率的方波信号，一路作为功率放大模块的信号输入；一路输入至采样模块；两路输入至同步滤波检波模块，作为同步检波的的本振信号。通过热敏电阻将气室的温度转化为交流电压信号，然后通过放大电路对采样得来的信号进行放大，然后输入至同步滤波检波模块，首先通过同步检波得到半波整流信号，要求半波整流信号为正(可通过选择接口 P4的第二引脚连接第一引脚或第三引脚，观察为正的)，然后将半波整流信号输入至低通滤波电路，得到近似直流的信号，通过PID温度控制模块，输出直流信号至功率放大模块的音量控制端(可控制功率放大器的增益)，功率放大器根据反馈得到的电压信号调节功率放大器的增益，从而控制输出信号的功率，达到气室恒温调节。其中，加热线圈和热敏电阻要放置在原子气室周围，加热电路板离原子气室距离要远，所以，加热线圈和热敏电阻要另外接出来，分别接入接口 P6和U8或U9 (用U8可利用变压器调节输出功率)。
【主权项】
1.一种无磁加热控制系统，其特征在于，包括:振荡电路、采样模块、同步滤波检波模块、PID温度控制模块、功率放大模块、电源模块和加热线圈； 所述振荡电路是由反相器构成的振荡电路，包括电阻R2、R4、R5、R6，电容C3、C4和6路反相器Ul ;其中，电阻R2 —端接6路反相器Ul的第一输入管脚，另一端与电阻R5的一端相连后，接电容C3的一端，电容C3的另一端分别接6路反相器Ul的第二输出管脚、第三输入管脚和第四输入管脚，电阻R5的另一端分别接6路反相器Ul的第一输出管脚和第二输入管脚；电阻R4 —端接6路反相器Ul的第六输入管脚，另一端与电阻R6的一端相连后，接电容C4的一端，电容C4的另一端接6路反相器Ul的第五输出管脚，电阻R6的另一端分别接6路反相器Ul的第六输出管脚和第五输入管脚；6路反相器Ul的电源电压端与+5V电源连接，地端与电源地连接；第三输出管脚与第四输出管脚连接； 所述采样模块、同步滤波检波模块和PID温度控制模块包括:四路放大器U3，三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4，热敏电阻Rx，滑动变阻器R25，电阻R9-R15、R17-R19、R21-R24、R 26、R27、R29-R31、R33、R34、RS1，电容 C5、C6、C13-C16、C18-C27、C34，接口 P4、接口 P6 ;其中，6路反相器Ul的第四输出管脚接电容C5的一端，电容C5的另一端接电阻民1的一端，电阻Rsi的另一端、电容C6的一端和电阻R14的一端相连后接入接口 P6的一端，接口 P6的另一端和电容C6的另一端均接地，热敏电阻&接入接口 P6 ;电阻R14的另一端接电容C19的一端，电容C19的另一端、电容C18的一端和电阻R13的一端相连，电容C18的另一端接电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端分别接四路放大器U3的第二反相输入端、电阻Rll的一端、电容C13的一端，电阻Rll的另一端和电容C13的另一端均接入四路放大器U3的第二输出端，R19的一端接入四路放大器U3的第二同相输入端，电阻R19的另一端、电容C20的一端、电阻R18的一端和电容C22的一端相接于一基准点VMf，电容C20的另一端和电阻R13的另一端均接地；四路放大器U3的第二输出端、电阻R24的一端与电阻R29的一端相连，电阻R24的另一端、电阻R27的一端和四路放大器U3的第三反相输入端相连，电阻R27的另一端、四路放大器U3的第三输出端和电阻R30的一端相连，电阻R29的另一端接三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第二独立输入/输出端一，电阻R30的另一端接三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第二独立输入/输出端二 ；三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第一独立输入/输出端一、第一独立输入/输出端二、第三独立输入/输出端一、第三独立输入/输出端二、第一选择输入端、第三选择输入端、使能输入端、负电源电压端和接地端均接地；三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第一公用输入/输出端、三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第三公用输入/输出端处于悬浮状态；三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第二选择输入、电阻R34的一端与电容C34的一端相连，电阻R34的另一端、电阻R33的一端与接口 P4的第二引脚相连，电阻R33的另一端与电容C34的另一端接地，接口 P4的第一引脚与6路反相器Ul的第二输出端相连；接口 P4的第三引脚与6路反相器Ul的第四输出端相连；三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的电源电压端接入+5V电源后，与电容C26的一端相连；三路2通道模拟多路选择器/多路分配器U4的第二公用输入/输出端与电阻R31的一端相连，电阻R31的另一端、电阻R28的一端、电容C25的一端相连，电阻R28的另一端、电容C27的一端与四路放大器U3的第一同相输入端相连，电容C25的另一端、四路放大器U3的第一反相输入端第一输出端、电阻R15的一端与电阻R17的一端相连，电容C27的另一端与电容C26的另一端接地，电阻R15的另一端接电容C15的一端，电阻R17的另一端、电容C15的另一端、电阻R9的一端、电阻R12的一端、电容C16的一端与四路放大器U3的第四反相输入端相连，电阻R12的另一端与电容C14的一端相连，电容C16的另一端、电容C14的另一端、电阻R9的另一端、电阻R20的一端与四路放大器U3的第四输出端相连；电阻R18的另一端、电容C21的一端、电阻R21的一端与四路放大器U3的第四同相输入端相连，电容C21的另一端与电容C22的另一端均接地，电阻R21的另一端与滑动变阻器R25的滑动端相连，滑动变阻器R25的一固定端和电阻R26的一端相连，另一固定端和电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端与电容C23相连后接+5V电源，电阻R26的另一端与电容C23的另一端均接地；四路放大器U3的正电源端接+5V电源，四路放大器U3的负电源端接地，电容C32的一端、电容C33的一端、稳压二极管U7的阴极管脚和参考管脚和电阻R32的一端相连后接入基准点VMf，电阻R32的另一端接+5V电源，电容C22的另一端、电容C23的另一端和稳压二极管U7的阳极管脚均接地； 所述功率放大电路包括:电阻R7、R8、R16、R20、R35-R38，电容C7-C12、C17、C35、C36，线圈LI，变压器Tl，第三接口 U8，第四接口 U9以及音频功率放大器U2 ;电阻R7—端连接6路反相器Ul的第五输出端，另一端分别连接电阻R8、电容C12、C8、C10，电阻R8和电容C12另一端均接地；电容C8的另一端、电容ClO的另一端分别连接音频功率放大器U2的第一信号输入端和第二信号输入端；电阻R20 —端与四路放大器U3的第四输出端连接，另一端分别与电阻R16、电容C17及音频功率放大器U2的第一音量控制端和第二音量控制端连接，电阻R16与电容C17另一端均接地；音频功率放大器U2的第一同相输出端通过电阻R35连接变压器Tl的同相输入端，音频功率放大器U2的第一反相输出端连接变压器Tl的反相输入端；变压器Tl的两个输出端并联电阻R36后，一端接入第三接口 U8的第一引脚，另一端接入第三接口 U8的第二引脚；加热线圈的两端分别接第三接口 U8的第一引脚和第二引脚；音频功率放大器U2的第二同相输出端依次串联电阻R37和电容C35后，接入第四接口 U9的第一引脚；音频功率放大器U2的第二反相输出端串联电容C36后接入第四接口 U9的第二引脚；第四接口 U9的第一引脚和第二引脚之间并联R38 ;加热线圈的两端分别接第四接口 U9的第一引脚和第二引脚；电容C9、C11和线圈LI相连后接入音频功率放大器U2电源供给端，电容C9的另一端和Cll的另一端均接地，线圈LI的另一端与电容C7的一端相连后接入+12V电源，电容C7的另一端接地，音频功率放大器U2的空脚悬浮；音频功率放大器U2的电源地端、地端和信号地端均接地。
【专利摘要】本实用新型公开了一种无磁加热控制系统，包括：振荡电路、采样模块、同步滤波检波模块、PID温度控制模块、功率放大模块、电源模块和加热线圈；本实用新型综合双线并行反向加热和交流加热两种电加热方式，且将并行双线改为双绞线，通过双绞线进行加热，两条线的地位等同，所以电流通过双绞线的两支时，产生的磁场大小是等同的，但方向相反，可以相互抵消。如果交流电产生的交变磁场频率大于磁力仪的带宽，则交变磁场产生的信号幅度将大大降低。这样的交变磁场不会影响磁场测量。本实用新型采用交流方式测温，即通过交流方式测量加热场中热敏电阻的阻值，用以控制加热的温度。因此，采样时不会产生静磁场，从而降低加热系统产生的误差。
【IPC分类】H05B6-06
【公开号】CN204598347
【申请号】CN201520200715
【发明人】谢昕, 张斌, 李学砚, 王维东, 徐云飞
【申请人】浙江大学, 中国国土资源航空物探遥感中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月3日