基于模糊理论的InGaAs光电探测器温控系统研究

更新时间：2020-04-14 00:13:42 大小：7M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：光电探测器温控系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

目前，随着科学技术的飞速发展，光电子技术也已经走进了人们日常生活中的各个领域，而光电子系统中最为重要的器件就是光电探测器。半导体光电探测器由于具有体积小、重量轻、灵敏度高、响应速度快等特性，广泛应用于光纤通信，血液分析，远、近红外光谱分析等领域。然而，InGaAs光电探测器性能的好坏与环境温度的变化密切相关，为了使探测器能有良好的工作特性，必须对其工作环境温度进行高精度的恒温控制。

本论文研究内容分为以下几个方面：首先介绍了InGaAs光电探测器温度控制的意义及国内外温控系统的发展现状。其次，根据常用的温度控制原理对控制方案进行了总结和分析，将模糊控制与PID控制结合起来，在MSP430F149上设计出了一种参数自整定的模糊PID闭环温度控制系统。系统主要包括：温度采样模块，采用负温度系数的热敏电阻作为温度传感器，将温度信号以电压形式采样到MSP430F149单片机中，由片内高精度的A/D将模拟量转为数字量；人机交互模块，通过MSP430F149的I/O口扩展的键盘作为输入设备，显示部分采用1602液晶和LED双显示设计，与PC机通信方面采用支持RS-232标准的MAX3232芯片，驱动单片机与PC机进行串行口的通信；温度控制执行模块采用具有温控精度高，加热制冷灵活迅速，无污染的半导体制冷器作为温度控制执行元件。以脉宽调制的方式由控制器输出两路PWM信号驱动DRV592功率放大器，控制TEC的导通，实现对光电探测器的高精度温度控制。系统软件部分是用C语言在IAR开发环境下，对已有硬件进行开发和调试，并在VisualBasic中编写了上位机的程序界面，用于接收下位机发送的温度数据。再次，在SIMULINK中对模糊PID控制的控制效果进行了仿真。最后，在InGaAs光电探测器上进行了温度控制的实验。实验结果表明设计的温度控制系统在-10℃～30℃的温控范围内可以达到±0.044℃的高精度控制，完全符合实际应用的需要。