Cpu散热器热阻智能测试系统及其测试方法
【专利摘要】本发明涉及一种CPU散热器热阻智能测试系统及其测试方法，包括输出显示器、输入键盘、单片机、模拟恒功率热源体、数字温度传感器W1、数字温度传感器W2和CPU散热器，所述的输出显示器与单片机的输出端连接，所述的输入键盘、数字温度传感器W1和数字温度传感器W2分别与单片机的输入端连接，模拟恒功率热源体与单片机的输入输出端连接，所述的数字温度传感器W1安装在模拟恒功率热源体和CPU散热器之间，数字温度传感器W2安装在CPU散热器远离模拟恒功率热源体的一侧。本发明能自动测量记录CPU散热器的温度及热阻，能广泛用于CPU散热器及其它散热器的生产检测、产品研发场合。具有测量准确、安全可靠、操作简单等特点。
【专利说明】CPU散热器热阻智能测试系统及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热阻测试系统及方法，特别是一种CPU散热器热阻智能测试系统及其测试方法。
【背景技术】
[0002]对热阻的精确测量是设计具有优良散热性能的CPU散热器的前提。所以在计算机CPU散热器的研发及生产中，需要有一个可以快速定量测量其散热能力的设备，对散热器散热效果进行量化和直接比较，以保证所生产产品的可靠性和一致性。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种CPU散热器热阻智能测试系统及其测试方法，该系统能模拟CPU产生一个恒定发热功率的热源体，自动测量记录CPU散热器的温度及热阻。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是:一种CPU散热器热阻智能测试系统，其特征在于:包括输出显示器、输入键盘、单片机、模拟恒功率热源体、数字温度传感器W1、数字温度传感器W2和CPU散热器，所述的输出显示器与单片机的输出端连接，所述的输入键盘、数字温度传感器W1和数字温度传感器W2分别与单片机的输入端连接，所述的模拟恒功率热源体与单片机的输入输出端连接，所述的数字温度传感器W1安装在模拟恒功率热源体和CPU散热器之间，所述的数字温度传感器W2安装在CPU散热器远离模拟恒功率热源体的一侧。
[0005]本发明的进一步技术方案是:所述的模拟恒功率热源体包括晶体三极管、电压数据采集电路、电流数据采集电路和恒功率电流输出电路，所述的电压数据采集电路和电流数据采集电路分别与单片机的输入端连接，所述的电压数据采集电路用于采集晶体三极管两端的电压并将采集的电压数据输入至单片机，所述的电流数据采集电路用于采集晶体三极管的电流并将采集的电流数据输入单片机，所述的恒功率电流输出电路与单片机的输出端连接，该恒功率电流输出电路将单片机处理后的恒功率电流输送至晶体三极管。
[0006]所述的电压数据采集电路包括A/D转换器及其电路，所述的电流数据采集电路包括电流取样电阻、A/D转换器及其电路，所述的恒功率电流输出电路包括放大驱动器、D/A转换器及其电路。
[0007]在所述的CPU散热器远离模拟恒功率热源体一侧安装有电风扇，所述的数字温度传感器W2安装在电风扇的进气口上。
[0008]本发明的又进一步技术方案是:一种CPU散热器热阻智能测试系统的测试方法，在CPU散热器一侧安装模拟恒功率热源体，将数字温度传感器W1安装在该热源体与CPU散热器之间，测量热源温度T2，将数字温度传感器W2安装在CPU散热器远离该热源体的一侧，测量环境温度T1，所述的数字温度传感器W1和数字温度传感器W2测得的温度数据分别送入单片机的输入接口，经单片机依据热阻公式Θ = (T2-T1) /P运算后通过输出显示器实时显示当前热阻值，待CPU散热器达到热平衡，输入功率和温度显示稳定后，所显示的热阻值即为(PU散热器的实际热阻值，其中，所述的Θ为热阻值，所述的P为模拟恒功率热源体的功率。
[0009]所述的模拟恒功率热源体的具体实现方法为:利用晶体三极管作为可控功率模拟热源，在晶体三极管的D、S端进行工作电压取样，所得的取样数据经电压数据采集电路送入单片机输入接口，又对晶体三极管的S极上安装的电流取样电阻两端作电流在该电阻上所产生的压降进行取样，所得的取样数据经电流数据采集电路送入单片机输入接口，单片机将所采集的晶体三极管的工作电压和电流值进行实时运算，并与输入键盘输入的设定值比较后将电流修正值通过恒功率电流输出电路实施对恒功率工作电流控制，使热源体功率逐渐逼近设定值，同时修正由热效应造成的工作点漂移、稳定功率，得到模拟恒功率热源体。
[0010]所述的电压数据采集电路包括A/D转换器及其电路，所述的电流数据采集电路包括电流取样电阻、A/D转换器及其电路，所述的恒功率电流输出电路包括放大驱动器、D/A转换器及其电路。
[0011]由于采用上述技术方案，本发明之CPU散热器热阻智能测试系统及其测试方法具有以下有益效果:
本发明依据热传导原理，利用高精度数字温度传感器和单片机，设计了用于测量CPU散热器散热性能的专用系统，该系统能模拟CPU产生一个恒定发热功率的热源体，自动测量记录CPU散热器的温度及热阻，能广泛用于CPU散热器及其它散热器的生产检测、产品研发场合。本发明具有测量准确、安全可靠、操作简单等特点。
[0012]下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明之CPU散热器热阻智能测试系统及其测试方法的技术特征作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:为CPU散热器热阻智能测试系统框图。
[0014]图2:为模拟恒功率热源体框图，
图2中，Q1为90N20晶体三极管，R为电流取样电阻。
[0015]图3:为CPU散热器热阻测试示意图，
图3中，I为模拟恒功率热源体，W1为数字温度传感器，2为CPU散热器，3为电风扇，W2为数字温度传感器，箭头方向为风向。
[0016]图4:为恒功率控制电路图，
图4中，U2、U3S ICL7135是14位A/D转换，负责对热源功率的工作电压和电流的数据采集；U4、U5、U7为MC1403高精度电压供电给A/D芯片提供精准电源；U6为TLC5615用作10位D/A转换，控制电流；U8为运算放大器0P27用于热源的驱动；U9是⑶4024B七级分频器，为A/D芯片提供采样频率W1为90N20晶体三极管作可控功率模拟热源。
[0017]图5:为温度检测及热阻测量电路图，
图5中，Wp W2为高精度数字温度传感器DS18B20，分别用于热源和环境温度的数据采集办为主控单片机AT89S52，主要负责数据的收集和处理、运算结果的显示和功能的控制；U12为外存储器24C02，存储所设置的工作模式和参数。
【具体实施方式】[0018]1.测量和计算的理论依据:
热阻是评价物体散热性能的重要参数，根据热传导理论，在一维稳态、无内热源情况下，热阻Θ就是热流量通过物体时，在物体两端形成的温度差。
[0019]即
【权利要求】
1.一种CPU散热器热阻智能测试系统，其特征在于:包括输出显示器、输入键盘、单片机、模拟恒功率热源体、数字温度传感器W1、数字温度传感器W2和CPU散热器，所述的输出显示器与单片机的输出端连接，所述的输入键盘、数字温度传感器W1和数字温度传感器W2分别与单片机的输入端连接，所述的模拟恒功率热源体与单片机的输入输出端连接，所述的数字温度传感器W1安装在模拟恒功率热源体和CPU散热器之间，所述的数字温度传感器W2安装在CPU散热器远离模拟恒功率热源体的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种CPU散热器热阻智能测试系统，其特征在于:所述的模拟恒功率热源体包括晶体三极管、电压数据采集电路、电流数据采集电路和恒功率电流输出电路，所述的电压数据采集电路和电流数据采集电路分别与单片机的输入端连接，所述的电压数据采集电路用于采集晶体三极管两端的电压并将采集的电压数据输入至单片机，所述的电流数据采集电路用于采集晶体三极管的电流并将采集的电流数据输入单片机，所述的恒功率电流输出电路与单片机的输出端连接，该恒功率电流输出电路将单片机处理后的恒功率电流输送至晶体三极管。
3.根据权利要求2所述的一种CPU散热器热阻智能测试系统，其特征在于:所述的电压数据采集电路包括A/D转换器及其电路，所述的电流数据采集电路包括电流取样电阻、A/D转换器及其电路，所述的恒功率电流输出电路包括放大驱动器、D/A转换器及其电路。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种CPU散热器热阻智能测试系统，其特征在于:在所述的CPU散热器远离模拟恒功率热源体一侧安装有电风扇，所述的数字温度传感器W2安装在电风扇的进气口上。
5.—种CPU散热器热阻智能测试系统的测试方法,其特征在于:在CPU散热器一侧安装模拟恒功率热源体，将数字温度传感器W1安装在该热源体与CPU散热器之间，测量热源温度T2，将数字温度传感器W2安装在CPU散热器远离该热源体的一侧，测量环境温度T1，所述的数字温度传感器W1和数字温度传感器W2测得的温度数据分别送入单片机的输入接口，经单片机依据热阻公式Q=CT2-T1VP运算后通过输出显示器实时显示当前热阻值，待CPU散热器达到热平衡，输入功率和温度显示稳定后，所显示的热阻值即为CPU散热器的实际热阻值，其中，所述的Θ为热阻值，所述的P为模拟恒功率热源体的功率。
6.根据权利要求5所述的一种CPU散热器热阻智能测试系统的测试方法，其特征在于:所述的模拟恒功率热源体的具体实现方法为:利用晶体三极管作为可控功率模拟热源，在晶体三极管的D、S端进行工作电压取样，所得的取样数据经电压数据采集电路送入单片机输入接口，又对晶体三极管的S极上安装的电流取样电阻两端作电流在该电阻上所产生的压降进行取样，所得的取样数据经电流数据采集电路送入单片机输入接口，单片机将所采集的晶体三极管的工作电压和电流值进行实时运算，并与输入键盘输入的设定值比较后将电流修正值通过恒功率电流输出电路实施对恒功率工作电流控制，使热源体功率逐渐逼近设定值，同时修正由热效应造成的工作点漂移、稳定功率，得到模拟恒功率热源体。
7.根据权利要求6所述的一种CPU散热器热阻智能测试系统的测试方法，其特征在于:所述的电压数据采集电路包括A/D转换器及其电路，所述的电流数据采集电路包括电流取样电阻、A/D转换器及其电路，所述的恒功率电流输出电路包括放大驱动器、D/A转换器及其电路。
【文档编号】G01M99/00GK104006983SQ201410246065
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】黎艺华, 欧艳华 申请人:柳州职业技术学院