用于工作环境参数测量的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于工作环境参数测量的系统，包括原子频标；光谱灯；恒温箱；中央处理器；显示模块；控温模块；第一温度采集模块；第二温度采集模块；电源模块；其中，光谱灯设置在原子频标的内部；原子频标置于恒温箱中；中央处理器分别与恒温箱、显示模块、温模块、第一温度采集模块、第二温度采集模块连接及显示模块连接；控温模块与光谱灯连接；第一温度采集模块粘贴在所述光谱灯的表面；第二温度采集模块粘贴在所述恒温箱的内部；电源模块分别与所述中央处理器及所述显示模块连接。本实用新型具有结构简单、测量方便及成本低廉的特点。
【专利说明】用于工作环境参数测量的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量【技术领域】，具体涉及一种用于工作环境参数测量的系统。
【背景技术】
[0002]原子频标在长期稳定工作时，必须依赖整机系统中的物理及电路部分，而作为原子频标光源的光谱灯，其是否稳定工作将直接影响到整机的性能。灯温控温因子是衡量光谱灯工作环境温度是否稳定的一个重要指标，而如何结合实际光谱灯加热机制，通过一个简单的测量系统去测量内部设有光谱灯原子频标工作环境温度参数信息，以达到测量方便、简单及成本低廉目的，一直是现有技术中急需解决的问题。
实用新型内容
[0003]鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于工作环境参数测量的系统。
[0004]本实用新型提供的一种用于工作环境参数测量的系统，包括:
[0005]原子频标；光谱灯；用于对所述原子频标进行恒温控制的恒温箱；用于发送、接收及存储温度参数信息的中央处理器；用于对所述温度参数信息进行显示的显示模块；用于对所述光谱灯的工作温度进行控制的控温模块；用于对所述光谱灯的工作温度进行实时采集的第一温度采集模块；用于对所述恒温箱的工作温度进行实时采集的第二温度采集模块；以及，用于分别对所述中央处理器、所述显示模块提供电源的电源模块；其中，所述光谱灯设置在所述原子频标的内部；原子频标置于所述恒温箱中；所述中央处理器分别与所述恒温箱、所述显示模块、所述控温模块、所述第一温度采集模块、所述第二温度采集模块连接及所述显示模块连接；所述控温模块与所述光谱灯连接；所述第一温度采集模块粘贴在所述光谱灯的表面；所述第二温度采集模块粘贴在所述恒温箱的内部；所述电源模块分别与所述中央处理器及所述显示模块连接。
[0006]进一步地，所述控温模块包括:惠斯通电桥及用于对所述光谱灯实施加热的温控芯片；所述惠斯通电桥分别与所述温控芯片及所述中央处理器连接；所述温控芯片粘贴在所述光谱灯的表面。
[0007]进一步地，所述第一温度采集模块包括第一热敏电阻；和/或，所述第二温度采集模块包括第二热敏电阻。
[0008]进一步地，所述恒温箱与所述处理器通过有线传输方式进行信号传输；或者，所述恒温箱与所述处理器通过无线传输方式进行信号传输。
[0009]进一步地，所述温控芯片的型号为MAX6657。
[0010]进一步地，所述第一温度采集模块与所述中央处理器通过有线传输方式进行信号传输；或者，所述第一温度采集模块与所述中央处理器通过无线传输方式进行信号传输。
[0011]进一步地，所述第二温度采集模块与所述中央处理器通过有线传输方式进行信号传输；或者，所述第二温度采集模块与所述中央处理器通过无线传输方式进行信号传输。
[0012]进一步地，所述显示模块是型号为HKC T7000plus的液晶显示器。
[0013]根据本实用新型提供的用于工作环境参数测量的系统，通过将光谱灯设置在原子频标的内部；且原子频标置于恒温箱中；同时中央处理器分别与恒温箱、显示模块、控温模块、第一温度采集模块、第二温度采集模块及显示模块连接；控温模块与光谱灯连接；第一温度采集模块粘贴在光谱灯的表面；第二温度采集模块粘贴在所述恒温箱的内部；电源模块分别与所述中央处理器及所述显示模块连接；实现了中央处理器通过命令字设定恒温箱的恒定工作温度T、光谱灯的恒定工作温度t ;第一温度采集模块粘贴在光谱灯的表面实时采集光谱灯的实际工作温度t’，并将实际工作温度t’数值信号传输至中央处理器进行存储；第二温度采集模块粘贴在恒温箱的内部实时采集恒温箱的实际工作温度T’，并将实际工作温度T’数值信号传输至中央处理器进行存储；并最终由显示模块将各种参数进行实时显示，进一步获取灯温控温因子，由此解决了现有技术中如何结合实际光谱灯加热机制，通过一个简单的测量系统去测量内部设有光谱灯原子频标工作环境温度参数信息，以达到测量方便、简单及成本低廉目的；即本实用新型具有结构简单、测量方便及成本低廉的特点。
[0014]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的【具体实施方式】。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0016]图1示出了本实用新型实施例提供的用于工作环境参数测量的系统的整体结构框图；以及
[0017]图2示出了本实用新型实施例提供的控温模块、光谱灯、中央处理器及第一温度采集模块的连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019]请参阅图1，本实用新型提供了一种用于工作环境参数测量的系统，具体包括如下组成部分:原子频标；光谱灯；用于对原子频标进行恒温控制的恒温箱；用于发送、接收及存储温度参数信息的中央处理器；用于对温度参数信息进行显示的显示模块；用于对光谱灯的工作温度进行控制的控温模块；用于对光谱灯的工作温度进行实时采集的第一温度采集模块；用于对恒温箱的工作温度进行实时采集的第二温度采集模块；以及，用于分别对中央处理器、显示模块提供电源的电源模块。优选的，显示模块可以是型号为HKCT7000pluS的液晶显示器。
[0020]具体而言，光谱灯设置在原子频标的内部；原子频标置于恒温箱中，并依赖恒温箱为内部设有光谱灯的原子频标构造一个恒定温度的工作环境；同事，中央处理器分别与恒温箱、显示模块、控温模块、第一温度采集模块、第二温度采集模块连接及显示模块连接，用于通过命令字设定恒温箱的恒定工作温度T、用于通过控温模块设定光谱灯的恒定工作温度t;第一温度采集模块粘贴在光谱灯的表面，用于实时采集光谱灯的实际工作温度t’，并将实际工作温度t’数值信号传输至中央处理器进行存储；第二温度采集模块粘贴在所述恒温箱的内部，用于实时采集恒温箱的实际工作温度T’，并将实际工作温度T’数值信号传输至中央处理器进行存储；电源模块分别与中央处理器及显示模块连接。优选的，为提高本系统的测量精度，上述恒温箱的控温精度应优于0.1°C。
[0021 ] 本实施例中，控温模块包括:惠斯通电桥(电路)及用于对光谱灯实施加热的温控芯片；其中，惠斯通电桥分别与温控芯片及中央处理器连接；温控芯片粘贴在光谱灯的表面。
[0022]请参阅图2，需要指出的是，惠斯通电桥(电路)可由两个对称电阻R及一个数字电位计(Ro)、第三热敏电阻(Rk)构成。其中，对称电阻R的选型应满足同一厂商同一批次，即保证两个对称电阻R参数一致(尤其是温度系数)，此外还应保证R与Ro、Rk阻值接近。中央处理器通过命令字对Ro进行赋值，Ro的具体阻值反映了光谱灯预设定的工作温度t。当Ro Φ Rk时，在电桥两端A、B处会形成电动势梯度Uab, Uab可以为正，也可以为负，当Ro=Rk时，则UAB=0。温控芯片贴于光谱灯外表面，用以对光谱灯实施加热，其加热机制由Uab决定，Uab为正或负，对应的，温控芯片则实施加热或制冷，一直持续到Uab=O，此时光谱灯的实际工作温度已经在处理器设定的Ro值工作点，即Rk=Ro。第一温度采集模块贴于光谱灯表面，用以测量光谱灯实际工作温度t’，并将测量信息反馈给中央处理器。优选的，第一温度采集模块包括第一热敏电阻；第二温度采集模块包括第二热敏电阻；温控芯片的型号可以为MAX6657。
[0023]需要进一步说明的是，对于本系统中的信号传输方式而言，恒温箱与中央处理器可以通过有线传输方式进行信号传输；恒温箱与中央处理器还可以通过无线传输方式进行信号传输。第一温度采集模块、第二温度采集模块与中央处理器可以通过有线传输方式进行信号传输；第一温度采集模块、第二温度采集模块与中央处理器还可以通过无线传输方式进行信号传输。
[0024]为对本实用新型实施例提供了一种用于工作环境参数测量的系统作详细说明，以支持本实用新型所要解决的技术问题，例举如下具体参数进行详细阐述:
[0025]首先，中央处理器通过命令字设定恒温箱的工作温度Tl为25V，恒温箱根据中央处理器的温度设定控制字进行温度恒定工作，并使置于恒温箱中的原子频标环境温度稳定在T1=25°C ±0.1°C范围内；贴于恒温箱内部的第二热敏电阻阻值将随着恒温箱温度的变化而发生变化，此电阻值反映了原子频标工作的实际环境温度Tl’，并将实际环境温度Tl’的数值信息通过有线或无线的方式传递给中央处理器。
[0026]其次，中央处理器通过设定光谱灯中的数字电位计(Ro)的阻值来间接设定光谱灯工作温度tl为120°C，在惠斯通电桥作用下，一旦Ro Φ Rk则使能温控芯片工作，直致光谱灯工作温度恒定在预置的温度点，此时第一热敏电阻(Rz)的阻值应与Ro、Rk接近，并将实际环境温度tl’的数值信息通过有线或无线的方式传递给中央处理器。
[0027]因此，中央处理器就记录了原子频标工作的环境温度Tl’及光谱灯工作温度tl’的信息。同理，中央处理器通过温度设定命令字改变恒温箱的恒温环境温度为T2=26°C ±0.1°C范围，相应的可以得到原子频标工作环境温度信息T2’;但此时并不改变光谱灯的工作温度(即Ro的阻值)，测量得到光谱灯内部工作温度t2’ ；
[0028]最终，通过依赖本系统测量的原子频标工作的环境温度Tl’及T2’、光谱灯工作温度tl’及t2’ ；根据公式:
丁’ —T’
[0029]-4——Γ-
tI _ti
[0030]即可获取光谱灯控温因子；如上述原子频标外界工作环境温度变化1°C，即Tl，=25。。，T2’ =26°C，而光谱灯内部工作温度变化为 0.01°C，即 tl’ =120°C，t2’ =120.01°C，则光谱灯控温因子为100，显然这个值越大越好，它反映了光谱灯控温能力。
[0031]根据本实用新型提供的用于工作环境参数测量的系统，通过将光谱灯设置在原子频标的内部；且原子频标置于恒温箱中；同时中央处理器分别与恒温箱、显示模块、控温模块、第一温度采集模块、第二温度采集模块及显示模块连接；控温模块与光谱灯连接；第一温度采集模块粘贴在光谱灯的表面；第二温度采集模块粘贴在所述恒温箱的内部；电源模块分别与所述中央处理器及所述显示模块连接；实现了中央处理器通过命令字设定恒温箱的恒定工作温度T、光谱灯的恒定工作温度t ;第一温度采集模块粘贴在光谱灯的表面实时采集光谱灯的实际工作温度t’，并将实际工作温度t’数值信号传输至中央处理器进行存储；第二温度采集模块粘贴在恒温箱的内部实时采集恒温箱的实际工作温度T’，并将实际工作温度T’数值信号传输至中央处理器进行存储；并最终由显示模块将各种参数进行实时显示，进一步获取灯温控温因子，由此解决了现有技术中如何结合实际光谱灯加热机制，通过一个简单的测量系统去测量内部设有光谱灯原子频标工作环境温度参数信息，以达到测量方便、简单及成本低廉目的；即本实用新型具有结构简单、测量方便及成本低廉的特点。
[0032]在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0033]类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循【具体实施方式】的权利要求书由此明确地并入该【具体实施方式】，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
[0034]此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0035]应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
【权利要求】
1.一种用于工作环境参数测量的系统，其特征在于，包括: 原子频标；光谱灯；用于对所述原子频标进行恒温控制的恒温箱；用于发送、接收及存储温度参数信息的中央处理器；用于对所述温度参数信息进行显示的显示模块；用于对所述光谱灯的工作温度进行控制的控温模块；用于对所述光谱灯的工作温度进行实时采集的第一温度采集模块；用于对所述恒温箱的工作温度进行实时采集的第二温度采集模块；以及，用于分别对所述中央处理器、所述显示模块提供电源的电源模块；其中， 所述光谱灯设置在所述原子频标的内部；原子频标置于所述恒温箱中； 所述中央处理器分别与所述恒温箱、所述显示模块、所述控温模块、所述第一温度采集模块、所述第二温度采集模块及所述显示模块连接； 所述控温模块与所述光谱灯连接； 所述第一温度采集模块粘贴在所述光谱灯的表面；所述第二温度采集模块粘贴在所述恒温箱的内部； 所述电源模块分别与所述中央处理器及所述显示模块连接； 所述第一温度采集模块与所述中央处理器通过有线传输方式进行信号传输；或者，所述第一温度采集模块与所述中央处理器通过无线传输方式进行信号传输； 所述第二温度采集模块与所述中央处理器通过有线传输方式进行信号传输；或者，所述第二温度采集模块与所述中央处理器通过无线传输方式进行信号传输。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述控温模块包括:惠斯通电桥及用于对所述光谱灯实施加热的温控芯片； 所述惠斯通电桥分别与所述温控芯片及所述中央处理器连接；所述温控芯片粘贴在所述光谱灯的表面。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于: 所述第一温度采集模块包括第一热敏电阻； 和/或， 所述第二温度采集模块包括第二热敏电阻。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于: 所述恒温箱与所述处理器通过有线传输方式进行信号传输； 或者， 所述恒温箱与所述处理器通过无线传输方式进行信号传输。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于: 所述温控芯片的型号为MAX6657。
6.如权利要求2所述的系统，其特征在于: 所述显示模块是型号为HKC T7000plus的液晶显示器。
【文档编号】G01K7/22GK204064498SQ201420193270
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】雷海东 申请人:江汉大学