号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。
[0030] 在本实用新型实施例中的溫度补偿控制电路130,通过比例环节P，即时成比例地 反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用W减小偏差。通过 积分环节I主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数 TI, TI越大，积分作用越弱，反之则越强。通过微分环节，反应偏差信号的变化趋势(变化速 率），并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加 快系统的动作速度，减小调节时间。最终进过PID调节电路，使输出信号趋于稳定。
[0031] 进一步地，对于制冷器驱动电路140而言，请参阅图9所示的制冷器驱动电路140中 硬件分布示意图。其中，制冷器驱动电路140至少包括铜连接器160和半导体制冷器170。所 述铜连接器160将所述半导体激光器150和所述半导体制冷器170连接在一起，且所述热敏 电阻置于所述铜连接器160中。本实用新型实施例中的半导体制冷器170是用两种不同半导 体材料(P型和N型)组成PN结，当PN结中有直流电通过时，由于两种材料中的电子和空穴在 跨越PN结移动过程中的热效应（即帕尔帖效应），就会使PN结表现出制冷或制热的效果，改 变电流方向即可实现TEC的制冷或制热，调节电流大小即可控制制冷量输出。为此本实用新 型实施例在电路中还设计了一个线性驱动电路，W满足半导体制冷器170的正常工作。由于 溫度控制电路要求驱动TEC的电流是双向的，因此本实用新型实施例选择应用TEC的开关式 功率驱动电。且作为溫度调节部分，TEC必须与被控对象半导体激光器结合，运样才能实现 溫度的调制。需要特别说明的是，在本实用新型实施例中，通过铜连接器160将所述半导体 激光器150和所述半导体制冷器170连接在一起，铜具有良好的导热性。热敏电阻置于铜连 接器160中，运样能更好更均匀的检测整系统的溫度。
[0032] 在本实用新型实施例中，作为优选，在各部件连接处用导热硅胶将空隙填满.各端 面均匀涂导热硅胶，并保证端面接触面平整.由于TEC需要的电流很大，所WR取一个较低阻 值的大功率电阻，且要远离溫度器件和传感器W避免其自身发热影响系统工作。
[0033] 请继续如图2所示，本实用新型的又一实施例提供了一种用于高敏检测的方法，具 体包括如下步骤：
[0034] 步骤201，检测半导体激光器工作过程中的溫度信号；其中，通过内部集成的负溫 度系数的热敏电阻检测半导体激光器工作过程中的溫度信号。
[0035] 步骤202,将所述溫度信号转换成电压信号；其中，通过惠斯通电桥电路将所述溫 度信号转换成电压信号。
[0036] 步骤203,将所述电压信号与预先设定的基准溫度作比较得出差值信号；
[0037] 步骤204,通过溫度补偿控制电路对所述差值信号进行控制，使其输出信号趋于稳 定；
[0038] 步骤205,依据所述输出信号驱动执行机构控制所述半导体激光器制冷或者制热， W保证所述半导体激光器在恒溫环境下工作。
[0039] 在步骤204之前，本实用新型的又一实施例先将所述差值信号通过放大电路进行 放大后，在通过溫度补偿控制电路对所述差值信号进行控制，使其输出信号趋于稳定。且所 述放大电路是由0P07D构成的运放差分放大电路。
[0040] 具体而言，激光的波长与溫度有关，随着溫度的升高，半导体激光器150的发射波 长W阶跃形式跳跃变化，每一步内的变化，是由谐振腔内模式的变化引起的，跳跃是由增益 曲线移动的纵模之间的跳变引起的。准确的检测被控对象的溫度是实现高精确度溫度控制 的前提，因此也是硬件设计的关键一步。在本实用新型的又一实施例中，通过内部集成的负 溫度系数的热敏电阻把溫度变化的信号快速转换为电信号，然后与预先设定的基准溫度作 比较得到差值。在运里本实用新型的又一实施例用到了惠斯通电桥，它能将微弱的电阻信 号转化为电压信号，从而实现对溫度的精密控制。再将微弱的电压信号经仪用放大电路放 大，经信号处理后驱动同样是其内部集成的致冷器，W保持LD的溫度恒定。运部分是由采用 PID控制原理的模拟电路实现的。
[0041] 请继续参见图3,依据上述用于高敏检测的方法实施例，本实用新型还提供了用于 高敏检测的装置实施例，具体包括:检测模块301，用于检测半导体激光器工作过程中的溫 度信号；信号转换模块302，用于将所述溫度信号转换成电压信号；比较模块303，用于将所 述电压信号与预先设定的基准溫度作比较得出差值信号;稳定控制模块304,用于通过溫度 补偿控制电路对所述差值信号进行控制，使其输出信号趋于稳定;恒溫控制模块305，用于 依据所述输出信号驱动执行机构控制所述半导体激光器制冷或者制热，W保证所述半导体 激光器在恒溫环境下工作。
[0042] 进一步的，用于高敏检测的装置实施例，还包括:放大模块，用于将所述差值信号 通过放大电路进行放大后，在通过溫度补偿控制电路对所述差值信号进行控制，使其输出 信号趋于稳定。
[0043] 需要说明的是，本实用新型提供的装置实施例与方法实施例相对应，此处不再寶 述，装置实施例未详述部分请参阅方法实施例。
[0044] 本实用新型实施例提供的高敏检测系统，实现了当半导体激光器150工作时发热， 与半导体激光器150集成在一起的负溫度系数的热敏电阻将溫度信号快速转换为电阻值的 变化，然后与设定的高精度基准溫度电阻阻值比较，其比较结果通过失调电压溫度系数为 O.lnVrC，电压放大倍数可从巧IjlOOO的精密差动信号处理放大电路放大，此电路为高精度 控制提供有利保证，放大后的信号进入PID控制网络，通过满足闭环系统的瞬态和稳定性能 指标PID控制网络，保证了系统稳定并具有很好的动态特性，根据PID处理结果，驱动执行机 构控制LD制冷或加热W保持LD的溫度恒定，从而保证了半导体激光器在恒定的溫度下工 作，具有结构简单，适用性广的特点。
[0045] 尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本 创造性概念，则可对运些实施例作出另外的变更和修改。所W，所附权利要求意欲解释为包 括优选实施例W及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0046] 显然，本领域的技术人员可W对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。运样，倘若本实用新型的运些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含运些改动和变型在内。
[0047] 通过W上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可W清楚地了解到本实用新 型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于运样的理解，本实用新型的技术 方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可WW软件产品的形式体现出来，该计算机 软件产品可W存储在存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用W使得一台计 算机设备(可W是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者 实施例的某些部分所述的方法。
[0048] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或 系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述得比较简单，相关之处参见方法 实施例的部分说明即可。W上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为 分离部件说明的模块可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显示的部件可W是或 者也可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个网络单元上。可W根 据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可W理解并实施。
[0049] W上对本实用新型所提供的高敏检测系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体 个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，W上实施例的说明只是用于帮助理解本 实用新型的方法及其核屯、思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思 想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对 本实用新型的限制。
【主权项】
1. 一种高敏检测系统，其特征在于，包括： 温度测量电路，用于检测半导体激光器工作过程中的温度信号，并输出用于表征所述 温度信号的电压信号;其中，所述温度测量电路至少包括温度传感器； 放大电路，所述放大电路与所述温度测量电路连接，以接收所述电压信号并进行放大； 温度补偿控制电路，所述温度补偿控制电路与所述放大电路连接，使由所述温度补偿 控制电路接收经所述放大电路放大处理后的所述电压信号，并使所述温度补偿控制电路输 出的信号趋于稳定； 制冷器驱动电路，所述制冷器驱动电路分别与所述半导体激光器和所述温度补偿控制 电路连接，以控制所述半导体激光器制冷或制热，使得所述半导体激光器的工作环境温度 恒定。2. 如权利要求1所述的一种高敏检测系统，其特征在于， 所述温度传感器是采用具有负温度系数的热敏电阻;且 所述温度测量电路还包括惠斯通电桥电路，以通过所述惠斯通电桥电路来检测所述热 敏电阻的阻值变化。3. 如权利要求2所述的一种高敏检测系统，其特征在于， 所述制冷器驱动电路包括铜连接器和半导体制冷器； 其中，所述铜连接器将所述半导体激光器和所述半导体制冷器连接在一起，且所述热 敏电阻置于所述铜连接器中。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高敏检测系统；其中，所述系统包括：将温度测量电路用于检测半导体激光器工作过程中的温度信号，并输出用于表征所述温度信号的电压信号；将放大电路与所述温度测量电路连接，以接收所述电压信号并进行放大；将温度补偿控制电路与所述放大电路连接，使由所述温度补偿控制电路接收经所述放大电路放大处理后的所述电压信号，并使所述温度补偿控制电路输出的信号趋于稳定；将制冷器驱动电路分别与所述半导体激光器和所述温度补偿控制电路连接，以控制所述半导体激光器制冷或制热，使得所述半导体激光器的工作环境温度恒定，本实用新型具有结构简单、实用性广的特点。
【IPC分类】G05D23/24
【公开号】CN205375227
【申请号】CN201620102856
【发明人】贾茜
【申请人】江汉大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年2月1日