多源表面温度信号发生装置的硬件设计

王丰华，李建清，吴剑锋

(1．东南大学仪器科学与工程学院，江苏南京　210096；2．南京水利水文自动化研究所，江苏南京　210012)

0　引言

表面温度信号发生装置可在装置表面发生任意波形的温度信号，一般可作为实验室仪器，用作对表面温度信号处理的热学实验中，该装置也可用于虚拟现实相关课题的温度触觉再现研究中，还可用于其它多种类似场合。温度信号波形曲线实际上是处于以x轴为时间、y轴为温度的坐标系内的曲线，如图1所示，表面温度信号发生装置为发生此信号曲线，将等分时间坐标，选取若干个温度值作为系统表面温度的控制目标，通过实时反馈和控制，能够完整准确的复现此组温度信号。

国内此类装置的研究以及文献相对较少，国外较多文献集中于珀尔贴的控制[1]，但大都没有针对温度波形信号的发生进行细致深入的研究。在国内，东南大学吴剑进等人设计了一种装置可以较好的实现表面温度信号发生[2]，江苏大学王恒海等人设计了基于LabVIEW的温度测控系统[3]。对比国内外同类装置，可发现以下一些不足之处：(1)单源，仅能同时发生一个温度信号；(2)珀尔贴效应的控制发生电路采用电压控制，在某些情况下不够精确；(3)有些装置外加水冷处理，体积较为庞大。

该装置在以上几个方面做了改进，设计了小型的、基于电流控制的、多源的表面温度信号快速发生装置，并在灵活性上有了较大提高，可实现一定温度范围内(-5～50℃)、不超过最大升降温速率(升温10℃/s、降温-5℃/s)的任意波形温度曲线的发生。……