專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子頻標(biāo)領(lǐng)域，特別涉及一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置。
背景技術(shù)：
在原子頻標(biāo)的物理部分中，譜燈型原子頻標(biāo)的抽運(yùn)光源是一個(gè)無(wú)極放電的光譜燈。為了譜燈型原子頻標(biāo)快速鎖定穩(wěn)定工作，要求光譜燈盡快進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。光譜燈的燈泡放在一個(gè)高頻振蕩線圈中，整個(gè)燈由高頻場(chǎng)激勵(lì)并維持發(fā)光。當(dāng)激勵(lì)功率大時(shí)，光譜燈容易啟輝。然而，激勵(lì)功率越大，產(chǎn)生的熱量也越多，光譜燈的燈室則不容易被恒溫。為了得到穩(wěn)定的抽運(yùn)光，整個(gè)燈室包括燈泡和振蕩器電路都應(yīng)該恒溫，把溫度控制在燈穩(wěn)定發(fā)光的溫度上。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使光譜燈工作環(huán)境的溫度穩(wěn)定，將為光譜燈設(shè)置溫控裝置。該溫控裝置用于實(shí)時(shí)測(cè)量光譜燈的實(shí)際溫度，當(dāng)光譜燈的實(shí)際溫度高于預(yù)定溫度時(shí)，對(duì)光譜燈進(jìn)行降溫；反之，當(dāng)光譜燈的實(shí)際溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，對(duì)光譜燈進(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:為了使原子頻標(biāo)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，原子頻標(biāo)整機(jī)包括內(nèi)部的光譜燈部件需放置在恒溫環(huán)境中。由于原子頻標(biāo)整機(jī)的工作溫度與光譜燈的工作溫度不一致，可能導(dǎo)致原子頻標(biāo)整機(jī)的恒溫環(huán)境影響光譜燈的工作溫度，因此，光譜燈的溫控裝置需精確調(diào)節(jié)光譜燈的溫度，以使光譜燈的工作溫度穩(wěn)定。為了衡量光譜燈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)光譜燈的控溫裝置及譜燈型原子頻標(biāo)整機(jī)，需測(cè)量光譜燈的控溫因子。

實(shí)用新型內(nèi)容為了測(cè)量光譜燈的控溫因子，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置。所述技術(shù)方案如下:—種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置，所述裝置包括用于控制譜燈型原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度的恒溫箱、以及用于控制所述光譜燈的工作溫度的溫控模塊，所述裝置還包括:用于當(dāng)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述譜燈型原子頻標(biāo)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)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述光譜燈的實(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)置所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度和所述光譜燈的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的所述譜燈型原子頻標(biāo)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、以及所述光譜燈的所述第一實(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，所述譜燈型原子頻標(biāo)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，所述溫控模塊包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻、數(shù)字電位計(jì)、熱敏電阻、溫控芯片和電源；其中，所述兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻的一端相連，其中一個(gè)所述對(duì)稱(chēng)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(chēng)電阻的另一端與所述熱敏電阻的一端連接；所述數(shù)字電位計(jì)的另一端與所述熱敏電阻的另一端連接；所述溫控芯片的一端連在所述數(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(chēng)電阻之間，所述溫控芯片的另一端連在所述熱敏電阻和與所述熱敏電阻相鄰的所述對(duì)稱(chēng)電阻之間；所述兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻的連接點(diǎn)與所述電源連接；所述數(shù)字電位計(jì)與所述熱敏電阻的連接點(diǎn)接地。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，所述第二測(cè)溫模塊為熱敏電阻，所述熱敏電阻貼在所述光譜燈的表面。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)恒溫箱控制譜燈型原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度；溫控模塊控制光譜燈的工作溫度；第一測(cè)溫模塊測(cè)量譜燈型原子頻標(biāo)的實(shí)際工作環(huán)境溫度，第二測(cè)溫模塊測(cè)量光譜燈的實(shí)際工作溫度；主控模塊設(shè)置譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度和光譜燈的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)譜燈型原子頻標(biāo)的實(shí)際工作環(huán)境溫度和光譜燈的實(shí)際工作溫度計(jì)算控溫因子；光譜燈的控溫因子能夠衡量光譜燈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)溫控裝置及譜燈型原子頻標(biāo)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中提供的一種光譜燈控溫性能的評(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中提供的一種光譜燈控溫性能的評(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。
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。[0023]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。在譜燈型原子頻標(biāo)中，當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)引起光譜燈的溫度變化。光譜燈控溫因子描述的便是工作環(huán)境溫度和光譜燈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25度下降到24度，引起的光譜燈工作溫度由120度下降到119.99度，則光譜燈的控溫因子為(25-24)/ (120-119.99) =100。容易知道，光譜燈的控溫因子能夠反映光譜燈在譜燈型原子頻標(biāo)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)，一方面引起的光譜燈工作溫度變化越小，另一方面正是因?yàn)楣庾V燈工作溫度變化越小，則光譜燈對(duì)譜燈型原子頻標(biāo)整機(jī)輸出信號(hào)的頻率穩(wěn)定度影響越小。因此，測(cè)量光譜燈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1提供了一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置，該裝置包括用于控制譜燈型原子頻標(biāo)a的工作環(huán)境溫度的恒溫箱101和用于控制光譜燈b的工作溫度的溫控模塊102 ;該裝置還包括:用于當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且光譜燈b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且光譜燈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)量譜燈型原子頻標(biāo)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 ;其中，第一工作環(huán)境溫度與第二工作環(huán)境溫度不同。用于當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且光譜燈b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且光譜燈b的預(yù)定工作溫度維持預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量光譜燈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。用于設(shè)置譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度和光譜燈b的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的譜燈型原子頻標(biāo)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、以及光譜燈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，恒溫箱101為可調(diào)溫度的恒溫箱，譜燈型原子頻標(biāo)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)恒溫箱控制譜燈型原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度；溫控模塊控制光譜燈的工作溫度；第一測(cè)溫模塊測(cè)量譜燈型原子頻標(biāo)的實(shí)際工作環(huán)境溫度，第二測(cè)溫模塊測(cè)量光譜燈的實(shí)際工作溫度；主控模塊設(shè)置譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度和光譜燈的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)譜燈型原子頻標(biāo)的實(shí)際工作環(huán)境溫度和光譜燈的實(shí)際工作溫度計(jì)算控溫因子；光譜燈的控溫因子能夠衡量光譜燈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)溫控裝置及譜燈型原子頻標(biāo)整機(jī)。實(shí)施例2參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例2提供了一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置，該裝置包括用于控制譜燈型原子頻標(biāo)a的工作環(huán)境溫度的恒溫箱201和用于控制光譜燈b的工作溫度的溫控模塊202 ;該裝置還包括:[0033]用于當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且光譜燈b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且光譜燈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)量譜燈型原子頻標(biāo)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 ;其中，第一工作環(huán)境溫度與第二工作環(huán)境溫度不同。用于當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且光譜燈b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且光譜燈b的預(yù)定工作溫度維持預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量光譜燈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。用于設(shè)置譜燈型原子頻標(biāo)a的預(yù)定工作環(huán)境溫度和光譜燈b的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的譜燈型原子頻標(biāo)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、以及光譜燈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，恒溫箱201為可調(diào)溫度的恒溫箱，譜燈型原子頻標(biāo)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，譜燈型原子頻標(biāo)a，包括內(nèi)部的光譜燈b及除光譜燈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。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，則光譜燈控溫因子的測(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，即譜燈型原子頻標(biāo)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)考慮原子頻標(biāo)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。另一方面，主控模塊205通過(guò)命令字設(shè)置溫控模塊202需控制的光譜燈b的預(yù)定工作溫度。其中，參見(jiàn)圖3，該溫控模塊202包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻2021、數(shù)字電位計(jì)2022、熱敏電阻2023、溫控芯片2024和電源Ucc。其中，兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻2021的一端相連，其中一個(gè)對(duì)稱(chēng)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(chēng)電阻2021的另一端與熱敏電阻2023的一端連接；數(shù)字電位計(jì)2022的另一端與熱敏電阻2023的另一端連接；溫控芯片2024的一端連在數(shù)字電位計(jì)2022和與數(shù)字電位計(jì)2022相鄰的對(duì)稱(chēng)電阻2021之間，溫控芯片2024的另一端連在熱敏電阻2023和與熱敏電阻2023相鄰的對(duì)稱(chēng)電阻2021之間；兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻2021的連接點(diǎn)A與電源Ucc連接；數(shù)字電位計(jì)2022與熱敏電阻2023的連接點(diǎn) B 接 GND (Ground,地)。具體地，對(duì)稱(chēng)電阻2021、數(shù)字電位計(jì)2022和熱敏電阻2023構(gòu)成惠斯通電橋。值得說(shuō)明的是，兩個(gè)對(duì)稱(chēng)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(chēng)電阻2021盡可能一致，尤其是兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻2021的溫度系數(shù)。此外，還應(yīng)保證對(duì)稱(chēng)電阻2021、數(shù)字電位計(jì)2022和熱敏電阻2023的阻值接近。具體地，數(shù)字電位計(jì)2022的具體阻值反映了光譜燈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需控制的光譜燈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，熱敏電阻2023貼于光譜燈b的表面，用以測(cè)量光譜燈b的實(shí)際工作溫度。其中，當(dāng)熱敏電阻2023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。其中，溫控芯片2024貼于光譜燈b外表面，用以對(duì)光譜燈b實(shí)施加熱和降溫。其加熱機(jī)制由Uab決定。具體地，當(dāng)熱敏電阻2023的阻值大于數(shù)字電位計(jì)2022的阻值時(shí)，Uab為負(fù)，溫控芯片2024對(duì)光譜燈b進(jìn)行加熱處理；當(dāng)熱敏電阻2023的阻值小于數(shù)字電位計(jì)2022的阻值時(shí)，Uab為正，溫控芯片2024對(duì)光譜燈b進(jìn)行降溫處理；當(dāng)熱敏電阻2023的阻值等于數(shù)字電位計(jì)2022的阻值時(shí)，Uab為0，光譜燈b的實(shí)際工作溫度基本與預(yù)定工作溫度相等。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，即譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并將測(cè)量的實(shí)際溫度值發(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)在譜燈型原子頻標(biāo)a的殼體上。其中，第二測(cè)溫模塊204，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量光譜燈b的實(shí)際工作溫度，并將測(cè)量的實(shí)際溫度值發(fā)送至主控模塊205。具體地，第二測(cè)溫模塊204為熱敏電阻，該熱敏電阻貼在光譜燈b的表面。其中，主控模塊205根據(jù)第一測(cè)溫模塊203測(cè)量的譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度和第二測(cè)溫模塊204測(cè)量的光譜燈b的實(shí)際工作溫度，能夠計(jì)算出相應(yīng)的光譜燈b的溫控溫因子。具體地，假設(shè)主控模塊205設(shè)置了譜燈型原子頻標(biāo)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)置了光譜燈b的預(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)出的譜燈型原子頻標(biāo)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IV ;第二測(cè)溫模塊204測(cè)出的光譜燈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不改光譜燈b的預(yù)定工作溫度，改變譜燈型原子頻標(biāo)a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)出的譜燈型原子頻標(biāo)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) 出的光譜燈b的實(shí)際工作溫度為第二實(shí)際溫度t2’。則，控溫因子為，
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O進(jìn)一步地，該裝置還包括與主控模塊205連接的用于顯示計(jì)算出的控溫因子的顯示模塊206。參見(jiàn)步驟A D，下面簡(jiǎn)單介紹利用本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的測(cè)量光譜燈控溫因子的裝置測(cè)量控溫因子的工作過(guò)程:步驟A:主控模塊205啟動(dòng)恒溫箱201和溫控模塊202，使譜燈型原子頻標(biāo)a整機(jī)置于恒溫的工作環(huán)境、光譜燈b的工作溫度穩(wěn)定。具體地，一方面，恒溫箱201被啟動(dòng)后，將根據(jù)主控模塊205的溫度設(shè)定控制字進(jìn)行溫度恒定工作，并使置于恒溫箱201內(nèi)的譜燈型原子頻標(biāo)a的工作環(huán)境的溫度穩(wěn)定。假設(shè)主控模塊205設(shè)置的恒溫箱201的預(yù)定恒溫溫度為！\。例如，恒溫箱201的精度為0.1°C,T1為25°C，那么，原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度將穩(wěn)定在25°C ±0.1°C范圍內(nèi)。另一方面，主控模塊205通過(guò)設(shè)定溫控模塊202中數(shù)字電位計(jì)2022的阻值來(lái)間接設(shè)定光譜燈b的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值。假設(shè)該預(yù)設(shè)值為t，例如，t為120°C。步驟B:第一測(cè)溫模塊203測(cè)量譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并將測(cè)量出的溫度值發(fā)送至主控模塊205。第二測(cè)溫模塊204測(cè)量光譜燈b的實(shí)際工作溫度，并將測(cè)量出的溫度值發(fā)送至主控模塊205。具體地，設(shè)在恒溫箱201內(nèi)部的第一測(cè)溫模塊203的阻值將隨著恒溫箱201溫度的變化而發(fā)生變化，此電阻值反映了譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，并將測(cè)量信息傳遞給主控模塊205。假設(shè)第一測(cè)溫模塊203測(cè)出的譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度為T(mén)1。具體地，在惠斯通電橋作用下，一旦Uab不為0，則使能恒溫芯片2024工作，直至光譜燈b的工作溫度恒定在預(yù)置的溫度點(diǎn)t，此時(shí)，第二測(cè)溫模塊的阻值應(yīng)與數(shù)字電位計(jì)2022和熱敏電阻2023接近，并將此測(cè)量信息傳遞至處理器。假設(shè)第二測(cè)溫模塊204測(cè)出的光譜燈b的實(shí)際工作溫度為V。同時(shí)，主控模塊205記錄T/和V。步驟C:主控模塊205改變恒溫箱201的預(yù)定恒溫溫度，并測(cè)量和記錄改變前后譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度變化差、以及改變前后光譜燈b的實(shí)際工作溫度變化差。同步驟A，主控模塊205通過(guò)溫度設(shè)定控制字改變恒溫箱201的恒溫溫度為T(mén)2,例如T2為26°C，那么譜燈型原子頻標(biāo)a的工作環(huán)境溫度將穩(wěn)定在26°C ±0.1°C范圍內(nèi)。相應(yīng)的，可以得到譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度，假設(shè)該譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度為T(mén)2’。那么，改變前后譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度變化差為，IV-T2’。但是，此時(shí)并不改變光譜燈b的預(yù)定工作溫度t (即數(shù)字電位計(jì)2022的阻值)，僅測(cè)量得到光譜燈b的實(shí)際工作溫度，假設(shè)光譜燈b的實(shí)際工作溫度為t2’。那么，改變前后光譜燈b的實(shí)際工作溫度變化差為，V -t2’。步驟D:將該譜燈型原子頻標(biāo)a的實(shí)際工作環(huán)境溫度變化差除以該光譜燈b的實(shí)際工作溫度變化差 ，并獲取除運(yùn)算的絕對(duì)值，得到光譜燈b的控溫因子。具體地，光譜燈b的控溫因子的計(jì)算公式為:
權(quán)利要求1.一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置，所述裝置包括用于控制譜燈型原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度的恒溫箱、以及用于控制所述光譜燈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)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述譜燈型原子頻標(biāo)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)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且所述光譜燈的預(yù)定工作溫度維持所述預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量所述光譜燈的實(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)置所述譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度和所述光譜燈的預(yù)定工作溫度，并根據(jù)測(cè)得的所述譜燈型原子頻標(biāo)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、以及所述光譜燈的所述第一實(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，所述譜燈型原子頻標(biāo)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，所述溫控模塊包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻、數(shù)字電位計(jì)、熱敏電阻、溫控芯片和電源；其中，所述兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻的一端相連，其中一個(gè)所述對(duì)稱(chēng)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(chēng)電阻的另一端與所述熱敏電阻的一端連接；所述數(shù)字電位計(jì)的另一端與所述熱敏電阻的另一端連接；所述溫控芯片的一端連在所述數(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(chēng)電阻之間，所述溫控芯片的另一端連在所述熱敏電阻和與所述熱敏電阻相鄰的所述對(duì)稱(chēng)電阻之間；所述兩個(gè)對(duì)稱(chēng)電阻的連接點(diǎn)與所述電源連接；所述數(shù)字電位計(jì)與所述熱敏電阻的連接點(diǎn)接地。
4.如權(quán)利要求1-3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。
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第二測(cè)溫模塊為熱敏電阻，所述熱敏電阻貼在所述光譜燈的表面。
6.如權(quán)利要求1-3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(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光譜燈控溫性能的評(píng)估裝置，屬于原子頻標(biāo)領(lǐng)域。裝置恒溫箱；溫控模塊；用于當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第一工作環(huán)境溫度且光譜燈的預(yù)定工作溫度為預(yù)設(shè)值時(shí)，以及當(dāng)譜燈型原子頻標(biāo)的預(yù)定工作環(huán)境溫度為第二工作環(huán)境溫度且光譜燈的預(yù)定工作溫度維持預(yù)設(shè)值不變時(shí)，分別測(cè)量譜燈型原子頻標(biāo)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)量光譜燈的第一實(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、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)量控溫因子。
文檔編號(hào)G05D23/24GK203084575SQ20122065380
公開(kāi)日2013年7月24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 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)