高精度多通道溫度測量技術(shù)研究.pdf

1、高精度溫度控制在集成電路設(shè)備、精細化工、生物醫(yī)藥、精密光學、精密儀器測量等領(lǐng)域有著廣泛的應用，溫度控制的性能直接影響設(shè)備的性能、測量的結(jié)果、生物化學反應的效果，而溫度控制的基礎(chǔ)是溫度測量，由于需要對控制對象的溫度場進行監(jiān)測和控制，多點溫度測量成為必需，因此，研究高精度多通道溫度測量技術(shù)具有很好的應用前景。
　　 本文的研究主要面向集成電路關(guān)鍵設(shè)備—高分辨率投影光刻機，以解決高精度多點溫度、濕度、壓力、流量等測量的技術(shù)問題，并通過

2、VME總線反饋給主控制系統(tǒng)測量結(jié)果。正是上述特殊的需求，通常數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要采用PCI總線或其他通訊方式，單個測量板能對流體參數(shù)的幾個測量點進行測量，但需要多個這樣的測量板才能滿足設(shè)備對流體參數(shù)十個以上測量點同時測量的需求，無法滿足設(shè)備控制結(jié)構(gòu)和尺寸空間限制的要求。本文通過對高精度恒流源影響因素的仿真與實驗分析，建立了電路標準電阻值受溫度波動與輸出電流波動之間的關(guān)系，采用單運算放大器電路實現(xiàn)了高精度恒流源，降低了恒流源性能對標準電阻的要

3、求，能在較大范圍的溫度條件下滿足測量性能的要求。研究了影響測量精度的因素，如調(diào)理電路、通道切換電路等由于存在泄漏電壓和非線性溫漂帶來的系統(tǒng)誤差。本文采用FPGA控制總線通訊、ADC轉(zhuǎn)換、通道選擇的硬件設(shè)計方案，控制結(jié)構(gòu)簡潔，成本低、可靠性好。
　　 所研制的16通道VME總線溫度測量板卡與超級測溫儀1590的實驗對比分析表明，測量精度達到0.003%，已經(jīng)成功應用到國家重大專項100nm分辨率投影光刻機中，能分別對光刻機內(nèi)部空氣