基于半導(dǎo)體制冷片的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要:設(shè)計(jì)一種用于紅外傳感器工作溫度調(diào)節(jié)控制的模塊，使紅外傳感器在低溫下工作，以提高紅外傳感器的探測(cè)性能。通過(guò)以mega16芯片為核心，以半導(dǎo)體制冷片為制冷元件，以PID算法為基礎(chǔ)構(gòu)建了一套半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)[1]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，半導(dǎo)體制冷溫度控制系統(tǒng)能夠?yàn)榧t外探測(cè)器提供所需的工作溫度。

關(guān)鍵詞:溫度 半導(dǎo)體制冷片 PID算法

中圖分類(lèi)號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)04(c)-0009-02

溫度對(duì)紅外傳感器有比較大的影響，當(dāng)外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，紅外傳感器對(duì)所測(cè)量的物理量會(huì)有較大的變動(dòng)，影響其測(cè)量值的準(zhǔn)確性[2]，產(chǎn)生較大的外界噪聲干擾，所以當(dāng)進(jìn)行精確測(cè)量時(shí)，將紅外傳感器控制在一個(gè)恒定的溫度下，可以大大提高探測(cè)精度，減少誤差。

1 半導(dǎo)體制冷器的工作原理

半導(dǎo)體制冷也稱(chēng)熱電制冷，是一門(mén)介于制冷技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)邊緣的學(xué)科，半導(dǎo)體制冷是以溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)制冷方法，利用帕爾貼效應(yīng)的原理達(dá)到制冷目的。

帕爾帖效應(yīng):當(dāng)電流I通過(guò)由兩種不同材料組合成的閉合回路時(shí)，在材料的接頭處一端會(huì)吸收熱量Qp，另一端會(huì)放出熱量Qp。這種吸收或放出的熱量叫做帕爾帖熱，其吸熱或放熱由電流的方向決定，大小由公式?jīng)Q定。

π為帕爾帖系數(shù)，與溫差電動(dòng)勢(shì)率有關(guān)，，α1、α2為組成回路兩種材料的溫差電動(dòng)勢(shì)率，T為相關(guān)接頭的溫度。作為一種制冷源，半導(dǎo)體冷片可連續(xù)工作，不需要制冷劑，沒(méi)有污染源和機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，是一種固體元件，工作時(shí)沒(méi)有噪音、震動(dòng)、壽命長(zhǎng)，安裝容易。……