[发明专利]一种用于射频/微波功率测量的控温装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度控制装置，特别是涉及一种用于射频/微波功率测量的控温装置。

背景技术

随着科学技术的高速发展，出现了新的高端电子器件，无线电测量仪器的精度要求也越高，也促使无线电测量技术朝更高水平发展，其中用于校准测量仪器的标准设备也需要有更高的准确度。而功率测量是无线电射频和微波领域中最基本的参数之一。目前，为满足工业技术和经济发展需求，各国都在发展自己的高准确度的射频微波功率基准，频率范围越来越宽，测量精度和功率量程也越来越高。射频量热计或微量热计因其准确度高而被广泛用以建立国家射频微波功率标准甚至基准，其基于直流替代射频/微波功率的测量原理，利用负载电阻对直流功率和射频功率的等效热响应，通过测量吸收直流或射频功率后的温度变化，根据温度变化得出被测功率的量值。量热计内的负载电阻被放置在一个相对隔热的恒温环境内，避免负载电阻吸收功率后产生的热量受外界环境的影响。对这种情况的应用，国外一些计量标准研究机构采用将射频量热计或微量热计的量热体放置在恒温水槽或油槽内，然后通过控温的方式达到功率测量的要求，其温度稳定性要优于0.05℃；国内也有做这方面的控温技术的研究，但是通用性能差、控温精度不高，没有形成可以广泛用于射频/微波功率测量的控温设备。

目前在射频/微波功率测量方面商业产品中，只有美国Tegam公司生产的温度控制器，仅用于热敏电阻功率计的温度控制，包括测温传感器、温度控制电路、加热部分以及指示电路等，其测温传感器为具有正温度系数的合金材料，温度控制电路电压最大值为12V～14V，电流最大值为200mA，作用在热敏电阻功率座达到热平衡的时间约2小时以上。通过测温实验，该产品能够达到的控温精度仅有0.1℃，达不到高准确度的功率测量要求。

因此，需要提供一种温度控制装置，满足高准确度的量热计或微量热计的功率测量要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于射频/微波功率测量的控温装置，以克服现有技术中由于控制功率较小，达到热平衡时间长，且控温精度不够高，不能够满足高准确度的量热计或微量热计的功率测量要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。

一种用于射频/微波功率测量的控温装置，该装置至少包括

受控器件接口；

温度传感器，用于实时采集受控器件的温度信号；

温度控制器，用于将采集得到的受控器件的温度与设定的参考温度进行比较，将比较后的温度差两转换为电压输出量来控制解热器加热；

加热器，用于根据温度控制器的调控电压对受控器件加热。

优选的，所述温度传感器采用薄膜铂电阻，所述电阻均匀分布在受控器件上，以四线测量法消除引线的测量误差。

优选的，所述温度控制器的分辨率为0.001℃，温度控制范围为20℃～75℃，该控制器输出直流电压范围0～10V，其最大负载电流为1mA。

优选的，所述加热器采用多路加热电阻并联结构，每一路电阻的阻值相同，并均布在被控器件上。

优选的，该装置进一步包括连接在温度控制器和加热器之间的功率放大电路，所述功率放大电路将匹配电路输出功率线性放大近万倍，以驱动大功率负载，保证加热器有足够的输入功率。该电路输出连接至加热器结构，同时匹配连接至报警指示电路。

优选的，所述功率放大电路的电大输出电压为30V，最大输出电流为3.33A，最大功率为100W。

优选的，该装置进一步包括连接在温度控制器和功率放大电路之间的匹配电路，该匹配电路用于保证温度控制器输出最大功率。

优选的，该装置进一步包括连接在匹配电路和功率放大电路输出端之间的报警指示电路，报警指示电路连接匹配电路端设置为加热温度的指示电路，连接功率放大器输出端设置为加热电路运行错误报警电路。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案结构简单操作方便；本方案控制功率大，控制精度高，精度可达0.05℃，能够满足高准确度的量热计或微量热计的功率测量要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明所述一种用于射频/微波功率测量的控温装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合一组实施例及附图对本发明做进一步描述。