流的TEC温控需要自行设计控制系统。设计了一种基于AVR单片机ATmega128,适用于较大功率TEC片的温控系统,主要技术指标包括：TEC片工作电压范围6V-24V,峰值电流≤20A,控温范围：0-70℃,控温精度±0.05℃。使用负温度系数热敏电阻采集温度,包含温度信息的电压值转化为数字量输入单片机,单片机根据位置式PID控制算法的计算结果输出控制信号,驱动由两片BTN7971B构成的H桥电路,H桥输出电压提供给TEC片。对硬件和软件的实现方法进行了详细分析,重视控温精度、系统的可靠性设计。经过实际测试,可实现前述技术指标,能满足较大功率半导体激光器的控温要求。     

一种热敏电阻阵列式物位传感器的设计与实现

为了满足复杂环境下的物料的物位测量,设计了一个长方形的热敏电阻阵列式物位传感器。该传感器将热敏电阻排成长方形的阵列式结构,另外有一个热敏电阻安装在离热敏电阻阵列较高处用来作为测量时的参照电阻,采用热敏电阻在不同温度的环境里其电阻值的大小不同导致它两端电压不同的原理,应用MSP430单片机来控制阵列中热敏电阻的选通、电压数据的采集和处理,计算出物料的高度,并通过RS485或RS232总线与二次仪表或上位机进行通信,实现实时监控。     

半导体激光器数字温度控制系统的设计

为满足光纤传感对半导体激光器温度控制的要求，设计了半导体激光器数字温度控制系统。介绍了半导体激光器数字温度控制系统的工作原理，针对被控对象的特点，建立和分析了系统的数学模型，并采用双闭环串级调节系统结构的方法，设计了系统的硬件结构，介绍了软件实现方法。实验结果表明使用数字温度控制系统可以使LD的输出波长偏差小于0．01nm。该系统可以满足光纤传感等领域对半导体激光器温度控制精度和稳定性的要求。     

半导体致冷器的温度控制

用新型固体冷源生产的半导体致冷器,具有效率高、致冷快、无污染、使用方便灵活等优点,因而在民航、医疗、实验室等部门得到推广使用。然而市售的半导体致冷器(亦称半导体冰箱)一般都未设置温控电路,去年笔者在为某炼油质量控制仪表制作半导体致冷器时,利用AD公司集成温度传感器AD590结合NE555时基电路,设计了一个可调温度控制器,实现了温度调节方便、温控范围准确、仪表运行安全可靠的目的。本文介绍的温控电路较以往介绍过的有所不同,只用了一个温度传感元件即线性度极好的AD590。AD590是热敏     

基于TDLAS-WMS的近红外痕量CH_4气体传感器

为了对煤矿CH4气体进行实时监测,基于混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,采用中心波长为1.65μm的分布反馈(DFB)激光器,设计并研制出痕量CH4气体传感器。利用自主设计的DFB激光器温度控制器,通过调节激光器工作温度,进而使其发光光谱扫描CH4气体的吸收跃迁谱线。同时利用WMS检测技术将待测信号频率移至高频区,减小1/f噪声。利用该痕量CH4气体传感器,在被测气体体积分数为(0~106)×10-6的范围内,对二次谐波信号进行了提取。测试结果显示:在(0~106)×10-6范围内相对测量误差小于7%,检测下限为11×10-6。同时,研究人员可以通过更换其他波长的激光器,实现对其他气体的检测。     

铂热敏电阻器在液浮陀螺仪温控系统中的应用

建立了液浮陀螺仪温控模型,深入分析了其结构组成和工作原理。针对所建立的数学模型对各个结构参数进行了分析研究。对满足条件的热敏线圈和铂热敏电阻器的温控系统进行了实验验证,实验结果表明:改进后温控系统的静态性能和动态性能得到加强,控制精度较之前未受影响,铂热敏电阻器的使用未影响液浮陀螺仪的各项性能指标,为液浮陀螺仪选择更可靠的温控元件提供了有力的依据。     

基于单片机的温度控制系统设计

针对传统温控系统存在的问题,设计基于单片机的温度控制系统。该系统以AT89C51单片机为核心,采用PT100热敏电阻组成惠斯登桥,由信息采集、模拟信号检测、模数转换等模块组成,具有功能强大、使用范围广、体积小及便于携带等优点。     

一种简易PWM温控风扇电路设计

本设计基于实际产品开发需要,利用PWM调速原理,由时基芯片NE555、热敏电阻、比较器LM311和功率MOS管实现了对温控风扇转速的连续控制。利用热敏电阻对温度进行检测,通过简单的分压电路和比较器,实现PWM脉宽的改变,从而改变风扇的转速,实现了风扇转速随温度的变化而变化。     

珠状热敏电阻的稳定性

<正> 对珠状玻璃杆密封测温型(MF51型)热敏电阻,分两组进行了稳定性试验。第一组元件进行一周时间内的短期复现性的高精度测定,第二组元件考查了它们在长到五年四个月内室温贮存条件下阻值的漂移。测定结果表明,其短期和长期稳定性可与国外同类产品比美,足以在中温范围内作精密温度传感元件使用。 受试的第一组热敏电阻16支全由北京玻璃所生产。测试在国家计量院热工处进行。测