一种用于原子自旋陀螺仪的无磁电加热系统

摘要

一种用于原子自旋陀螺仪的无磁电加热系统，包括无磁腔体、加热驱动子系统和温度控制子系统；无磁腔体由电加热膜、内导热腔、外保温腔、真空腔、支座和温度传感器等部件组成；加热驱动子系统由温度开关和直流电源组成；温度控制子系统由单片机、DAC芯片及其外围电路实现；最后采用加热驱动子系统大功率快速加热至原子自旋陀螺仪预设温度，由温度开关切到温度控制子系统，由温度控制子系统低功率控制原子自旋陀螺仪工作温度相结合的方法，实现原子自旋陀螺仪的加热和温度控制。本发明消除了原子自旋陀螺仪中传统气流加热装置带来的气流扰动、温度无法控制、体积庞大不易集成等缺陷，隔离了热气流对磁屏蔽系统性能的干扰，具有重要的工程实用价值。

主权项

一种用于原子自旋陀螺仪的无磁电加热系统，其特征在于：它包括无磁腔体（1）、加热驱动子系统（2）和温度控制子系统（3）；所述的无磁腔体（1）包括第一温度传感器（11）、支座（12）、第二温度传感器（13）、内导热腔（14）、电加热膜（15）、外保温腔（16）和真空腔（17）部件组成；电加热膜（15）位于内导热腔（14）和外保温腔（16）中间，三者通过高导热胶粘结成为一体；第一温度传感器（11）通过高导热胶粘与支座（12）相联；第二温度传感器（13）通过高导热胶粘与内导热腔（14）相联；所述加热驱动子系统（2）由温度开关（21）和直流电源（22）组成；所述温度控制子系统（3）包括单片机（31）、DAC芯片（32）及外围电路（33）；所述的外围电路（33）包括降压型DC‑DC电路（331）、全桥电路（332）和LC谐振电路（333）；将温度开关（21）与加热驱动子系统（2）的直流电源（22）接通，加热至原子自旋陀螺仪预设温度，第二温度传感器（13）将温度信号反馈给温度开关（21），温度开关（21）断开与加热驱动子系统（2）的直流电源（22）的联接，转向与温度控制子系统（3）的接通；单片机（31），对第一温度传感器（11）输出信号进行采集，单片机（31）内部运行温度控制的数字PID算法，将控制信号通过DAC芯片（32）输出，输出的控制信号的电压幅值为0—0.8V；将输出的控制信号输入降压型DC‑DC电路（331）的SS/TR引脚，通过对电源输出电压的分压反馈，实现当SS/TR引脚的电压值为0‑0.8V变化时，对应降压型DC‑DC电路（331）输出为0‑40V；将降压型DC‑DC电路（331）输出信号输入给全桥电路（332），将降压型DC‑DC电路（331）输出的直流电压逆变为频率为100kHz方波，此方波经过谐振频率为100kHz的LC谐振电路（333）后成为100kHz的正弦 波，施加给无磁腔体（1）中的电加热膜（15）实现原子自旋陀螺仪的温度控制。