用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)，包括原子頻標(biāo)；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(shè)置在原子頻標(biāo)的內(nèi)部；原子頻標(biāo)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(nèi)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(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、測量方便及成本低廉的特點(diǎn)。
【專利說明】用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]原子頻標(biāo)在長期穩(wěn)定工作時，必須依賴整機(jī)系統(tǒng)中的物理及電路部分，而作為原子頻標(biāo)光源的光譜燈，其是否穩(wěn)定工作將直接影響到整機(jī)的性能。燈溫控溫因子是衡量光譜燈工作環(huán)境溫度是否穩(wěn)定的一個重要指標(biāo)，而如何結(jié)合實(shí)際光譜燈加熱機(jī)制，通過一個簡單的測量系統(tǒng)去測量內(nèi)部設(shè)有光譜燈原子頻標(biāo)工作環(huán)境溫度參數(shù)信息，以達(dá)到測量方便、簡單及成本低廉目的，一直是現(xiàn)有技術(shù)中急需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]鑒于上述問題，提出了本實(shí)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(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型提供的一種用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)，包括:
[0005]原子頻標(biāo)；光譜燈；用于對所述原子頻標(biāo)進(jìn)行恒溫控制的恒溫箱；用于發(fā)送、接收及存儲溫度參數(shù)信息的中央處理器；用于對所述溫度參數(shù)信息進(jìn)行顯示的顯示模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進(jìn)行控制的控溫模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進(jìn)行實(shí)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(jìn)行實(shí)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(shè)置在所述原子頻標(biāo)的內(nèi)部；原子頻標(biāo)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(nèi)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(jìn)一步地，所述恒溫箱與所述處理器通過有線傳輸方式進(jìn)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(jìn)行信號傳輸。
[0009]進(jìn)一步地，所述溫控芯片的型號為MAX6657。
[0010]進(jìn)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(jìn)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(jìn)行信號傳輸。
[0011]進(jìn)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(jìn)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(jìn)行信號傳輸。
[0012]進(jìn)一步地，所述顯示模塊是型號為HKC T7000plus的液晶顯示器。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型提供的用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)，通過將光譜燈設(shè)置在原子頻標(biāo)的內(nèi)部；且原子頻標(biāo)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(nèi)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(shí)現(xiàn)了中央處理器通過命令字設(shè)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(shí)時采集光譜燈的實(shí)際工作溫度t’，并將實(shí)際工作溫度t’數(shù)值信號傳輸至中央處理器進(jìn)行存儲；第二溫度采集模塊粘貼在恒溫箱的內(nèi)部實(shí)時采集恒溫箱的實(shí)際工作溫度T’，并將實(shí)際工作溫度T’數(shù)值信號傳輸至中央處理器進(jìn)行存儲；并最終由顯示模塊將各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時顯示，進(jìn)一步獲取燈溫控溫因子，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中如何結(jié)合實(shí)際光譜燈加熱機(jī)制，通過一個簡單的測量系統(tǒng)去測量內(nèi)部設(shè)有光譜燈原子頻標(biāo)工作環(huán)境溫度參數(shù)信息，以達(dá)到測量方便、簡單及成本低廉目的；即本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、測量方便及成本低廉的特點(diǎn)。
[0014]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例提供的用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0017]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)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(guān)系示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0019]請參閱圖1，本實(shí)用新型提供了一種用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)，具體包括如下組成部分:原子頻標(biāo)；光譜燈；用于對原子頻標(biāo)進(jìn)行恒溫控制的恒溫箱；用于發(fā)送、接收及存儲溫度參數(shù)信息的中央處理器；用于對溫度參數(shù)信息進(jìn)行顯示的顯示模塊；用于對光譜燈的工作溫度進(jìn)行控制的控溫模塊；用于對光譜燈的工作溫度進(jìn)行實(shí)時采集的第一溫度采集模塊；用于對恒溫箱的工作溫度進(jìn)行實(shí)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(yōu)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(shè)置在原子頻標(biāo)的內(nèi)部；原子頻標(biāo)置于恒溫箱中，并依賴恒溫箱為內(nèi)部設(shè)有光譜燈的原子頻標(biāo)構(gòu)造一個恒定溫度的工作環(huán)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(shè)定恒溫箱的恒定工作溫度T、用于通過控溫模塊設(shè)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(shí)時采集光譜燈的實(shí)際工作溫度t’，并將實(shí)際工作溫度t’數(shù)值信號傳輸至中央處理器進(jìn)行存儲；第二溫度采集模塊粘貼在所述恒溫箱的內(nèi)部，用于實(shí)時采集恒溫箱的實(shí)際工作溫度T’，并將實(shí)際工作溫度T’數(shù)值信號傳輸至中央處理器進(jìn)行存儲；電源模塊分別與中央處理器及顯示模塊連接。優(yōu)選的，為提高本系統(tǒng)的測量精度，上述恒溫箱的控溫精度應(yīng)優(yōu)于0.1°C。
[0021 ] 本實(shí)施例中，控溫模塊包括:惠斯通電橋(電路)及用于對光譜燈實(shí)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(shù)字電位計(jì)(Ro)、第三熱敏電阻(Rk)構(gòu)成。其中，對稱電阻R的選型應(yīng)滿足同一廠商同一批次，即保證兩個對稱電阻R參數(shù)一致(尤其是溫度系數(shù))，此外還應(yīng)保證R與Ro、Rk阻值接近。中央處理器通過命令字對Ro進(jìn)行賦值，Ro的具體阻值反映了光譜燈預(yù)設(shè)定的工作溫度t。當(dāng)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(fù)，當(dāng)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(shí)施加熱，其加熱機(jī)制由Uab決定，Uab為正或負(fù)，對應(yīng)的，溫控芯片則實(shí)施加熱或制冷，一直持續(xù)到Uab=O，此時光譜燈的實(shí)際工作溫度已經(jīng)在處理器設(shè)定的Ro值工作點(diǎn)，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(shí)際工作溫度t’，并將測量信息反饋給中央處理器。優(yōu)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(jìn)一步說明的是，對于本系統(tǒng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行信號傳輸。
[0024]為對本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)作詳細(xì)說明，以支持本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，例舉如下具體參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述:
[0025]首先，中央處理器通過命令字設(shè)定恒溫箱的工作溫度Tl為25V，恒溫箱根據(jù)中央處理器的溫度設(shè)定控制字進(jìn)行溫度恒定工作，并使置于恒溫箱中的原子頻標(biāo)環(huán)境溫度穩(wěn)定在T1=25°C ±0.1°C范圍內(nèi)；貼于恒溫箱內(nèi)部的第二熱敏電阻阻值將隨著恒溫箱溫度的變化而發(fā)生變化，此電阻值反映了原子頻標(biāo)工作的實(shí)際環(huán)境溫度Tl’，并將實(shí)際環(huán)境溫度Tl’的數(shù)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(shè)定光譜燈中的數(shù)字電位計(jì)(Ro)的阻值來間接設(shè)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(yù)置的溫度點(diǎn)，此時第一熱敏電阻(Rz)的阻值應(yīng)與Ro、Rk接近，并將實(shí)際環(huán)境溫度tl’的數(shù)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(biāo)工作的環(huán)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(shè)定命令字改變恒溫箱的恒溫環(huán)境溫度為T2=26°C ±0.1°C范圍，相應(yīng)的可以得到原子頻標(biāo)工作環(huán)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(nèi)部工作溫度t2’ ；
[0028]最終，通過依賴本系統(tǒng)測量的原子頻標(biāo)工作的環(huán)境溫度Tl’及T2’、光譜燈工作溫度tl’及t2’ ；根據(jù)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(biāo)外界工作環(huán)境溫度變化1°C，即Tl，=25。。，T2’ =26°C，而光譜燈內(nèi)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(jù)本實(shí)用新型提供的用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)，通過將光譜燈設(shè)置在原子頻標(biāo)的內(nèi)部；且原子頻標(biāo)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(nèi)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(shí)現(xiàn)了中央處理器通過命令字設(shè)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(shí)時采集光譜燈的實(shí)際工作溫度t’，并將實(shí)際工作溫度t’數(shù)值信號傳輸至中央處理器進(jìn)行存儲；第二溫度采集模塊粘貼在恒溫箱的內(nèi)部實(shí)時采集恒溫箱的實(shí)際工作溫度T’，并將實(shí)際工作溫度T’數(shù)值信號傳輸至中央處理器進(jìn)行存儲；并最終由顯示模塊將各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時顯示，進(jìn)一步獲取燈溫控溫因子，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中如何結(jié)合實(shí)際光譜燈加熱機(jī)制，通過一個簡單的測量系統(tǒng)去測量內(nèi)部設(shè)有光譜燈原子頻標(biāo)工作環(huán)境溫度參數(shù)信息，以達(dá)到測量方便、簡單及成本低廉目的；即本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、測量方便及成本低廉的特點(diǎn)。
[0032]在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。
[0033]類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個實(shí)用新型方面中的一個或多個，在上面對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的描述中，本實(shí)用新型的各個特征有時被一起分組到單個實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖:即所要求保護(hù)的本實(shí)用新型要求比在每個權(quán)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(quán)利要求書所反映的那樣，實(shí)用新型方面在于少于前面公開的單個實(shí)施例的所有特征。因此，遵循【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求書由此明確地并入該【具體實(shí)施方式】，其中每個權(quán)利要求本身都作為本實(shí)用新型的單獨(dú)實(shí)施例。
[0034]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。
[0035]應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)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(shí)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(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。
【權(quán)利要求】
1.一種用于工作環(huán)境參數(shù)測量的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 原子頻標(biāo)；光譜燈；用于對所述原子頻標(biāo)進(jìn)行恒溫控制的恒溫箱；用于發(fā)送、接收及存儲溫度參數(shù)信息的中央處理器；用于對所述溫度參數(shù)信息進(jìn)行顯示的顯示模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進(jìn)行控制的控溫模塊；用于對所述光譜燈的工作溫度進(jìn)行實(shí)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(jìn)行實(shí)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(shè)置在所述原子頻標(biāo)的內(nèi)部；原子頻標(biāo)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(nèi)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行信號傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，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(shí)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(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，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(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，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(jìn)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(jìn)行信號傳輸。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述溫控芯片的型號為MAX6657。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，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(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】雷海東 申請人:江漢大學(xué)