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成果簡介 半導體制冷片是利用特殊半導體材料構成的PN結產生Peltier效應制成，具有無噪聲、體積小、結構簡單、加熱制冷切換方便、冷熱轉換具有可逆性等優點�；ぐ踩M對基于半導體制冷片溫控系統的影響因素進行了全面、系統分析和實驗研究，設計完成了大功率、高可靠性的半導體制冷片驅動電路，并積累了半導體制冷片加熱制冷切換雙向溫控算法的豐富經驗，形成了半導體制冷片整套的研究方法和應用手段。目前，半導體制冷片的高精度溫度控制系統已應用在產品中。 系統組成 
圖1 基于半導體制冷片的溫度控制單元結構
圖2 高精度溫度控制系統硬件組成 技術指標 （1）溫度范圍：0~120℃； （2）控溫精度：±0.05℃； （3）半導體制冷片驅動電路能夠最大支持20V 15A輸出。
圖3 0℃和120℃溫度控制曲線圖
圖4 37.8℃溫度控制過程曲線圖
圖5 37.8℃穩態控制精度曲線圖 技術特點 （1）高精度溫度采集電路：創新性采用比率法和激勵換向技術，系統溫度分辨力達到0.001℃，檢測精度達到±0.01℃。 （2）大功率高可靠性的半導體制冷驅動：采用H橋電路形式實現半導體制冷片加熱制冷方式的切換，解決了該類驅動電路無死區防護、功率小等問題；設計引入濾波和保護電路，大大增強了半導體制冷片的壽命及驅動電路的可靠性。 （3）雙向多模式溫控：溫控策略充分考慮半導體制冷片加熱制冷輸出功率差異、功率隨溫度變化以及系統加熱制冷方式切換的隨機性等因素，綜合采用了單點與掃描結合、高低溫分段處理、隨環境溫度變化動態調節等多重溫控調節方式。 獲得研發資助情況 浙江省公益項目 前期應用示范情況 已用于微量蒸氣壓測定儀產品中的溫度控制，溫度范圍為0~120℃，控溫精度為±0.05℃，驅動電路輸出12V/10A。相關產品已通過批量試產，溫控系統運行穩定可靠，可復制性強，實現成本低，適合于批量生產。、 轉化應用前景 半導體制冷片因加熱制冷切換方便、結構簡單、系統噪音小、控溫精確度高以及成本低等優點，有望在科學儀器溫度控制、溫度發生和電氣設備散熱等領域獲得廣泛應用。特別是隨著儀器儀表尤其是生命科學儀器、化學分析儀器等逐漸向高精度、小型化方向快速發展，高精度的小型溫度控制系統需求越來越旺盛，因此半導體制冷片具有良好的應用前景。 合作方式 （1）技術轉讓；（2）委托開發；（3）雙方聯合開發。 應用領域 分析儀器、醫療儀器、生命科學測試儀器、家用電器等領域中高精度的恒溫、勻速升降溫等多模式的溫度控制，以及電氣裝置散熱等。 聯系人：楊遂軍； 聯系電話：0571-86872415、0571-87676266； Email:yangsuijun1@sina.com； 工貿所網址：http://itmt.cjlu.edu.cn； 工貿所微信公眾號：中國計量大學工貿所。 中國計量大學工業與商貿計量技術研究所簡介 中國計量大學是以“計量、測試、標準”為特色的院校，主要培養測試技術、儀器開發方向的專屬人才。 中國計量大學工業與商貿計量技術研究所是學校為進一步推動高水平研究團隊的建設而在2014年設立的兩個學科特區之一，主要針對工業生產與貿易往來中關乎國計民生的計量測試問題，以新方法、技術、設備及評價為研究對象，主要研究方向為化工產品及工藝安全測試技術與儀器、零部件無損檢測技術與設備、光柵信號處理與齒輪精密測量，涉及的單元技術有高精度溫度檢測技術、快速熱電傳感技術、高穩態溫度場發生技術、低熱惰性高壓容器制備工藝、激光和電磁加熱、非穩態傳熱反演、基于幅值分割原理的光柵信號數字細分、光柵信號短周期誤差補償、機器視覺高精度尺寸測量。研究所同時是化工產品安全測試技術及儀器浙江省工程實驗室，先后承擔國家重大科學儀器設備開發專項、國家公益性行業科研專項、國家自然基金、973等國家級項目，科研經費超千萬�，F有專職科研人員9人、工程技術人員2人、在讀研究生30余人、行政與科研管理人員3人。 “應用驅動、產研融合”是研究所的標簽，以應用驅動為前提，通過方法技術化、技術產品化、產品市場化，將科研成果落腳于實際應用，為經濟與社會發展提供推動力，同時為研究所提供持續發展所需資金、影響力、信息等各類資源的支撐，目前研究所已擁有2家產業化公司。 更多研究所介紹請登錄研究所網站itmt.cjlu.edu.cn或微信公眾號。 |
