I. capacidad precisa de control de temperatura de los elementos básicos de control de temperatura

El núcleo de control de temperatura de la estación de frío y calor de semiconductores es la placa de refrigeración de semiconductores (tec), que realiza el control de temperatura bidireccional (refrigeración / calefacción) a través del "efecto perte", que es la base de la garantía de precisión:

Características de respuesta rápida: el TEC no necesita refrigerante, puede cambiar la Potencia de frío y calor en tiempo real ajustando el tamaño de la corriente de entrada, la velocidad de respuesta puede alcanzar el nivel de milisegundos, puede compensar rápidamente las fluctuaciones de temperatura y evitar la expansión de la desviación;

Ajuste fino de la potencia: con una fuente de alimentación estabilizada de corriente continua de alta precisión, se puede lograr el ajuste de la corriente de nivel de micro - Seguridad (como una precisión de ± 1 ma dentro del rango 0 - 5a), que corresponde a los cambios lineales de la Potencia de frío y calor del tec, para garantizar que el ajuste de la temperatura sea "fino" y evitar el exceso de ajuste;

Diseño de matriz múltiple: para mesas de muestra de gran área, se utilizan varios grupos de distribución uniforme de Tec (como 4 - 8 grupos), se elimina la diferencia de temperatura local a través de un control de corriente independiente, se garantiza la uniformidad de la temperatura en el área de la muestra (generalmente ≤ 0,1 ° c) y se evita el problema de "precisión de un solo punto pero desigualdad general".

2. detección de temperatura de alta precisión y retroalimentación en tiempo real

La premisa de "control preciso" es "medir", y la Plataforma de frío y calor de semiconductores garantiza la precisión de la detección a través de un sensor de temperatura de alta sensibilidad + diseño de muestreo cercano:

Selección de sensores: la mayoría de ellos utilizan resistencias de platino (pt1000) o termómetros (tipo K / j), de los cuales la precisión de pt1000 en el rango de - 50 a 200 grados Celsius puede alcanzar ± 0,05 grados celsius, que es mucho más alta que la de los sensores ordinarios;

Optimización de la posición de muestreo: el sensor se incrusta directamente en el interior de la Mesa de muestra (o cerca de la superficie de contacto de la muestra), en lugar de detectar la temperatura ambiente, reduciendo el retraso en la conducción de calor (tiempo de retraso ≤ 0,5 segundos) y asegurando que la temperatura de retroalimentación sea consistente con la temperatura real de La muestra;

Optimización del procesamiento de señales: inhibir la interferencia electromagnética (como la interferencia del circuito interno del equipo y la fuente de alimentación externa) a través del Circuito de amplificación diferencial y el módulo de filtro, evitar fluctuaciones de la señal de detección y garantizar la estabilidad de los datos de temperatura.

3. ajuste dinámico del algoritmo inteligente de control de circuito cerrado

La esencia del control de temperatura es el proceso de "corrección de desviación", y el algoritmo de control de circuito cerrado es el "cerebro" para garantizar la precisión. los esquemas principales incluyen:

Control básico de la eip: calculado a través de la Sección de tres anillos "proporcional (p) - integral (i) - diferencial (d)":

Enlace proporcional: ajuste la Potencia TEC en tiempo real de acuerdo con la desviación de temperatura actual (valor establecido - valor real), cuanto mayor sea la desviación, más significativo será el ajuste de potencia;

Enlace integral: desviación histórica acumulada, eliminando errores estáticos (como pequeñas desviaciones durante el aislamiento térmico a largo plazo);

Enlace diferencial: predecir la tendencia de cambio de temperatura (como reducir la Potencia con antelación cuando el calentamiento es demasiado rápido) y evitar el exceso (como establecer 50 ° c, la temperatura real no se precipitará a 52 ° c Antes de bajar);

Optimización de algoritmos avanzados: para escenarios complejos (como el calor de la muestra y las fluctuaciones de temperatura ambiente), se utiliza un "eip inexistente" o un "eip adaptativo" para ajustar automáticamente los parámetros del EIP (sin intervención manual) y controlar aún más las fluctuaciones de temperatura en un rango de ± 0,01 ~ + 0,1 ° c.

IV. estructura del hardware y garantía auxiliar de compensación ambiental

Además del mecanismo central, el diseño de hardware y la adaptación ambiental pueden reducir la interferencia externa y consolidar la precisión:

Diseño de la Mesa de muestra y el aislamiento térmico: la Mesa de muestra utiliza materiales de alta conductividad térmica y baja expansión (como cobre sin oxígeno y aleación de aluminio) para evitar la deformación causada por cambios de temperatura; Envolver la capa de aislamiento térmico (como cerámica y algodón térmico) en el exterior para reducir la pérdida de calor al medio ambiente y reducir el impacto de la temperatura ambiente en el control de la temperatura;

Garantía de estabilidad de la fuente de alimentación: adoptar una fuente de alimentación de corriente continua aislada para evitar que las fluctuaciones de tensión de la red eléctrica (como 220V ± 10% de fluctuación) afecten la corriente TEC y garantizar una salida de Potencia estable;

Mecanismo de calibración regular: el equipo se calibra a través de termómetros estándar (como termómetros de mercurio de precisión y termómetros infrarrojos) antes de salir de la fábrica, y los usuarios deben calibrarlo cada 6 a 12 meses para garantizar que la precisión de referencia de la detección y el control no se desvíe.

En resumen, a través de la garantía multicapa de "control fino de temperatura TEC + retroalimentación de detección de alta precisión + algoritmo inteligente de circuito cerrado + diseño antiinterferencia de hardware", la Plataforma de frío y calor de semiconductores puede lograr una precisión de control de temperatura de ± 0,01 ~ + 0,1 ° C para satisfacer las necesidades de escenarios sensibles a La temperatura, como pruebas de materiales y experimentos biológicos.