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基于半导体制冷器的微机温控显微系统
安德森大
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本文介绍了一种精密温控显微系统，利用半导体制冷器进行降温、升温和恒温控制。该系统使用PC机作为控制平台，采用自整定PID 算法，调节输出PWM 波的占空比来控制半导体制冷器的输出功率。人机界面友好，控制精度高，温度范围-20 oC～60 oC，温控精度可达± 0.1oC。
关键词：温度控制 半导体制冷器 自整定PID 算法 PWM
随着低温生物学、低温超导技术和低温光电子技术的发展，要求有能够提供低温环境的显微镜，观察样品在低温下的各种现象，如细胞内外冰晶的形成、细胞外形尺寸的变化，帮助探究某些材料的低温特性，也可为生物材料的低温保存提供依据。目前的低温显微镜多为大型非固态系统，采用微电脑控制电磁阀调节液氮输出进行降温[1，2]。但它具有明显的缺点：一、结构复杂，成本较高；二、电磁阀工作在低温条件下，易被损坏，可靠性差；三、样品冷却腔和液氮输送管道等暴露在环境中，液氮消耗量较大；四、降温或升温速率的控制范围窄，无法实现超快速降温、升温，最好的升温速率也只能是样品暴露在环境中的自然升温，而在研究低温保存问题时，试样的复温曲线尤其重要。本文设计了一种基于半导体制冷片和电脑摄录型生物显微镜的温控显微系统。控制核心采用PC机，人机界面友好，响应快速，控制精度高，可实现降温、升温和恒温控制，用于实验室观测电磁场对生物体低温保存的影响效果很好。
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