激光器温度控制电路软启动算法研究

为满足激光甲烷传感器在煤矿、天然气等工矿环境应用中6km的传输距离和测量精度,首先设计了一种基于激光吸收峰和工作温度的高精度双闭环负反馈温度控制系统,基于集成的TEC温控芯片开展PI补偿网络设计和系统稳定性、响应特性仿真分析,系统控制误差达减小到约±1.37‰,减小温控系统对激光甲烷传感器测量值的影响;提出了基于逐步迭代逼近的温控软启动算法,整机启动瞬态大电流由0.5A@12VDC减小到0.12A@12VDC,最远传输距离达到6km以上;为激光甲烷传感器在煤矿、天然气等工矿领域的全面推广应用提供了技术支撑。

微纳光栅MOEMS加速度计优化设计与测试

提出了一种基于微纳光栅泰伯效应的微光机电系统(MOEMS)加速度计,通过Comsol软件对加速度计结构和光栅结构参数进行优化,使其在20g量程范围内获得较大的结构灵敏度和衍射效应灵敏度,同时通过仿真分析了该结构的交叉轴串扰情况。由于受外界温度起伏影响,双层光栅结构间距受热膨胀系数的影响产生相对位移。为了减小由于温度起伏对光栅加速度计零偏的影响,采用温度闭环反馈控制技术将加速度计温度变化控制在±10 mK范围内。经实验测试,加速度计零偏稳定性达3.7μg,相较于无温控情况提升了近7倍。最终实现光栅MOEMS加速度计的灵敏度达5.23 V/g,线性相关系数为99.9%,分辨率达286.8μg。