新型智能温度传感器在辐亮度标准探测器温控系统中应用.pdfVIP

第22卷第5期 量子电子学报 V01．22NO．5 CHINESEJOURNALOF ELECTRONICS0ct．2005 2005年10月 QUANTUM 文章编号：1007—5461(2005)05-0806-04 新型智能温度传感器在辐亮度标准探测器 温控系统中的应用 李照洲， 郑小兵， 吴浩宇， 王乐意， 乔延利 (中国科学院安徽光学精密机械研究所遥感研究室， 安徽合肥 230031) 摘 要： 高精度辐射定标方法和技术是现代空间遥感的主要支撑技术之一。辐亮度标准探测器是新一代高 精度辐射定标方法中的核心部件，在遥感仪器的野外、机载和星上高精度辐射定标中具有广阔的应用前景。但 是，温度变化是影响辐亮度标准探测器绝对精度和长期稳定性的一项关键因素，只有加入温控系统，将其控制 在恒定的工作温度，才能使它的精度和稳定性得以保证。结合数字温度传感器DSl8820在辐亮度标准探测器 精密温控系统中的应用经验，提出了采用DSl8820实现标准探测器温度高精度、高可靠性监测和控制的有效 方案。实验结果证明，该方案是可靠和可行的。 、 关键词： 光学测量；高精度辐射定标；标准探测器；精密温控；DSl8820’ 中图分类号：TP212．儿 文献标识码：A 1 引 言 辐射定标是光学遥感信息定量化的关键技术之一。目前，在光学遥感传感器定标领域，辐亮度标准探 测器是解决波段式仪器高精度辐射定标的有效途径，因其体积小、重量轻、功耗低，在野外、机载和星载 高精度辐射定标中具有广阔的应用前景。辐亮度标准探测器的光学核心部件滤光片辐射计，其响应随温度 变化较大[1|。考虑到工程应用中环境温度的变化，因此需要采用精密温控，来有效抑制温度变化对辐亮 度标准探测器响应的影响，从而保持其高精度。 辐亮度标准探测器温控系统中，温度传感器的性能和可靠性会直接影响到系统最终的控温精度和控 温效果。传统的模拟温度传感器以电信号的产生、传输和模拟处理为主来反映温度的变化，存在着严重不 足：结构尺寸较大，传感器与仪表之间连线多，中间环节多，系统结构复杂；输入一输出特性存在非线性， 且随时间漂移，存在交叉灵敏度；信噪比低，传输的模拟信号易受外界噪声干扰，测量结果的稳定性和可 靠性差；而且，引线补偿误差、多点切换误差和放大电路零点漂移误差这几个很难解决的技术难题直接限 制了测温精度的提高。 ， DSl8820，这种新型数字温度传感器，将传感器与微处理器以智能相结合，兼有信号检测与信息处理 的功能，它将检测到的信号经过变换处理后，以数字量形式通过现场总线与上位机进行串行通讯，可以大 大减少现场与上位机之间的连接导线，简化整个系统的布线和设计。该类传感器具有高精度、高可靠性、 高信噪比和高分辨率等特点，在安装空间小、测量精度要求高的便携式智能仪器仪表中具有广阔的应用前 景。 收稿日期：2004—06-09；修改日期：2004—08—11 E．mail：zzli◎aiofm．aC．CYI 万方数据 第5期 李照洲等：新型智能温度传感器在辐亮度标准探测器温控系统中的应用807 18820 2新型数字温度传感器--DS 2．1基本特性 值转换成串行数字信号供微处理器处理，可编程为9,-42位A／D转换精度，测温分辨率可高达o．0625℃， 被测温度以符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式 一根端口线就能与诸多DSl8820通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。具有微 型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强等优点。以上特点使DSl8820非常适合于构成简单可靠的精密温控 系统。 2．2测温原理 传感器；非易失性温度报警触发器TH和TL。器件采用如下方式从单线通讯线上汲取能量：在信号线处 于高电平