一种恒温装置的制作方法

本技术涉及传感器，尤其涉及一种恒温装置。

背景技术：

1、传感器在产业占有非常重要的位置，并且为消费者在各种形式的应用上提供更好的功能。但传感器在实际应用中的噪声和漂移会比较大，尤其是在温度变化较大的场合，其漂移变化更大。例如mems传感器(microelectro mechanical systems，意为“微机电系统”，是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域，以下均简称之为“mems传感器”。)在完全静止的情况下，不会产生任何角加速度信息，其三个轴的角度应该都指向“零点”。但是，由于mems传感器具有温度漂移特性，在不同温度环境下，mems传感器在静止的情况下三个轴输出的数据并不为零，并且三个轴的数据也各不相同，即所谓的零点漂移(zero drift)。为了解决零点漂移的校正，一般业界常用的做法有两种：第一种是传统的做法通过选取数量有限的产品来获得测试值后，再汇总分析计算出全产品共用的温度对应零点漂移的均值曲线，在获得各种温度环境下对应的零点漂移值之后，再通过演算法将各个值补偿给系统，但是陀螺仪的温度和零漂的关系是非线性的，采用温度补偿方式只能减少部分零漂，效果不是理想；第二种做法是对传感器进行恒温加热，使传感器保持在一个稳定的环境，消除温度漂移。

2、然而对传统传感器恒温加热的方法中，外置恒温加热装置的组成体积较大，占用较大空间，不利于装配和批量化生产，且当控制恒温加热装置内的温升控制开关失效时，加热元件容易烧毁，使加热失效，传感器无法消除温度漂移，且会对传感器整体及用户产生安全隐患。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种用于传感器温度补偿的恒温装置，能够提高传感器的测量精度，减少传感器的零点漂移，且该恒温装置安全性高，恒温加热区的热量不会传递到pcb的其他部分，降低出现火灾的风险。

2、本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

3、一种恒温装置，用于传感器，包括：

4、pcb(全称为printed circuit board，意为印制电路板，又称印刷线路板，下文均简称之为“pcb”)；

5、传感器，布置于所述pcb；

6、加热元件，布置于所述pcb上与所述传感器相邻的位置，用于产生热量并将热量经所述pcb传递至所述传感器；

7、隔离防火结构，其用于将所述pcb的部分区域隔离为恒温加热区；

8、所述传感器和所述加热元件被配置于所述恒温加热区。

9、通过如此设置，加热元件在恒温加热区内对pcb及传感器进行加热，隔离防火结构将恒温加热区的热量隔离，恒温加热区的热量不会传递到pcb的其他部分，降低出现火灾的风险。

10、根据一种优选实施方式，所述隔离防火结构被配置为设置于所述pcb上的隔离槽。

11、通过如此设置，恒温加热区的热量被隔离槽分隔，不会抵达pcb的其他部分，即使加热元件加热异常，使得恒温加热区发生火灾，在隔离槽的作用下，火焰也不会烧毁pcb的其他部分，保证了安全性。

12、根据一种优选实施方式，所述传感器布置于所述pcb的一表面，所述加热元件布置于所述pcb的另一表面。

13、通过如此设置，定义pcb的一面为正面，与正面相向的一面为背面，当传感器放在正面时，加热元件放在背面；或传感器置于背面时，加热元件置于正面，此时，加热元件对pcb进行加热，pcb再对传感器进行加热，可以有效减少pcb在恒温加热区的平面面积，使得整体结构更紧凑。

14、根据一种优选实施方式，所述加热元件被配置为ptc热敏电阻(ptc的全称为positive temperature coefficient，意为正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件，通常ptc指的是正温度系数热敏电阻，下文均简称之为“ptc电阻”)。

15、通过如此设置，在超过一定的温度(居里温度)时，ptc电阻的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，发热速率更快，进而对pcb及传感器的加热速度更快，传感器达到需求温度的时间比传统方案更快。

16、根据一种优选实施方式，所述加热元件被配置为电热丝或电热膜。

17、根据一种优选实施方式，还包括保温件，所述保温件至少包覆于部分所述恒温加热区，所述保温件与包覆的pcb之间形成保温区，所述传感器与所述加热元件设于所述保温区内。

18、根据一种优选实施方式，所述保温件被配置为气凝胶保温棉。

19、通过如此设置，气凝胶保温棉能够对传感器及加热电路及进行包裹，有效减少温度散发，使气凝胶保温棉内部持续保护高温，且其安全性高，能有效阻燃和防止火焰射出和滴落，当保温区出现火灾时，也不会对pcb的其他部分造成影响，保护用户的人身安全。

20、根据一种优选实施方式，还包括温度控制装置，所述温度控制装置用于获取所述传感器的温度，并根据所述传感器的温度对所述加热元件进行加热控制。

21、根据一种优选的实施方式，当所述传感器的温度低于设定温度，所述温度控制装置控制所述加热元件进行加热，当所述传感器的温度达到设定温度，所述温度控制装置控制所述加热元件停止加热。

22、根据一种优选实施方式，所述温度控制装置采用pwm控制方式对所述加热元件的加热温度进行控制(pwm的全称为pulse width modulation，意为脉冲宽度调制，是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，下文均简称之为“pwm”)。

23、通过如此设置，pwm控制回路能够根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或mos管栅极的偏置，来实现晶体管或mos管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。随着温度而调整pwm输出，更精准地功率控制，以实现对加热元件的精准加热。

24、综上所述，本实用新型提供的一种恒温装置至少具有如下技术效果：

25、1)加热元件在恒温加热区内对pcb及传感器进行加热，隔离防火结构将恒温加热区的热量隔离，恒温加热区的热量不会传递到pcb的其他部分，降低出现火灾的风险；

26、2)对传感器及恒温加热区采用保温件包裹，有效减少温度散发，使内部持续保持高温；

27、3)传感器布置于所述pcb的一表面，加热元件布置于pcb的另一表面，可以有效减少pcb在恒温加热区的平面面积，使得整体结构更紧凑；

28、4)配置有隔离防火结构的pcb隔热设计和保温件保温的设计组合，可以在最大程度保持恒温加热区的温度，由于有保温件的作用，恒温加热区内的实际温度会高于外界温度，有效控温的同时还能保持其它位置的器件温升不会过高。

技术特征：

1.一种恒温装置，用于传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种恒温装置，其特征在于：所述隔离防火结构被配置为设置于所述pcb上的隔离槽。

3.根据权利要求1所述的一种恒温装置，其特征在于：所述传感器布置于所述pcb的一表面，所述加热元件布置于所述pcb的另一表面。

4.根据权利要求1所述的一种恒温装置，其特征在于：所述加热元件被配置为ptc热敏电阻。

5.根据权利要求1所述的一种恒温装置，其特征在于：所述加热元件被配置为电热丝或电热膜。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种恒温装置，其特征在于：还包括保温件，所述保温件至少包覆于部分所述恒温加热区，所述保温件与包覆的pcb之间形成保温区，所述传感器与所述加热元件设于所述保温区内。

7.根据权利要求6所述的一种恒温装置，其特征在于：所述保温件被配置为气凝胶保温棉。

8.根据权利要求1所述的一种恒温装置，其特征在于：还包括温度控制装置，所述温度控制装置用于获取所述传感器的温度，并根据所述传感器的温度对所述加热元件进行加热控制。

9.根据权利要求8所述的一种恒温装置，其特征在于：当所述传感器的温度低于设定温度，所述温度控制装置控制所述加热元件进行加热，当所述传感器的温度达到设定温度，所述温度控制装置控制所述加热元件停止加热。

10.根据权利要求8或9所述的一种恒温装置，其特征在于：所述温度控制装置采用pwm控制方式对所述加热元件的加热温度进行控制。

技术总结
本技术公开了一种恒温装置，用于传感器，包括PCB、加热元件和隔离防火结构，传感器布置于PCB，加热元件布置于PCB上与传感器相邻的位置，用于产生热量并将热量经PCB传递至传感器，隔离防火结构将PCB的部分区域隔离为恒温加热区，传感器和加热元件被配置于恒温加热区，隔离防火结构能够将恒温加热区的热量隔离，恒温加热区的热量不会传递到PCB的其他部分，降低出现火灾的风险。

技术研发人员：叶桂良,陈雪峰,陈思宏,赵双喜,颜文浩,毛军,梁发清,潘咏琴,车秋蓓,卢绮雯
受保护的技术使用者：广东博智林机器人有限公司
技术研发日：20221116
技术公布日：2024/1/12