用于工作環境參數測量的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于工作環境參數測量的系統，包括原子頻標；光譜燈；恒溫箱；中央處理器；顯示模塊；控溫模塊；第一溫度采集模塊；第二溫度采集模塊；電源模塊；其中，光譜燈設置在原子頻標的內部；原子頻標置于恒溫箱中；中央處理器分別與恒溫箱、顯示模塊、溫模塊、第一溫度采集模塊、第二溫度采集模塊連接及顯示模塊連接；控溫模塊與光譜燈連接；第一溫度采集模塊粘貼在所述光譜燈的表面；第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內部；電源模塊分別與所述中央處理器及所述顯示模塊連接。本實用新型具有結構簡單、測量方便及成本低廉的特點。
【專利說明】用于工作環境參數測量的系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量【技術領域】，具體涉及一種用于工作環境參數測量的系統。
【背景技術】
[0002]原子頻標在長期穩定工作時，必須依賴整機系統中的物理及電路部分，而作為原子頻標光源的光譜燈，其是否穩定工作將直接影響到整機的性能。燈溫控溫因子是衡量光譜燈工作環境溫度是否穩定的一個重要指標，而如何結合實際光譜燈加熱機制，通過一個簡單的測量系統去測量內部設有光譜燈原子頻標工作環境溫度參數信息，以達到測量方便、簡單及成本低廉目的，一直是現有技術中急需解決的問題。
實用新型內容
[0003]鑒于上述問題，提出了本實用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的用于工作環境參數測量的系統。
[0004]本實用新型提供的一種用于工作環境參數測量的系統，包括:
[0005]原子頻標；光譜燈；用于對所述原子頻標進行恒溫控制的恒溫箱；用于發送、接收及存儲溫度參數信息的中央處理器；用于對所述溫度參數信息進行顯示的顯示模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進行控制的控溫模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進行實時采集的第一溫度采集模塊；用于對所述恒溫箱的工作溫度進行實時采集的第二溫度采集模塊；以及，用于分別對所述中央處理器、所述顯示模塊提供電源的電源模塊；其中，所述光譜燈設置在所述原子頻標的內部；原子頻標置于所述恒溫箱中；所述中央處理器分別與所述恒溫箱、所述顯示模塊、所述控溫模塊、所述第一溫度采集模塊、所述第二溫度采集模塊連接及所述顯示模塊連接；所述控溫模塊與所述光譜燈連接；所述第一溫度采集模塊粘貼在所述光譜燈的表面；所述第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內部；所述電源模塊分別與所述中央處理器及所述顯示模塊連接。
[0006]進一步地，所述控溫模塊包括:惠斯通電橋及用于對所述光譜燈實施加熱的溫控芯片；所述惠斯通電橋分別與所述溫控芯片及所述中央處理器連接；所述溫控芯片粘貼在所述光譜燈的表面。
[0007]進一步地，所述第一溫度采集模塊包括第一熱敏電阻；和/或，所述第二溫度采集模塊包括第二熱敏電阻。
[0008]進一步地，所述恒溫箱與所述處理器通過有線傳輸方式進行信號傳輸；或者，所述恒溫箱與所述處理器通過無線傳輸方式進行信號傳輸。
[0009]進一步地，所述溫控芯片的型號為MAX6657。
[0010]進一步地，所述第一溫度采集模塊與所述中央處理器通過有線傳輸方式進行信號傳輸；或者，所述第一溫度采集模塊與所述中央處理器通過無線傳輸方式進行信號傳輸。
[0011]進一步地，所述第二溫度采集模塊與所述中央處理器通過有線傳輸方式進行信號傳輸；或者，所述第二溫度采集模塊與所述中央處理器通過無線傳輸方式進行信號傳輸。
[0012]進一步地，所述顯示模塊是型號為HKC T7000plus的液晶顯示器。
[0013]根據本實用新型提供的用于工作環境參數測量的系統，通過將光譜燈設置在原子頻標的內部；且原子頻標置于恒溫箱中；同時中央處理器分別與恒溫箱、顯示模塊、控溫模塊、第一溫度采集模塊、第二溫度采集模塊及顯示模塊連接；控溫模塊與光譜燈連接；第一溫度采集模塊粘貼在光譜燈的表面；第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內部；電源模塊分別與所述中央處理器及所述顯示模塊連接；實現了中央處理器通過命令字設定恒溫箱的恒定工作溫度T、光譜燈的恒定工作溫度t ;第一溫度采集模塊粘貼在光譜燈的表面實時采集光譜燈的實際工作溫度t’，并將實際工作溫度t’數值信號傳輸至中央處理器進行存儲；第二溫度采集模塊粘貼在恒溫箱的內部實時采集恒溫箱的實際工作溫度T’，并將實際工作溫度T’數值信號傳輸至中央處理器進行存儲；并最終由顯示模塊將各種參數進行實時顯示，進一步獲取燈溫控溫因子，由此解決了現有技術中如何結合實際光譜燈加熱機制，通過一個簡單的測量系統去測量內部設有光譜燈原子頻標工作環境溫度參數信息，以達到測量方便、簡單及成本低廉目的；即本實用新型具有結構簡單、測量方便及成本低廉的特點。
[0014]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本實用新型的【具體實施方式】。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0016]圖1示出了本實用新型實施例提供的用于工作環境參數測量的系統的整體結構框圖；以及
[0017]圖2示出了本實用新型實施例提供的控溫模塊、光譜燈、中央處理器及第一溫度采集模塊的連接關系示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0019]請參閱圖1，本實用新型提供了一種用于工作環境參數測量的系統，具體包括如下組成部分:原子頻標；光譜燈；用于對原子頻標進行恒溫控制的恒溫箱；用于發送、接收及存儲溫度參數信息的中央處理器；用于對溫度參數信息進行顯示的顯示模塊；用于對光譜燈的工作溫度進行控制的控溫模塊；用于對光譜燈的工作溫度進行實時采集的第一溫度采集模塊；用于對恒溫箱的工作溫度進行實時采集的第二溫度采集模塊；以及，用于分別對中央處理器、顯示模塊提供電源的電源模塊。優選的，顯示模塊可以是型號為HKCT7000pluS的液晶顯示器。
[0020]具體而言，光譜燈設置在原子頻標的內部；原子頻標置于恒溫箱中，并依賴恒溫箱為內部設有光譜燈的原子頻標構造一個恒定溫度的工作環境；同事，中央處理器分別與恒溫箱、顯示模塊、控溫模塊、第一溫度采集模塊、第二溫度采集模塊連接及顯示模塊連接，用于通過命令字設定恒溫箱的恒定工作溫度T、用于通過控溫模塊設定光譜燈的恒定工作溫度t;第一溫度采集模塊粘貼在光譜燈的表面，用于實時采集光譜燈的實際工作溫度t’，并將實際工作溫度t’數值信號傳輸至中央處理器進行存儲；第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內部，用于實時采集恒溫箱的實際工作溫度T’，并將實際工作溫度T’數值信號傳輸至中央處理器進行存儲；電源模塊分別與中央處理器及顯示模塊連接。優選的，為提高本系統的測量精度，上述恒溫箱的控溫精度應優于0.1°C。
[0021 ] 本實施例中，控溫模塊包括:惠斯通電橋(電路)及用于對光譜燈實施加熱的溫控芯片；其中，惠斯通電橋分別與溫控芯片及中央處理器連接；溫控芯片粘貼在光譜燈的表面。
[0022]請參閱圖2，需要指出的是，惠斯通電橋(電路)可由兩個對稱電阻R及一個數字電位計(Ro)、第三熱敏電阻(Rk)構成。其中，對稱電阻R的選型應滿足同一廠商同一批次，即保證兩個對稱電阻R參數一致(尤其是溫度系數)，此外還應保證R與Ro、Rk阻值接近。中央處理器通過命令字對Ro進行賦值，Ro的具體阻值反映了光譜燈預設定的工作溫度t。當Ro Φ Rk時，在電橋兩端A、B處會形成電動勢梯度Uab, Uab可以為正，也可以為負，當Ro=Rk時，則UAB=0。溫控芯片貼于光譜燈外表面，用以對光譜燈實施加熱，其加熱機制由Uab決定，Uab為正或負，對應的，溫控芯片則實施加熱或制冷，一直持續到Uab=O，此時光譜燈的實際工作溫度已經在處理器設定的Ro值工作點，即Rk=Ro。第一溫度采集模塊貼于光譜燈表面，用以測量光譜燈實際工作溫度t’，并將測量信息反饋給中央處理器。優選的，第一溫度采集模塊包括第一熱敏電阻；第二溫度采集模塊包括第二熱敏電阻；溫控芯片的型號可以為MAX6657。
[0023]需要進一步說明的是，對于本系統中的信號傳輸方式而言，恒溫箱與中央處理器可以通過有線傳輸方式進行信號傳輸；恒溫箱與中央處理器還可以通過無線傳輸方式進行信號傳輸。第一溫度采集模塊、第二溫度采集模塊與中央處理器可以通過有線傳輸方式進行信號傳輸；第一溫度采集模塊、第二溫度采集模塊與中央處理器還可以通過無線傳輸方式進行信號傳輸。
[0024]為對本實用新型實施例提供了一種用于工作環境參數測量的系統作詳細說明，以支持本實用新型所要解決的技術問題，例舉如下具體參數進行詳細闡述:
[0025]首先，中央處理器通過命令字設定恒溫箱的工作溫度Tl為25V，恒溫箱根據中央處理器的溫度設定控制字進行溫度恒定工作，并使置于恒溫箱中的原子頻標環境溫度穩定在T1=25°C ±0.1°C范圍內；貼于恒溫箱內部的第二熱敏電阻阻值將隨著恒溫箱溫度的變化而發生變化，此電阻值反映了原子頻標工作的實際環境溫度Tl’，并將實際環境溫度Tl’的數值信息通過有線或無線的方式傳遞給中央處理器。
[0026]其次，中央處理器通過設定光譜燈中的數字電位計(Ro)的阻值來間接設定光譜燈工作溫度tl為120°C，在惠斯通電橋作用下，一旦Ro Φ Rk則使能溫控芯片工作，直致光譜燈工作溫度恒定在預置的溫度點，此時第一熱敏電阻(Rz)的阻值應與Ro、Rk接近，并將實際環境溫度tl’的數值信息通過有線或無線的方式傳遞給中央處理器。
[0027]因此，中央處理器就記錄了原子頻標工作的環境溫度Tl’及光譜燈工作溫度tl’的信息。同理，中央處理器通過溫度設定命令字改變恒溫箱的恒溫環境溫度為T2=26°C ±0.1°C范圍，相應的可以得到原子頻標工作環境溫度信息T2’;但此時并不改變光譜燈的工作溫度(即Ro的阻值)，測量得到光譜燈內部工作溫度t2’ ；
[0028]最終，通過依賴本系統測量的原子頻標工作的環境溫度Tl’及T2’、光譜燈工作溫度tl’及t2’ ；根據公式:
丁’ —T’
[0029]-4——Γ-
tI _ti
[0030]即可獲取光譜燈控溫因子；如上述原子頻標外界工作環境溫度變化1°C，即Tl，=25。。，T2’ =26°C，而光譜燈內部工作溫度變化為 0.01°C，即 tl’ =120°C，t2’ =120.01°C，則光譜燈控溫因子為100，顯然這個值越大越好，它反映了光譜燈控溫能力。
[0031]根據本實用新型提供的用于工作環境參數測量的系統，通過將光譜燈設置在原子頻標的內部；且原子頻標置于恒溫箱中；同時中央處理器分別與恒溫箱、顯示模塊、控溫模塊、第一溫度采集模塊、第二溫度采集模塊及顯示模塊連接；控溫模塊與光譜燈連接；第一溫度采集模塊粘貼在光譜燈的表面；第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內部；電源模塊分別與所述中央處理器及所述顯示模塊連接；實現了中央處理器通過命令字設定恒溫箱的恒定工作溫度T、光譜燈的恒定工作溫度t ;第一溫度采集模塊粘貼在光譜燈的表面實時采集光譜燈的實際工作溫度t’，并將實際工作溫度t’數值信號傳輸至中央處理器進行存儲；第二溫度采集模塊粘貼在恒溫箱的內部實時采集恒溫箱的實際工作溫度T’，并將實際工作溫度T’數值信號傳輸至中央處理器進行存儲；并最終由顯示模塊將各種參數進行實時顯示，進一步獲取燈溫控溫因子，由此解決了現有技術中如何結合實際光譜燈加熱機制，通過一個簡單的測量系統去測量內部設有光譜燈原子頻標工作環境溫度參數信息，以達到測量方便、簡單及成本低廉目的；即本實用新型具有結構簡單、測量方便及成本低廉的特點。
[0032]在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本實用新型的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。
[0033]類似地，應當理解，為了精簡本公開并幫助理解各個實用新型方面中的一個或多個，在上面對本實用新型的示例性實施例的描述中，本實用新型的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖:即所要求保護的本實用新型要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權利要求書所反映的那樣，實用新型方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循【具體實施方式】的權利要求書由此明確地并入該【具體實施方式】，其中每個權利要求本身都作為本實用新型的單獨實施例。
[0034]此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本實用新型的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。
[0035]應該注意的是上述實施例對本實用新型進行說明而不是對本實用新型進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本實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適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。
【權利要求】
1.一種用于工作環境參數測量的系統，其特征在于，包括: 原子頻標；光譜燈；用于對所述原子頻標進行恒溫控制的恒溫箱；用于發送、接收及存儲溫度參數信息的中央處理器；用于對所述溫度參數信息進行顯示的顯示模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進行控制的控溫模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進行實時采集的第一溫度采集模塊；用于對所述恒溫箱的工作溫度進行實時采集的第二溫度采集模塊；以及，用于分別對所述中央處理器、所述顯示模塊提供電源的電源模塊；其中， 所述光譜燈設置在所述原子頻標的內部；原子頻標置于所述恒溫箱中； 所述中央處理器分別與所述恒溫箱、所述顯示模塊、所述控溫模塊、所述第一溫度采集模塊、所述第二溫度采集模塊及所述顯示模塊連接； 所述控溫模塊與所述光譜燈連接； 所述第一溫度采集模塊粘貼在所述光譜燈的表面；所述第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內部； 所述電源模塊分別與所述中央處理器及所述顯示模塊連接； 所述第一溫度采集模塊與所述中央處理器通過有線傳輸方式進行信號傳輸；或者，所述第一溫度采集模塊與所述中央處理器通過無線傳輸方式進行信號傳輸； 所述第二溫度采集模塊與所述中央處理器通過有線傳輸方式進行信號傳輸；或者，所述第二溫度采集模塊與所述中央處理器通過無線傳輸方式進行信號傳輸。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于: 所述控溫模塊包括:惠斯通電橋及用于對所述光譜燈實施加熱的溫控芯片； 所述惠斯通電橋分別與所述溫控芯片及所述中央處理器連接；所述溫控芯片粘貼在所述光譜燈的表面。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于: 所述第一溫度采集模塊包括第一熱敏電阻； 和/或， 所述第二溫度采集模塊包括第二熱敏電阻。
4.如權利要求2所述的系統，其特征在于: 所述恒溫箱與所述處理器通過有線傳輸方式進行信號傳輸； 或者， 所述恒溫箱與所述處理器通過無線傳輸方式進行信號傳輸。
5.如權利要求2所述的系統，其特征在于: 所述溫控芯片的型號為MAX6657。
6.如權利要求2所述的系統，其特征在于: 所述顯示模塊是型號為HKC T7000plus的液晶顯示器。
【文檔編號】G01K7/22GK204064498SQ201420193270
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】雷海東 申請人:江漢大學