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龙图腾网获悉星奇(上海)半导体有限公司申请的专利一种用于半导体零部件的小型测试系统和方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120233178B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510712125.5，技术领域涉及：G01R31/00；该发明授权一种用于半导体零部件的小型测试系统和方法是由王宗运设计研发完成，并于2025-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于半导体零部件的小型测试系统和方法在说明书摘要公布了：本发明涉及半导体零部件测试技术领域，提供了一种用于半导体零部件的小型测试系统及测试方法，阀岛功能检测模块用于验证阀岛在半导体设备中的功能适配性，控温模块用于接收热电偶和热电阻温度信号的输入，计算出各个测点与控温点的温度偏差，输入信号检测模块用于通过连接线与待测设备连接，让操作人员通过人机交互界面观察到待测设备的信号变化，电源模块通过外部适配的连接线分别连接阀岛功能检测模块、控温模块和输入信号检测模块，为它们提供所需电源；本发明通过控温模块对温度控制和稳调节以及进行PID参数自动整定和优化，并将多个功能模块集成或灵活组合以缩小体积，达成满足系统通用性，且不占用生产空间。

本发明授权一种用于半导体零部件的小型测试系统和方法在权利要求书中公布了：1.一种用于半导体零部件的小型测试系统，其特征在于，包括： 阀岛功能检测模块，所述阀岛功能检测模块用于验证阀岛在半导体设备中的功能适配性； 电源模块，所述电源模块用于提供24VDC电源输出、±15VDC电源输出和220VAC源输出； 控温模块，所述控温模块包括固态继电器和热电偶延长线组成，用于接收热电偶和热电阻温度信号的输入，计算出各测点与控温点的温度偏差； 输入信号检测模块，所述输入信号检测模块用于接收待测设备的输入信号，让操作人员通过人机交互界面观察到待测设备的信号变化； 所述阀岛功能检测模块、电源模块、控温模块和输入信号检测模块，每个模块外观统一，均包括适配连接线、PLC模组、供电模组、不锈钢外壳2、接口板4、人机交互界面3和提手1，尺寸均为400mm*300mm*260mm； 所述电源模块通过适配连接线分别连接阀岛功能检测模块、控温模块和输入信号检测模块，为它们提供所需电源； 所述控温模块中的PLC模组包括PID参数整定单元、控温单元和温度偏差计算单元； 所述PID参数整定单元通过阶跃响应实验自动获取系统动态特性，并运用自适应算法自动优化PID参数，输出适合当前工况的PID参数，确保系统快速完成自整定过程； 所述控温单元用于实时调节控制输出，根据温度误差及其变化率动态调整控制参数，将温度稳定在设定值范围内； 所述温度偏差计算单元用于通过热电偶延长线采集的多个测温点的实时数据，采用统计分析和空间插值算法计算温度场分布，计算多测点温度偏差及均匀性，输出最大偏差和温度场分布； 所述PID参数整定单元具体参数整定流程如下： 首先定义无超调和快速响应的理想二阶参考模型Grefs： 其中，s表示拉普拉斯变换的复变量，用于频域分析，w表示自然频率，基于待加热设备的热惯性进行设定，ζ表示为阻尼比，设定为1.0，即临界阻尼； 接着进行阶跃响应实验，向待加热设备施加额定功率的50％，即Qstep，记录基于时间的温度上升曲线T'τ； 提取特性参数,稳态增益μ为： 其中，Tsteady为系统在待加热设备功率为Qstep时的稳态温度值，T0表示阶跃响应实验开始前的初始温度，然后基于稳态增益K的反比初始参数； 等效时间常数 其中，τ1表示T'τ在斜率最大点处的切线与初始温度线的交点时间，τ2表示T'τ在斜率最大点处的切线与稳态温度线的交点时间，1.2是经验修正系数，源自Ziegler-Nichols整定规则； 然后采用Chien-Hrones-Reswick整定规则，基于稳态增益μ的反比和等效时间常数初始参数PID参数，即比例参数KP、积分参数KI和微分参数Kδ； 自适应参数调整，根据参考模型与实际输出的误差动态调整PID参数： 其中，τ表示时间，γP、γI和γδ为控制PID参数调整速度的增益系数，取值范围为0.01～0.1，值越大收敛越快，和表示误差对PID参数的敏感度，通过数值差分法进行计算获得，eτ表示温度跟踪误差，即由参考模型Grefs离散化计算得到的理论温度Tref与实际温度Tactualτ的实时跟踪误差； 参数收敛判断，根据控温稳定性指标H设定收敛条件，当温度跟踪误差|eτ|≤0.2H，判定该参数收敛，停止整定，输出最终的KP、KI和Kδ； 所述控温单元具体控温计算流程如下： 设定控温目标温度值为Tset，然后基于PID参数整定单元的KP、KI、Kδ通过二阶惯性环节模型推导初始化状态空间矩阵A、B和C，建立状态空间模型； 其中，xτ是τ时的由温度和升温速率组成的状态向量，uτ表示固态继电器的控制信号PWM信号，即控制量占空比，接着通过状态空间模型预测未来n步的温度值，构建优化目标函数： 其中,Tpred表示状态空间模型基于当前状态向量预测的未来某时刻的温度值，j表示是预测步长n中的温度值索引，取值范围为1至n，λ是惩罚控制量突变的权重，值越大控制越平缓，最后通过二次规划求解优化问题，得到最优控制序列，执行当前时刻的uτ，更新固态继电器的控制量占空比； 所述温度偏差计算单元具体计算流程如下： 基于Tactualτ和Tset及热电偶多测点温度数据T1,T2,Ty,...,Tm进行温度偏差统计，计算单点偏差ΔTy： ΔTy＝Ty-Ty,set 计算最大偏差ΔTmax： ΔTmax＝max|Ty-Ty,set| 计算温度极差R： R＝maxTy-minTy 其中，y表示热电偶多测点温度数据的测温点索引，Ty,set表示对应测温点y的控温目标温度值，同时，使用RBF空间插值法构建插值函数，通过有限测点数据估算未布置测点区域的温度，生成连续的温度场云图，直观显示高温区和低温区。

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