[发明专利]一种热电堆传感器及其控制方法

说明书

本发明提供一种热电堆传感器及其控制方法，该热电堆传感器包括加热器、温度传感器、热电堆传感器芯片；其中，热结区设置于热电堆传感器芯片的顶面，冷结区设置于热电堆传感器芯片顶面的外周或者热电堆传感器芯片的侧面；温度传感器和热电堆传感器芯片均设置于加热器的顶面；温度传感器用于获取冷结区的温度，加热器用于对热电堆传感器芯片加热并保持冷结区恒温在工作温度。本发明通过将温度传感器、加热器和热电堆传感器单片集成，利用加热器对冷结区加热，通过温度传感器对加热器的加热量进行反馈控制。当外界有热冲击造成冷结区温度波动时，通过调节加热器的加热量将外界热冲击影响消除，实现冷结区热平衡控制，进而有效提高测温精度。

技术领域

本发明涉及温度传感技术领域，特别是涉及一种热电堆传感器及其控制方法。

背景技术

热电堆传感器是一种温度测量元件，由多个热电偶串接构成，通过叠加各个热电偶上的温差电动势，并根据温差电动势与温度的对应关系，得到待测温度差或者待测温度。

如图1所示，为目前通常使用的一种热电堆传感器的结构示意图。该热电堆传感器包括硅衬底01，所述硅衬底01上设置有凹槽011；在所述硅衬底01的表面、横跨所述凹槽01设置有热电偶02，热电偶02位于硅衬底上的一端设置为冷结区03；热电偶02悬浮于所述凹槽011上的一端上还设置有感应吸收环境热量的薄膜材料，该薄膜材料的对应区域设置为热结区04。在上述热电堆传感器的使用过程中，热结04区吸收待测环境的温度，从而使得热结区04与冷结区03之间存在温度差，该温度差进一步导致热电偶两端产生温差电动势，通过温差电动势与温度差的对应关系，就能够计算得到对应的待测环境温度与冷结区的温度差，进一步在确定冷结区温度的情况下，就能够根据对应的温度差计算得到待测环境温度。

然而，发明人通过研究发现，上述热电堆传感器的冷结区03很容易受到外界环境的干扰，尤其在受到热冲击时，周围环境热冲击作用到热电堆传感器上，会使得冷结区温度激变，近而引起测量误差。

因此，如何克服环境温度的影响提高热电堆传感器的测量精度，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种热电堆传感器及其控制方法，用于解决现有技术中热电堆传感器精度差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，根据本发明的第一方面，本发明实施例提供一种热电堆传感器，包括加热器、温度传感器、热电堆传感器芯片，其中：

所述热电堆传感器芯片的热结区设置于所述热电堆传感器芯片的顶面，所述热电堆传感器芯片的冷结区设置于所述热电堆传感器芯片顶面的外周或者所述热电堆传感器芯片的侧面上；

所述温度传感器和所述热电堆传感器芯片均设置于所述加热器的顶面，且相互间隔；所述温度传感器用于获取所述冷结区的温度，所述加热器用于对所述热电堆传感器芯片加热并保持所述冷结区恒温在工作温度。

可选地，所述工作温度大于所述热电堆传感器所在环境的温度。

可选地，所述温度传感器靠近所述热电堆传感器芯片的冷结区。

可选地，所述热结区远离所述加热器。

可选地，所述热电堆传感器还包括封装管帽和封装管座，其中：

所述封装管帽的顶部设置有开口，所述开口与所述热结区相对应；所述开口上密封设置有红外滤光片，以对环境中光线进行过滤使红外线照射在所述热结区；

所述封装管座设置在所述封装管帽的底部，所述封装管帽的内壁与所述封装管座的顶壁形成中空的密闭空间；

所述加热器、温度传感器以及热电堆传感器芯片均位于所述密闭空间内，且所述加热器设置在所述封装管座的顶壁上。