Гибридно-пленочный микротермостат Советский патент 1985 года по МПК G05D23/30 

Изфбретение относится к радиоэлек тронике и может быть использовано в устройствах с жесткими требованиями по температурной стабильности, например в источниках опорного постоян ного напряжения, задающих генератора измерительных усилителях постоянного тока. Известно устройство для стабилиза ции температуры подложки микрюсхемы Q . Недостатками данного устройства являются низкая технологичность и относительно высокая потребляемая мощность. Наиболее близким к предлаг-аемому является гибридно-пленочный микротермостат, содержащий корпус с размещенной в нем на теплоизоляционной подставке термостабилизируемой подложкой, на которой расположен нагреватель, датчик температуры и термостатируемые элементы 21. Данный микротермостат потребляет малую мощность и обладает высокой технологичностью, так как полностью выполнен по широко распространенной гибридно-пленочной технологии. Недостатком микротермостата является сравнительно низкая точность поддержания температуры термостатируемьтх элементов. Действительно погрешность поддержания температуры статирования складывается из погрешности регулятора ti погрешности, обус лавливаемой конструкцией микротермостата. Точность поддержания температуры в точке расположения датчика температуры в основном определяется точностью регулятора и даже при использовании простейшего пропорционал него регулятора составляет 0.05 К и меньше. Цель изобретения - повьшение точности поддержания температуры термостатируемых элементов. Поставленная цель достигается тем что в гнбрвдно-пленочный микротермостат, содержащий корпус, на основаНИИ которого через теплоизоляционную подставку установлена первая термост билизируемая подложка, введена втора термостабилизируемая подложка, установленная на первой термостабилизируемой подложке через теплоизолирующий элемент, причем термостатируемые элементы размещены между первой и второй термрстабилизируемыми подложками. Кроме того, вьгеоды с второй термостабилизируемой подложки на вьшоды в корпусе микротермостата осуществлены через распайку на первой термостабилизируемой подложке. На. чертеже схематически представлен гибридно-пленочный микротермостат. Микротермостат содержит корпус 1, первую термостабилизируемую подложку 2, установленную на основание 3 корпуса 1 через теплоизоляционную подставку 4, вторую термостабилизируемую .подложку 5, установленную на первую через теплоизоляционньш элемент 6, термостатируемые элементы 7, :установленные на поверхности второй термостабилизируемой подложки 5, обращенной к подложке 2, при этом выводы с подложки 5 распаяны на подложку 2. Микротермостат работает следующим образом. Значение температуры статирования второй подложки 5 задается на несколько градусов больше, чем температура статирования подложки 2. Таким образом, после включения микротермостата и выхода его на режим установятся следующие температуры {,2 const; i conts. Следовательно, и ut 2 const. . При этом величина мощности потерь через вьшоды с подложки 5 составляет Р Rвывода а ее изменение при изменении температуры окружающей среды определяется величиной погрешности поддержания разности д-t, т.е. iP.i. 6. Аналогичным выражением описьтаются потери непосредственно через термостатируемый элемент. Различие состоит в том, что вместо R- „ . сле,иыводсл дует подставить значение теплового сопротивления участка между подложками 2 и 5. Таким образом, изменение температуры в зоне присоединения вывода к подложке 5 составляет

bUi)

R.

p

ВЫвоДс(

rfleRo - тепловое сопротивление участка-подложки между точкой расположения датчика температуры схемы регулирования и точкой присоединения вывода. Изменение температуры в зоне р- П перехода термостатируемого элемента при изменении температуры окружающей среды вследствие потерь ; непосредственно через термостатируемь злемент составляет

&(t.i)

«.-2

n-n у

гдеК

тепловое сопротивление

Р-п между термостабилизированной подложкой и р-п переходом термостатируемого элемента.

Следовательно, при прочих равных условиях точность поддержания температуры термостатируемых элементов определяется величиной & (ut) а Не

изменением температуры среды itее

ор

как у прототипа. Изменение температуры среды превышает 1ООК (например, от -60 до ), а величина A(utl определяется погрешностями статирования подложек и составляет А(.

Таким образом, (&i) (более чем в 100 раз) и во .столько же раз повышается точность поддержания .температуры термостатируемых элементов.

Предлагаемое устройство имеет малую потребляемую мощность, работает с простейшими регуляторами пропорционального типа, что обуславливает высокую надежность, изготавливается,

на основе гибрццно-пленочной технологии, получившей широкое распрост- . ранение. При этом вследствие введения второй термостабилизированной подложки точность поддержания.температуры

термостатируемых элементов возростает с 0,8 до 0,1К.

Использование предлагаемого гибридно-пленочного микротермостата в разjrjH4Hbix устройствах радиоэлектроники,

например в источниках опорного постоянного напряжения, задающих генераторах и т.д., позволяет повысить точность работы и другие техникоэкономические показатели этих устройств.

1. ГИБРИДНО-ПЛЕНОЧНЫЙ МИКРОТЕРМОСТАТ, содержащий корпус, на основании которого через теплоизоляционную подставку установлена первая термостабилизируемая подложка, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит вторую термостабилизируемую подложку, установленную на первой термостабилизируемой подложке через теплоизолирующий элемент, причем термоста- -ируемые элементы размещены между первой и второй термостабилизируемыми подложками. 2. Микротермостат по п.1, о т лич ающийс я тем, что выводы с второй термостабштизируемой подложки на выходы в корпусе микротермостата осуществлены через распайку на первой термостабилизируемой подложке.