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【分享】仪器预热---整机的热平衡

祥子

2011/05/24

紫外可见分光光度计（UV）

对于分光光度计，一般预热，光源的预热很重要，也很好理解。

记得以前在什么地方看到过说预热也是为了整机建立热平衡，一直没有理解热平衡是什么意思。

最近在《传感器调理电路设计理论及应用》上看到一个讲印刷电路板的热测试的，提到了热平衡。这下明白了点。

分享一下。

理论：印刷电路板的热测试

所谓热测试就是使电子设备在实验室模拟的工作条件下测量设备的温度。热测试评价电子设备热设计并确定其可接受与否的重要方法。

它这里是对一个传感器信号调理电路印刷电路板进行了热测试。测量电路板上一些重点元器件（比如对温度稳定性要求较高和发热较大的元件件）的工作温度，了解他们在正常工作时的发热情况。

测试方法：

测量设备：笔记本电脑，热测试仪，一组热敏电阻传感器。具体测量时，将每一路温度传感器用502胶粘在需要进行测温的元件上，温度传感器通过耐热导线连入热测试仪中。再通过笔记本电脑来实时显示测量结果。

热测试结果：

说明：通过它这里的测试结果，可以理解一下什么是热平衡。

“在热测试过程中，共分两个阶段进行测量。第一阶段为电路开始工作阶段，即电路在刚接通电源后的工作阶段。该阶段测试时间为20min.第二阶段为稳定工作阶段，即电路在稳定工作条件下，系统中的热交换也已经逐渐达到了平衡工作阶段。该阶段测量时间为240min。热测试过程，每隔30s进行一次采样。

下图是三极管3DK9的温度实测曲线。

从这个图可以看出，元器件在初始工作阶段温度比较低，之后随着时间的延长，温度也在不断升高。在接通电源80min左右达到最高温度，后来又略有下降，而且温度趋于稳定，表明系统达到热平衡。

总之，整个仪器系统在预热一段时间后，电路板上的各个元器件的温度基本稳定下来了。因为像三极管、数模转换器，运放等等都有温漂特性。只有温度温度稳定了，各个器件的输出特性、工作状态才能趋于稳定，对光电检测器的输出，仪器才能显示出一个稳定的值--吸光度或者透过率。

附：一些元器件的温度特性

1. 晶体管的温度特性：
对二极管而言，正向电流一定时，正向压降随温度的升高而降低，室温时，温度升高1C,正向压降降低2-2.5mv 反向漏电流则随温度按指数规律变化，温度升高1C,锗管增加10%，硅管增加为7%。
对三极管而言，受温度影响最大的参数包括：VBE,ICBO,HFE.
其中，VBE以-(2-2.5)mv/C的速率线性变化，Iceo在温度不很高时，按指数规律变化，每升高9-10C ,增加一倍。HEF随温度增加1C增加2%左右，总之，当温度升高时，都将使集电极电流增大。

2.数模转换器的温度特性--温度灵敏度

一个模数转换器的温度指标：对于模数转换器，温度特性主要是它的输入失调电压和增益温飘上。

常用的VFC芯片：VFC32的温度特性

3.一些运放的温度特性

CA3140的温度特性

OP07的温度特性

741的温度特性

下面是一些运放的失调电压的温度特性，里面提到了，大多数运放的输入失调电压的温飘是1~10uV/℃。

运放的偏置电流

分
该帖子已被版主-mengzhaocheng加1积分，加2经验;加分理由:谢谢祥子老师！

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水星

第1楼2011/05/24

不错，总结的挺好

0

悠旸

第2楼2011/05/25

感谢祥子老师的资料，给我新的启发。

0

yanyanrenren

第3楼2011/05/25

祥子老师，看得挺广泛啊。

0

mengzhaocheng

第4楼2011/07/10

应助达人

把好资料顶到前面，让大家都能分享到。

0

platinum

第5楼2015/02/09

非常感谢，终于知道仪器为啥要“预热”了！

0

qianguiyun1

第6楼2015/02/09

应助达人

就是说不但要灯源稳定还要各相关部件稳定？

0

暗夜精灵

第7楼2015/02/10

还是挺好的帖子

0

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