Vescent SLICE-QTC温控器在大型热负载的具体应

1）简介

SLICE-QTC温度控制器是Vescent Photonics研发的新品，在锥形放大器、二极管控温、TEC或加热薄膜亚mK级别控温等领域有着广泛的应用。

它拥有四个独立的PID伺服回路滤波通道，可以同时控制多达四个热负载，在长时间内始终保持着亚mK级别的高稳定性。每个通道提供20W的功率(总共Z多分配40W)。本文以客户实际使用SLICE-QTC单通道基于加热薄膜稳定大型热负载为例，展示它伺服回路的能力。

2)实验

本实验设计大型热负载是尺寸为15cm×30cm×2cm的光学面包板，其表层与加热薄膜接触处填涂有导热胶。热敏传感器采用热敏电阻(Beta= 3450, R= 26.5 kQ at 23C)。装配关系如图1所示，加热薄膜由如图2所示的SLICE-QTC温度控制器控制。为了获得稳定的温度变化，必须将热负载及加热薄膜与周围环境隔离。因此，它整体被包裹在3层3mm厚的聚乙烯泡沫中。

SLICE-QTC使用PID数字连续波环路滤波器(非脉宽调制)处理温度误差信号，基于比例、积分和微分增益原理，使用Ziegler-Nichols方法（https://www.vescent.com/manuals/doku.php?id=slice:z-n）确定Z佳环路参数为Gprop=6, PI=18.7, PD =4.68。

在室温22.3℃的情况下，设定被控温度为27.5°C，伺服回路Z初执行大约400 mA的电流来使得温度到达设定值。从回路初始温度22.3℃控温开始到27.5℃稳定所需时间大约为185 s。由于加热器内部为50Ω的高电阻，则励磁涌流受到了SLICE-QTCZ大顺应电压20V的限制，因此如果的电阻加热器的阻值更低，则会表现出更快的稳定时间。如图3所示，展示了SLICE-QTC自开始波动至稳定时的屏显温度误差随时间变化的图像。

如图4所示，在稳定状态下，PID回路使得热负载的温度RMS偏差为0.33mK。4小时内的稳定性是相同的。

3）总结

为了获得更好的热稳定性，加热薄膜与负载的设计方案是极其重要的。例如，为了加热薄膜免受环境温度波动的影响。如果没有聚乙烯做包裹，则上方的气流可能使得控温稳定性降低。因此主要的设计考虑包括:

1. 适当使用绝缘材料，如聚乙烯泡沫等。

2. 选择合适的传感器，尽可能接近热负载并保持良好的热接触。

3. 让加热薄膜的尺寸尽可能的小。

4. 保持环境温度尽可能稳定。

7. 避免接地回路，屏蔽连接电缆，传感器连接使用高质量箔屏蔽导线。

8. 使用低电阻加热器和TEC来避免电压限制传感器，确保足够的电流和功率传送到SLICE-QTC通道。

本案例以电阻式加热薄膜作为加热器，热敏电阻作为传感器，使用SLICE-QTC作为伺服回路滤波器温控器，对热负载进行温度稳定。在0.33 mK的温度误差范围内，采用闭环均方根RMS偏差稳定负载，应该注意的是，整个负载必须拥有合适的温度绝缘。SLICE-QTC可以控制多达四个独立的温度循环。在更多的实验中，可以使用TEC作为被控设备，在-20°C到+140°C范围内同样获得了在亚mK级别的温度稳定性。

众所周知，大型恒温恒湿试验室在加工过程中拥有关键的功效，以便确保试验室可以充分发挥更强的实际效果。考虑大家的生产制造，大型恒温恒湿试验室生产家务必要具有下列3个标准，下边我们一起来认识一下吧。

（一）建立强劲的技术性精英团队

要想确保大型恒温恒湿试验室的好使用，不可或缺强劲且技术专业的技术性精英团队开展技术性产品研发和生产制造制做。因而生产厂家要持续引入新的技术性优秀人才，保证技术性持续的升级以考虑生产制造修建的必须。新科技优秀人才精英团队间要开展优良的协作，相互打造出高品质的商品。

（二）建立详细的市场销售链

以便掌握确保生产厂家所生产制造的商品得到销售市场的相同认可、考虑顾客的必须、更强的为其出示需要服务项目，生产家能够搭建产品研发、生产制造、市场销售、售后服务于一体化的市场销售链，那样可以立即的掌握顾客的要求及难题，确保所生产制造的商品更强的考虑顾客必须。

（三）与多个品牌及科研机构开展协作

不得不承认一座恒温恒湿试验室必须好几个机器设备相互打造出，因而生产厂家要与好几个制造业企业创建优良的协作关联。拓宽渠道购入各种各样高品质的机器设备，以打造技术专业高品质的试验室供大家应用。一起还与诸多科研机构维持紧密配合，以消化吸收新技术应用来更强的开展生产制造。

以几点是说大型恒温恒湿试验室生产厂家务必具有的3个标准，只能搞好这种层面的工作中，可以确保生产制造出高品质的机器。