[实用新型]被动型原子频标工作环境适应性改善装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子频标领域，主要适用于原子频标工作环境温度的测量及反馈控制领域。

背景技术

原子频率标准以其超高的稳定度指标，已经应用在诸如卫星导航、时基授时、时间同步、国防军事等许多时频分析技术领域。上述应用领域的具体要求，尤其是野外作业对环境的苛刻要求，原子频标多变的外界环境，尤其是工作过程中的温度环境，使得原子频标温度系数的存在一直都是本领域科研工作者研究的课题。外界环境温度的变化将会引起原子频标内部灯温、腔温等核心部件工作温度的变化，进一步造成原子超精细结构0-0跃迁频率的不稳定，最终影响系统频率输出的稳定性。为克服系统温度系数对频率稳定度指标的影响，现有技术中大多采用将原子频标置入恒温的环境中，其温度控制范围可以小于0.10C，这样可以改善外界环境温度的变化对系统指标的影响，可是在野外工作不可能提供这样的恒温环境。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种被动型原子频标工作环境适应性改善装置，它具有通过信息采集模块、测温模块、微处理器、温度系数补偿模块,与原子频标构建成一个温度检测反馈网络，从而来减小原子频标温度系数，以降低原子频标在野外环境工作时由环境温度产生误差的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种被动型原子频标工作环境适应性改善装置，包括：微处理器，所述微处理器与原子频标连接，还包括：测温模块、信息采集模块、温度系数补偿模块；

所述原子频标还通过所述电桥测温模块经所述信息采集模块与所述微处理器连接，所述温度系数补偿模块分别连接所述原子频标、所述微处理器。

对上述基础结构进行优选的技术方案为，所述测温模块为电桥测温模块。

对上述方案作出进一步优选的技术方案为，所述电桥测温模块包括：惠斯通电桥；

所述惠斯通电桥的四个桥臂分别为数控电位器、热敏电阻、第一桥臂参考电阻、第二桥臂参考电阻，所述数控电位计与所述第一桥臂参考电阻串联，所述热敏电阻与所述第二桥臂参考电阻串联；热敏电阻设置于所述原子频标外壳的内壁上；

所述信息采集模块采集数控电位计与第一桥臂参考电阻之间的电位信号、热敏电阻与第二桥臂参考电阻之间的电位信号。

再进一步优选的技术方案为，述惠斯通电桥的四个桥臂之间的阻值差不超过10%；所述第一桥臂参考电阻R1与所述第二桥臂参考电阻R2，这两者的型号、生产厂商、批次、温度系数均一致。

更加优选的技术方案为，所述惠斯通电桥为多个，各个惠斯通电桥中的热敏电阻分布于所述原子频标外壳的各个面的内壁上。

对上述方案作出进一步改进的技术方案为，还包括：隔离放大器；所述原子频标经所述隔离放大器与所述温度补偿模块连接。

更加优选的技术方案为，所述温度系数补偿模块为直接数字式频率合成器DDS。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型由测温模块对原子频标的工作环境温度进行检测，微处理器通过信息采集模块对测温模块的检测数据进行采集，并据此判断原子频标的工作环境温度是否发生了变化，发生变化时，根据变化值控制温度系数补偿模块将补偿后的频率信号输送至用户端。能够适用于野外工作环境，解决了现有技术中在野外工作无法为原子频标提供恒温环境，使得原子频标的系统指标受影响的问题。

2.本实用新型中的测温模块通过贴于原子频标外壳内壁上的热敏电阻测量原子频标工作时的外界温度。可以通过增加热敏电阻的数量来提高测量精度。

本实用新型提供了一种利用温度检测反馈网络来减小原子频标温度系数的方法，为本领域研究工作提供了一种新的参考。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中电桥测温模块的电路结构示意图。

图3为本实用新型实施例中电桥测温模块中热敏电阻设置方位示意图。

图4为本实用新型实施例中温度系数补偿模块工作状态示意图。

其中，1-热敏电阻，2-原子频标，Ro-数控电位器，Rk-热敏电阻，R1-第一桥臂参考电阻，R2第二桥臂参考电阻，t-原子频标工作温度设定值，t’-原子频标工作温度实际测量值，fo-原子频标输出信号，f1-补偿后的频率信号。

具体实施方式