景 希,高国伟,2

(1.北京信息科技大学 传感器北京市重点实验室，北京 100101;2.北京信息科技大学 现代测控技术教育部重点实验室，北京 100101)

0 引言

恒温控制技术很早被用于研究实验中，以前使用的系统体积比较大，在此结构上进行恒温控制需要用加热和制冷装置以及保温材料等将整体结构的外围包围起来，体积大且价格昂贵，大体积的加热、制冷电路需要消耗的功率大，电路整体结构变大，电路温度传递速率慢，热量传输不均匀，结构受热不均匀，传热滞后现象明显[1]。针对系统体积大、热量传递不均匀、传递速度慢等缺点，该系统选用了MEMS器件。在现代工业技术中，MEMS加速度计被广泛使用，加速度计采用了微机电技术，其尺寸大大地减少，还具有重量轻、成本低、功耗低、可靠性高等优点，使其应用于许多领域，如振动检测、姿态控制、航空导航等领域。由于MEMS加速度计由硅材料、电容等一系列微机械加工工艺制成，在工作环境温差较大条件下，由于热胀冷缩使材料发生形变，材料性质发生变化，材料弹性、导电系数及结构尺寸都会变化，这些因素是造成加速度计测量误差的主要因素，使加速度计发生温度漂移，造成精度不准确，可靠性差。由于MEMS加速度计尺寸小，外加恒温控制电路尺寸也大大地减小，加热所需功耗减少，热辐射以及热对流少，热传递速率加快，容易实现系统快速均匀受热[2]。因此，设计出一种小型恒温控制电路，可行性高，研究传感器在恒温工作电路中的特性是具有很大实际应用意义的。……