[发明专利]应用于MEMS倾角传感器的微型恒温腔

说明书

本发明公开了一种应用于MEMS倾角传感器的微型恒温腔，是在底座上设置有外壳，在外壳的顶部设置有散热片，在外壳的顶部设置有隔热环，该隔热环套装在铝导热工件上，在铝导热工件的上部分的环形凸台与隔热环的内侧壁之间的空腔中设置有TEC制冷片；在铝导热工件底部的环形腔上设置有电路板；在电路板上，并处于环形腔内设置有传感器模块；在散热片上开设有通向所述电路板的通讯线孔以及通向TEC制冷片的TEC驱动线孔，用于将所述传感器模块和TEC制冷片的与外部的控制模块连接；在所述外壳与底座组成的封闭空间内填充有聚氨酯隔热材料。本发明通过为MEMS倾角传感器构建恒温的工作条件来解决温漂问题，从而极大地提高了输出精度。

技术领域

本发明涉及角度测量技术领域，具体的说是一种微型恒温腔结合PID温度控制模块的MEMS倾角传感器。

背景技术

MEMS倾角传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、抗冲击性强、抗震性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点，并且相对于传统的机械式水平仪，它可以直接测量被测物与水平面的倾角，具有很高的测量精度和测量范围。因此MEMS倾角传感器在很多应用场合中都能见到，如高精度激光仪器水平、工程机械设备调平、远距离测距仪器、高空平台安全保护、定向卫星通讯天线的俯仰角测量、船舶航行姿态测量、盾构顶管应用、大坝检测、地质设备倾斜监测、火炮炮管初射角度测量、雷达车辆平台检测、卫星通讯车姿态检测以及微纳米三坐标测量机的宏微动台等一些精密仪器设备的安装角度调试。但MEMS倾角传感器对温度比较敏感，温漂较大，严重的影响的MEMS倾角传感器设备的输出精度。

现在MEMS倾角传感器解决温漂问题基本都是通过温漂曲线拟合标定的方式。该方式需要将倾角测量设备放置于一个可以调节温度的大型恒温控制设备中，然后采集倾角测量设备在不同角度下温度从低到高整个范围内的角度漂移量，然后将不同角度下的随温度变化的角度漂移数据进行曲线拟合，最后倾角测量设备需要根据此刻的温度将此刻的输出角度减去温漂曲线拟合求得的角度漂移量，才能输出实际的角度。该方式操作复杂，需要专用的大型恒温控制设备，工作量庞大，最后倾角测量设备通过漂曲线拟合求出的角度精度不高。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种应用于MEMS倾角传感器的微型恒温腔，以期能通过为MEMS倾角传感器构建恒温的工作条件来解决其温漂问题，从而能提高MEMS倾角传感器设备的输出精度。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种应用于MEMS倾角传感器的微型恒温腔的特点在于，在底座上设置有外壳，在所述外壳的顶部设置有散热片，在所述外壳的顶部中心处开设有通孔，在所述通孔内设置有隔热环，并通过螺钉固定在所述散热片上，所述隔热环套装在铝导热工件上，所述铝导热工件是由环形凸台和底部的环形腔构成，在所述铝导热工件的上表面与隔热环的内侧壁之间的空腔中设置有TEC制冷片；在所述环形腔的底部设置有电路板；在所述电路板上，并处于所述环形腔内设置有传感器模块；在散热片上开设有通向所述电路板的通讯线孔，用于将所述传感器模块的通讯线与外部的控制模块连接；在散热片上还开设有通向TEC制冷片的TEC驱动线孔，用于将TEC制冷片的驱动线与外部的控制模块连接；在所述外壳与底座组成的封闭空间内填充有聚氨酯隔热材料；

本发明所述的应用于MEMS倾角传感器的微型恒温腔的特点也在于，所述传感器模块包含MEMS倾角传感器、二阶滤波电路、A/D转换电路、温度传感器；

所述控制模块包含单片机、TEC温度控制电路、显示模块；

所述温度传感器实时采集所述环形腔的当前温度并通过通讯线传输给单片机进行处理；