[发明专利]一种基于多点联合测控的原子气室无磁温控系统

说明书

本发明属于气体温度控制技术领域，具体涉及一种基于多点联合测控的原子气室无磁温控系统；该系统壳体模块构成原子气室；温控模块的三号温控传感器和二号电加热薄膜配合，将原子气室内温度控制在设定温度，位于一号电加热薄膜正上方外壳外表面处设置一号温度传感器，一号电加热薄膜正下方内壳中嵌入二号温度传感器；当外界环境温度波动时，一号温度传感器感知环境温度的变化，并将环境温度变化信号传输至温控模块，温控模块对接收到的信号处理后，控制一号电加热薄膜的功率，抑制环境温度对原子气室顶部温度的影响；同理，二号温控传感器消除原子气室顶部的温度波动。本发明抑制了原子气室温度梯度，提升了原子陀螺和原子磁强计标度因数稳定性的。

技术领域

本发明属于气体温度控制技术领域，具体涉及一种基于多点联合测控的原子气室无磁温控系统。

背景技术

原子陀螺的标度因数稳定性与原子气室的温度稳定性密切相关。因此，需要对其进行高精度温度控制。美国普林斯斯顿大学、加州大学欧文分校、北京航空航天大学等相关研究机构相继开展了气室高精度温控方面的工作，并且在温度传感器位置处，相继实现了较高的温控精度。但是由于气室玻璃导热率较低，因此其不同的位置处的温度很可能相差较大，即容易产生较大的温度梯度。

在传统单传感器温控模式下，即便经过控制后传感器处温度波动较小，但是在环境温度和温度梯度的影响下，气室上距离传感器较远处温度稳定性难以达到较高的水平，这种缺陷难以克服。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种基于多点联合测控的原子气室无磁温控系统，解决单传感器温控模式下气室上距离传感器较远处温度稳定性难以达到较高的水平的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明一种基于多点联合测控的原子气室无磁温控系统，该系统包括：加热组件、温控模块和壳体模块；

壳体模块包括内壳和外壳；

内壳为无磁材料加工而成，内壳形成的中空密闭腔室构成原子气室；

所述加热组件包括一号电加热薄膜和二号电加热薄膜；

所述一号电加热薄膜设置在内壳外侧，位于原子气室顶部，所述二号电加热薄膜设置在内壳内侧，位于原子气室底部，内壳外侧设置外壳，外壳为无磁材料加工而成；

所述加热组件还包括一号温度传感器、二号温度传感器和三号温度传感器；三号温度传感器贴在二号电加热薄膜上；

所述三号温控传感器和二号电加热薄膜配合，将原子气室内温度控制在设定温度，在外壳外表面，位于一号电加热薄膜正上方设置一号温度传感器，一号电加热薄膜正下方内壳中嵌入二号温度传感器；当外界环境温度波动时，一号温度传感器感知环境温度的变化，并将环境温度变化信号传输至温控模块，温控模块对接收到的信号处理后，控制一号电加热薄膜的功率，抑制环境温度对原子气室顶部温度的影响；当二号温控传感器感知到原子气室顶部的温度波动时，将原子气室顶部温度变化信号传输至温控模块，温控模块对接收到的信号处理后，温控模块控制一号电加热薄膜的功率，消除原子气室顶部的温度波动。

进一步，所述温控模块包括温度传感电路、信号处理电路和功率放大电路；

所述温度传感电路包括2个电桥电路；一号温度传感器、二号温度传感器配合精密电阻R1和R2构成第一电桥，第一电桥与第一仪表放大器相连构成第一电桥电路，第一电桥输出信号经第一仪表放大器差分放大后传输给信号处理电路；

三号温度传感器与精密电阻R3、R4和R5构成第二电桥，第二电桥与第二仪表放大器相连构成第二电桥电路，第二电桥输出信号经第二仪表放大器差分放大后传输给信号处理电路；