用于设备温度稳定的系统和方法

用于设备温度稳定的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于设备温度稳定的系统和方法。提供了一种温度稳定的设备和用于温度稳定的方法。温度稳定的设备包括：具有第一表面的基板，装配在基板的第一表面上的至少一个组件，和包括热电材料的第一保形层，其中所述第一保形层在所述至少一个组件之上。第一温度控制电路电耦合到第一保形层。第一温度控制电路被配置为控制通过第一保形层的电流。通过第一保形层的电流被控制以将所述至少一个组件维持在目标操作温度处。
【专利说明】用于设备温度稳定的系统和方法
[0001 ]本申请对2015年2月10日提交的62/114，220号美国临时申请要求优先权权益，所述申请的公开内容通过引用被并入。
【背景技术】
[0002]几乎所有的传感器都是温度敏感的。补偿该敏感性的能力在传感器的最终性能中起着主要作用。这样的传感器的一个示例是用于惯性测量的微机电系统(MEMS)陀螺仪。
[0003]多年来，温度稳定已被用作减少温度引起的变化的一种方式。一种常见的方法是对传感器或系统进行“烘箱化”(0VeniZe)。这意味着系统中的加热器提升传感器温度并将其稳定在刚好略微高于系统最大操作温度的某个值处。例如，如果设备具有从_55°C到+85°C的正常操作温度范围，则温度稳定可以建立在90°C到95°C处。使用这种技术，只需要提供热，其中在某些时候提供较多热并且在其它时候提供较少热。“烘箱化”的优点在于在设备内加热通常比冷却更易实现。但是存在很多缺点，包括:在较高的温度下噪声几乎总是较高;在较高的温度下，设备寿命缩减;在较高的温度下，可靠性较低;在较高的温度下，机械稳定性(例如，金属蠕变或聚合物老化)降级;且维持较高温度需要相当大的功率。此外，这些缺点倾向于随着温度增加而按指数规律变得更坏。
[0004]由于上述原因和下述在阅读和理解说明书时对于本领域技术人员将变得显而易见的其它原因，在本领域中存在对用于提供设备温度稳定的可替换系统和方法的需要。

【发明内容】

[0005]提供一种温度稳定的(temperature stabilized)设备和用于温度稳定的方法。温度稳定的设备包括具有第一表面的基板(substrate)，装配在基板的第一表面上的至少一个组件，以及包括热电材料的第一保形(conformal)层，其中第一保形层在所述至少一个组件之上。第一温度控制电路电耦合到第一保形层。第一温度控制电路被配置为控制通过第一保形层的电流。通过第一保形层的电流被控制成将所述至少一个组件维持在目标操作温度处。
【附图说明】
[0006]从参照附图的以下描述中，本发明的特征对本领域技术人员将变得显而易见。理解到附图仅仅描绘了典型实施例并且因此不要被认为是在范围方面有所限制，将通过使用附图、以附加的特征和细节来描述本发明，其中:
[0007]图1A是根据一个实施例的具有热电(TE)材料的保形层的温度稳定的设备的横截面侧视图；
[0008]图1B是图示了TE材料的保形层的一个实施例的图解；
[0009]图1C是图示了TE材料的保形层的另一实施例的图解；
[0010]图2是根据另一实施例的具有TE材料的保形层(其被图案化成多个独立可控区)的温度稳定的设备的横截面侧视图；
[0011]图3A是图2的温度稳定的设备的顶视图，其在没有多个独立可控区的情况下示出；
[0012]图3B是图2的温度稳定的设备的顶视图，其在具有多个独立可控区的情况下示出；
[0013]图4是图示了根据可替换实施例的可以与图2的温度稳定的设备一起实现的温度控制器设备的图解；
[0014]图5是针对示例性实施例的关于温度的输出的图表；
[0015]图6是图示了根据一个实施例的可以与图2的温度稳定的设备一起实现的温度补偿器的图解；
[0016]图7是图示了根据一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]在下面的【具体实施方式】中，参考形成其一部分的附图，并且在其中作为本发明可以实践在其中的具体说明性实施例而示出。以充分的细节来描述这些实施例，以使得本领域技术人员能够实践本发明，并且要理解的是可以利用其它实施例并且可以做出逻辑、机械和电气改变而不背离本发明的范围。因此，以下的【具体实施方式】不要以限制性意义来理解。
[0018]本文中公开了用于设备的温度稳定的系统和方法。通常，采用一种或多种热电(TE)材料的保形层来稳定设备温度。如以下所述，在一些实施例中，TE材料的保形层的不同区可以以图案化的方式施加。
[0019]如本文中所使用的，在一个实施例中，“保形层”或“保形涂层”可以包括由一种类型的TE材料组成的同质层或涂层，所述TE材料诸如掺杂的η型材料或掺杂的P型材料。在该实施例中，导体附连到TE材料的顶表面和底表面二者。电流传递自一个导体，通过TE材料，然后通过另一个导体而出，以实现TE材料中的温度改变。
[0020]在另一个实施例中，“保形层”或“保形涂层”可以包括两个或更多不同的TE材料，诸如TE材料的掺杂的η型和掺杂的P型区域。在该实施例中，分离的导体附连到η型和P型区域中每一个的顶表面，并且另一个导体电连接η型和P型区域的底表面。为了实现温度改变，电流传递自被附连到η型区域的顶表面的导体，通过η型TE材料，然后通过底部导体到达P型TE材料，并最终通过被附连到P型区域的顶表面的导体而出。
[0021]在热电或珀耳帖效应中，跨包括两种不同的TE材料(诸如η型和P型材料)的TE结所施加的电流引起温度改变。TE材料可以产生加热和冷却二者，并且因此，在一个实施例中，使得能够实现以中等或低温度的温度稳定。使用相对较低的稳定温度减少或消除了与高温标准烘箱化相关联的问题，并且相对于以高温的稳定提供了许多优点。
[0022]在各种实施例中，TE材料被应用为保形层或涂层膜，而不是传统的刚性无机TE材料。TE材料可以包括聚合物、纳米颗粒、嵌入在聚合物中的纳米颗粒、或其它涂层膜。此外，不同的TE材料可以形成为具有带TE结的微观结构，在所述TE结处不同的TE材料彼此对接。TE材料可以通过任何适当的技术被施加为保形层或涂层膜，诸如但不限于，喷涂、浸涂、旋压、喷墨印刷、或其它常规的涂层或沉积技术。
[0023]TE材料可以施加在宽范围的表面形貌上，诸如其中已经装配了包括不同形状和尺寸的传感器和电子器件的组件的电路板的表面上。结果是TE材料的保形层在组件之上，其中保形层与电路板的每一个暴露表面和该处施加了 TE材料的电路板区域中的组件具有一致的热接触。最后，TE材料的保形层可以被图案化，以允许在不同区内对设备(例如，电路板)的局部温度控制，而不是只有单一的全局温度控制。这导致更快的稳定，以及对跨设备的温度梯度和温度瞬变(transient)的显著更好的控制。
[0024]以下参照附图来描述本系统和方法的进一步细节。
[0025]图1A图示了根据一个实施例的温度稳定的设备100。设备100包括具有第一表面107的基板105，在第一表面107上装配了一个或多个组件110 JE材料的单个保形层112覆盖组件110。包括温度控制器115和至少一个温度传感器116的温度控制电路电耦合到保形层112。在一个实施例中，温度控制电路被配置为控制通过保形层112中的TE结的电流。
[0026]在一个实施例中，设备100包括含有微机电系统(MEMS)设备或MEMS设备的部分的电路。例如，设备100可以是MEMS陀螺仪，或MEMS陀螺仪的部分，其输出旋转速率测量。在其它实施例中，设备100可以是专用集成电路(ASIC)，或单个组件设备，诸如半导体激光器。
[0027]在一些实现方式中，基板105包括电路基板或电路板，诸如印刷电路板(PCB)，其上装配了多个设备组件。在其它实现方式中，基板105可以包括其中期望温度控制的另一种类型的表面，诸如自足式(self-contained)集成电路的基板、半导体激光基板等等。
[0028]组件110可以包括具有不同形状和尺寸并且在操作中时产生不同程度的加热的电气、光学或机械组件。例如，组件110可以是有不同形状和尺寸并且在操作中时产生不同程度的加热的传感器和电子器件。在不同的实现方式中，例如，组件110可以形成用于获得和处理传感器测量、诸如磁性、压力和/或惯性测量的整体系统的至少部分。在其它实现方式中，组件110可以包括诸如在时钟、通信、或产生易受由于温度中的改变所引起的变化所影响的数据输出的任何其它设备中所使用的谐振或定时组件。在其它实现方式中，组件110可以包括光学组件，诸如半导体激光器、光电探测器、以及导波。
[0029]保形层112的TE材料可以包括聚合物、纳米颗粒、嵌入在聚合物中的纳米颗粒，或者其它涂层膜。保形层112可以由一种类型的TE材料组成，诸如η型材料或P型材料。可替换地，保形层112可以包括由两种或多种不同的TE材料(诸如η型和P型材料)组成的微观结构，所述不同的TE材料形成多个TE结，在所述TE结处不同的TE材料彼此对接。保形层112可以通过使用常规涂层或沉积技术而施加在基板105上的组件110上。
[0030]在一个示例性实施例中，保形层112包括TE材料的同质层120，其中第一导体122附连到同质层120的顶表面，并且第二导体124附连到同质层120的底表面，如图1B中所示。在该配置中，电流传递自顶表面上的第一导体122，通过TE材料，然后通过底表面上的第二导体124而出。
[0031]在另一个示例性实施例中，保形层112包括TE材料的至少一个η型区域130和TE材料的至少一个P型区域132的微观结构组合，如图1C中所图示的。在该实施例中，第一导体134附连到η型区域130的顶表面，并且第二导体136附连到P型区域132的顶表面。第三导体138附连到η型区域130和P型区域132的底表面二者。第三导体138连接TE结140，在所述TE结140处η型区域130和P型区域132彼此对接。在该配置中，电流传递自η型区域132的顶表面上的导体134，通过η型TE材料，然后通过导体138，所述导体138将η型区域130的底表面电连接至IJp型区域132的底表面。电流然后通过P型TE材料，并最终通过P型区域132的顶表面上的导体136而出。
[0032]将理解的是，电流也可以在与以上针对图1B和IC的实施例所描述的方向相反的方向上传递。还将认识到，图1C中的顶表面导体134和136可以分别附连到η型区域130和P型区域132的底表面以代替导体138，而同时导体138可以附连到η型区域130和P型区域132的顶表面二者以代替导体134和136，这不改变所描述的实施例的范围。
[0033]温度控制器115可以通过使用被配置用于温度监视和控制的常规处理单元、利用来自温度传感器116的反馈而实现。温度传感器116可以装配到基板105和/或嵌入在保形层112内。在一个实施例中，温度传感器116是装配在基板105的表面上的常规电子或机械传感器设备。在其它实施例中，温度传感器116可以由TE材料组成。例如，在一个实现方式中，温度传感器116可以由与用于形成保形层112的相同的TE材料组成，其中温度传感器116被图案化以使得其与保形层112的加热器/冷却器部分分离。在另一实现方式中，温度传感器116可以由与保形层112不同的TE材料组成，并且可以埋在保形层112的加热器/冷却器部分之下。
[0034]在操作中，通过保形层112的电流受温度控制器115控制，以将组件110的温度维持在目标温度处。在可替换的实现方式中，目标温度可以低到相对于设备100的操作范围的中等温度。例如，在设备100具有从大约-55 0C到大约85 0C的正常操作温度范围的情况下，可以操作温度控制器115以将组件110的温度维持在中等温度范围(例如，从大约1 °C到大约400C)内的特定目标温度处，或在较低温度范围(例如，小于约10°C)内的特定目标温度处。
[0035]在一个实施例中，通过利用来自温度传感器116的温度反馈的温度控制器115实现温度控制。组件110产生的热传导地到达温度传感器116，所述温度传感器116于是将温度信号往回提供到温度控制器115，使得温度控制器115可以调整通过TE材料注入的电流，以维持目标温度。
[0036]当保形层112包括由两种或多种不同的TE材料组成的微观结构时，形成TE结，在所述TE结处不同材料彼此对接。在这样的实现方式中，温度控制器115电耦合到保形层112，所述保形层112通过TE结注入电流，取决于温度控制器115施加的电流的方向而产生加热或冷却效应。在一个实施例中，还可以由温度控制器115、通过调节经由所述结的电流的大小来调整加热或冷却的程度。
[0037]例如，温度控制器115可以被配置为以约20°C的操作温度来维持温度稳定。在温度传感器116感测到小于约20°C的温度(例如，在约_20°C处)的情况下，温度控制器115可以利用产生组件110的加热的方向和大小来施加通过保形层112的电流。在温度传感器116感测到大于约20°C的温度(例如，在约50°C处)的情况下，温度控制器115可以利用产生组件110的冷却的方向和大小来施加通过保形层112的电流。
[0038]图2图示了根据另一实施例的温度稳定的设备200。设备200再次包括基板105和多个组件110，诸如以上针对设备100所描述的。基板105的表面107被细分为多个温度控制区，使得不同组件110驻留在不同的温度控制区内，例如，所述温度控制区在图2中被标识为区A、区B、以及区C13TE材料的独立保形层112a、112b和112c被施加在区A、B和C中每一个中的组件110上。TE材料的保形层可以独立地操作，从而以与以上针对图1A描述的相同方式来使组件110变暖或冷却。
[0039]在该实现方式中，组件110的温度稳定是划区的。也就是说，在温度控制区A、B和C中的每一个内，温度稳定是通过独立的温度控制器115a、115b和115c维持的。此外，一组温度传感器116a、116b和116c各自分别连接到温度控制器115a、115b和115c。
[0040]虽然图2将设备200图示为具有被划分成三个不同的温度控制区的基板105和组件110，但应当领会的是，在其它实现方式中，在不脱离本文中教导的情况下，可以建立任何任意数量的温度控制区(即大于或小于三)。类似地，温度传感器116a、116b和116c可以它们自身各自包括分布在其相应的温度控制区周围的多个温度传感器单元。
[0041]如图2中所示，落在区A内的基板105的区域内的一个或多个组件110覆盖有保形层112a。落在区B内的基板105的区域内的一个或多个组件110覆盖有保形层112b。落在区C内的基板105的区域内的一个或多个组件110覆盖有保形层112C(3TE材料的保形层112a、112b和112c中的每一个彼此物理和电气上分离，以使得每一个都可以被控制为独立于另一个地加热或冷却。
[0042]例如，在区A中，设备200可以包括温度控制电路，所述温度控制电路包括温度控制器115a，所述温度控制器115a耦合到温度传感器116a，并且此外耦合到保形层112a。以上文关于图1A所描述的相同方式，温度控制器115a基于来自温度传感器116a的温度反馈信号来控制通过保形层112a的电流，从而将区A内的组件110维持在目标温度处。
[0043]对于区B，设备200可以包括温度控制电路，所述温度控制电路包括温度控制器115b，所述温度控制器115b耦合到温度传感器116b，并且此外耦合到保形层112b。温度控制器115b基于来自温度传感器116b的温度反馈信号来控制通过保形层112b的电流，从而将区B内的组件110维持在目标温度处。
[0044]类似地，对于区C，设备200可以包括温度控制电路，所述温度控制电路包括温度控制器115c，所述温度控制器115c耦合到温度传感器116c，并且此外耦合到保形层112c。温度控制器115c基于来自温度传感器116c的温度反馈信号来控制通过保形层112c的电流，从而将区C内的组件110维持在目标温度处。
[0045]通过以相同的目标温度设定点(S卩，在该处期望温度稳定的温度)配置温度控制器115a、115b和115c，多个温度控制区可以独立操作，以维持跨基板105上的所有组件110的统一温度。也就是说，施加在每一个温度控制区上的TE材料的保形层中的每一个可以独立地应用加热或冷却，以维持跨基板105上的所有组件110的统一温度。
[0046]例如，区B内的组件110可能在操作期间比区A或区C内的组件110产生相对更多的热。在该示例中，温度控制器115a、115b和115c各自配置有20°C的目标温度，并且设备100周围的环境温度比该目标温度更冷。在其中区A内的组件110本身产生很少热的情况下，温度传感器116a可以感测到小于20 °C目标温度的温度(例如，-20 °C )。温度控制器115a通过如下而进行反应:利用产生区A内的组件110的加热的方向和大小来注入通过保形层112a的电流，从而达到并维持目标温度。
[0047]同时，区B内的组件110产生显著的热量，使得温度传感器116b感测到大于20°C目标温度的温度(例如，50°C)。温度控制器115b通过以下而进行反应:利用产生区B内的组件110的冷却的方向和大小来注入通过保形层112b的电流，从而达到并维持目标温度。利用这种配置，每一个温度控制区可以被独立地调整，使得基板105上的所有组件110以相同的温度操作，从而减少各种组件110中每一个起作用的方式中的不平衡。
[0048]图3A是针对图2所描述的温度稳定的设备200的顶视图，其在没有多个独立可控的TE材料区的情况下示出。图3B是在具有多个独立可控的TE材料区的情况下示出的设备200的顶视图。图3A和3B图示了被细分成温度控制区A、B和C的基板105的表面的示例性布局，其中组件110和温度传感器116a、116b和116c分别在区A、B和C内。虽然图3A和3B将温度控制区图示为饼状楔形物，但应当领会的是，基板105的表面可以被细分成使用被布置成满足设备200的温度稳定需要的任何图案的不同温度控制区。
[0049]如图3B中所图示的，保形层112a、112b和112c分别覆盖区A、B和C中的每一个。所施加的TE材料被图案化以在特定温度控制区内的组件和温度传感器上形成保形层。在区A中，温度控制电路包括温度控制器115a，所述温度控制器115a耦合到温度传感器116a，并且也耦合到保形层112a。在区B中，温度控制电路包括温度控制器115b，所述温度控制器115b耦合到温度传感器116b，并且也耦合到保形层112b。在区C中，温度控制电路包括温度控制器115c，所述温度控制器115c耦合到温度传感器116c，并且也耦合到保形层112c。
[0050]图4图示了根据可替换实施例的可以与温度稳定的设备200—起实现的温度控制器设备310。温度控制器设备310可以包括两个或多个温度控制器115a、115b或115c，所述温度控制器可以集成到温度控制器设备310中。温度控制器设备310从温度传感器116a、116b和116c中的两个或多个接收温度数据，并且向相应的保形层112a、112b和112c输出信号以控制它们相应的温度控制区中的温度。
[0051]在一个这样的实施例中，温度控制器设备310基于来自多个温度传感器的温度数据的函数，调整通过保形层112a、112b和112c中每一个的注入电流。例如，在一个实施例中，温度控制器设备310基于来自温度传感器116a、116b和116c的温度数据的平均或加权平均，调整通过保形层112a、112b和112c中每一个的电流注入。
[0052]在温度稳定的设备在本文中描述的任何保形TE材料层温度稳定方案下操作的情况中，跨设备的温度稳定将提供:每个设备组件在稳定的温度范围内统一地操作。这示出在图5的图表中，其中针对示例性实施例绘制了关于温度的设备输出。从温度^到温度t2，由于温度变化引起的输出误差可以被限制，并且此外表征于沿偏移误差曲线410在温度间的各点。输出“误差”是指真实输出自校准的输出的任何偏离，其在图5中示出为三阶多项式拟合。虽然输出误差可能非常大，诸如在如图5中所示的-25°C附近的区域中，例如，如果温度稳定在约0°C处，则输出表现地非常好且误差小。
[0053]在一个实施例中，输出误差的已知表征可以用来进一步提供被应用于温度稳定的设备所生成的测量数据的温度补偿校正。例如，如图6中所示，温度补偿器420可以加载有来自温度稳定的设备的传感器输出测量数据(块430)。温度补偿器420还从温度传感器116a、116b和116c中的一个或多个接收温度测量数据。这些温度传感器可以嵌入到每个温度控制区中的TE材料保形层内。温度补偿器420可以采用偏移误差的已知表征(例如，图5中示出的偏移误差曲线410)，以计算被应用于温度稳定的设备所生成的测量数据的温度补偿值。温度补偿器420然后输出经温度补偿的传感器输出测量数据(块440)。
[0054]图7是图示了根据一个实施例的用于提供温度稳定的方法500的流程图。在各种实现方式中，方法500以整体或部分地可以与本文描述的任何其它实施例相组合地使用。因而，前面提到的元件的描述适用于关于方法500所提及的同样命名的元件，并且反之亦然。方法500开始于510，其中标识目标定为温度稳定的基板的表面上的至少第一区。在510处标识第一区可以应用于其中要限定单个温度控制区的设备，或者是其中基板的表面将被细分为多个温度控制区的设备，诸如图2或图3A-3B中所图示的。
[0055]接下来，方法500在520处继续进行，其中将TE材料的保形涂层施加在第一区内的一个或多个组件上。使用该保形TE材料来实现温度稳定。方法500然后在530处继续进行，其中将温度控制电路耦合到热电材料的保形涂层。温度控制电路可以包括温度传感器，其也可以在步骤520处被嵌入到TE材料的保形涂层内或以其它方式实现，并且还可以包括电耦合到TE材料以注入电流的温度控制器。取决于通过温度控制器施加的电流的方向，在第一区内产生加热或冷却效应。可以由温度控制器通过调节经由TE材料的TE结所注入的电流大小来调整加热或冷却的程度。温度传感器然后将温度信号提供回到温度控制器，使得温度控制器可以调整通过TE材料所注入的电流，从而维持目标温度。
[0056]如上所提及的，虽然许多实现方式中的基板将包括电路基板或电路板，诸如印刷电路板，但并不意图对术语“基板”如此限制。也就是说，虽然上述实施例将基板上的电路和其它组件说明为目标定为温度稳定的设备，但是另外的实施例和实现方式可以将上述教导应用到其中期望温度控制/稳定的任何数量的其它主题基板。例如，使用保形TE材料的涂层的温度稳定可以被应用到目标定为温度稳定的“设备”或“系统”或“装置”。
示例性实施例
[0057]示例I包括温度稳定的设备，其包括:具有第一表面的基板;装配在基板的第一表面上的至少一个组件;包括热电材料的第一保形层，所述第一保形层在所述至少一个组件之上;和电耦合到第一保形层的第一温度控制电路，所述第一温度控制电路被配置为控制通过第一保形层的电流;其中，通过第一保形层的电流被控制成将所述至少一个组件维持在目标操作温度处。
[0058]示例2包括示例I的设备，其中所述基板包括印刷电路板、集成电路基板、或半导体激光基板。
[0059]示例3包括示例1-2中任一个的设备，其中所述至少一个组件包括一个多个电气组件、光学组件或机械组件。
[0060]示例4包括示例1-3中任一个的设备，其中所述至少一个组件是传感器设备的部分。
[0061]示例5包括示例1-4中任一个的设备，其中所述至少一个组件包括磁性传感器、压力传感器或惯性测量传感器。
[0062]示例6包括示例4-5中任一个的设备，其中所述传感器设备是微机电系统(MEMS)设备。
[0063]示例7包括示例1-3中任一个的设备，其中所述至少一个组件是时钟或谐振器的部分。
[0064]示例8包括示例1-3中任一个的设备，其中所述至少一个组件包括半导体激光器、光电探测器或波导。
[0065]示例9包括示例1-8中任一个的设备，其中热电材料包括聚合物、纳米颗粒、或嵌入在聚合物中的纳米颗粒。
[0066]示例10包括示例1-9中任一个的设备，其中所述保形层包括两种或更多种不同的热电材料，所述保形层包括在该处不同热电材料彼此对接的多个热电结。
[0067]示例11包括示例10的设备，其中所述不同的热电材料包括至少一个η型热电材料区域和至少一个P型热电材料区域，其在热电结处彼此对接并且电连接。
[0068]示例12包括示例1-11中任一个的设备，其中第一温度控制电路包括电耦合到第一保形层的第一温度控制器；以及与第一保形层接触的第一温度传感器，所述第一温度传感器与第一温度控制器通信;其中第一温度控制器被配置为基于来自第一温度传感器的反馈信号而控制通过第一保形层的电流。
[0069]示例13包括示例12的设备，其中所述基板被细分成多个非重叠的温度控制区，所述温度控制区各自包含至少一个组件;并且热电材料的第一保形层覆盖温度控制区的第一区内的至少一个组件。
[0070]示例14包括示例13的设备，此外包括热电材料的第二保形层，所述第二保形层覆盖温度控制区的第二区内的至少一个组件；以及电耦合到热电材料的第二保形层的第二温度控制电路，所述第二温度控制电路被配置为控制通过热电材料的第二保形层的电流。
[0071]示例15包括示例14的设备，其中第二温度控制电路包括电耦合到第二保形层的第二温度控制器；以及与第二保形层接触的第二温度传感器，所述第二温度传感器与第二温度控制器通信。
[0072]示例16包括示例15的设备，其中第一和第二温度控制器被集成到单个温度控制器设备中。
[0073]示例17包括示例15-16中任一个的设备，此外包括温度补偿器，所述温度补偿器操作地耦合到温度传感器并且被配置为计算被应用于设备所生成的测量数据的温度补偿值。
[0074]示例18包括温度稳定系统，其包括:具有第一表面的电路板;装配在电路板的第一表面上的多个组件，所述组件包括传感器设备的至少部分；电路板的第一表面上的多个非重叠的温度控制区，所述温度控制区各自包含至少一个组件;在温度控制区的第一区内的至少一个组件之上的热电材料的第一保形层;电耦合到热电材料的第一保形层的第一温度控制电路，所述第一温度控制电路被配置为控制通过热电材料的第一保形层的电流;热电材料的一个或多个附加的保形层，其分别覆盖一个或多个其它温度控制区内的至少一个组件；以及电耦合到所述一个或多个附加的保形层的一个或多个温度控制电路，所述一个或多个温度控制电路被配置为分别控制通过所述一个或多个附加保形层的电流;其中通过每一个保形层的电流被控制成将组件维持在目标操作温度处。
[0075]示例19包括一种用于设备的温度稳定的方法，所述方法包括:标识目标定为温度稳定的基板的表面上的第一区;将热电材料的第一保形涂层施加在基板上和第一区内的一个或多个组件上;并且将第一温度控制电路耦合到热电材料的第一保形涂层。
[0076]示例20包括示例19的方法，此外包括:标识目标定为温度稳定的基板的表面上的一个或多个附加区；将热电材料的一个或多个附加保形涂层施加在基板上处于所述一个或多个附加区内的一个或多个组件上，所述一个或多个附加的保形涂层与第一保形涂层分离且彼此分离;并且将一个或多个附加的温度控制电路分别耦合到所述一个或多个附加保形涂层。
[0077]虽然在本文中已经图示并描述了特定实施例，但本领域普通技术人员将领会的是被设计成实现相同目的的任何布置可以代替所示出的特定实施例。本公开内容意图涵盖本发明的任何适配或变型。因此，显然意图的是本发明仅由权利要求及其等同物来限定。
【主权项】
1.一种温度稳定的设备，包括: 具有第一表面的基板； 装配在基板的第一表面上的至少一个组件； 包括热电材料的第一保形层，所述第一保形层在所述至少一个组件之上；以及电耦合到第一保形层的第一温度控制电路，所述第一温度控制电路被配置为控制通过第一保形层的电流； 其中，通过第一保形层的电流被控制以将所述至少一个组件维持在目标操作温度处。2.如权利要求1所述的设备，其中: 所述基板被细分成多个非重叠的温度控制区，所述温度控制区各自包含至少一个组件； 热电材料的第一保形层覆盖温度控制区的第一区内的至少一个组件； 热电材料的第二保形层覆盖温度控制区的第二区内的至少一个组件；以及第二温度控制电路电耦合到热电材料的第二保形层，所述第二温度控制电路被配置为控制通过热电材料的第二保形层的电流。3.—种用于设备的温度稳定的方法，所述方法包括: 标识目标定为温度稳定的基板的表面上的一个或多个区； 将一个或多个热电材料保形涂层施加在基板上分别在一个或多个区内的一个或多个组件之上；以及 将一个或多个温度控制电路耦合到相应的一个或多个热电材料保形涂层。
【文档编号】G05D23/30GK105867465SQ201610152284
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】R·D·霍尔宁, G·罗登
【申请人】霍尼韦尔国际公司