專利名稱：一種溫度校驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度校驗儀，它是模擬溫度傳感器所產(chǎn)生的毫伏信號，對現(xiàn)場運行中的溫度測量儀表的顯示值進行比較校驗，從而判斷該溫度測量儀表是否存在故障。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用電阻爐，每一個電阻爐都安裝有溫度傳感器和溫度測量儀表，如果生產(chǎn)過程中產(chǎn)生溫度測量儀表故障，導(dǎo)致儀表的顯示值錯誤，輕則產(chǎn)品全部報廢，重則產(chǎn)品和電阻爐都要報廢，因此須經(jīng)常在生產(chǎn)過程中對溫度測量儀表的顯示值進行 校驗，判斷該溫度測量儀表是否存在故障，以便及時處理?，F(xiàn)有的溫度校驗儀表主要是UJ36等型號電子電位差計和新出現(xiàn)基于D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)字式校驗儀表，但前者笨重功能差，后者極昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
溫度校驗儀表主要是生成高精度高分辨率的直流校驗毫伏信號?，F(xiàn)有產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電壓信號的方法，大多采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓方式，在其輸出端支路設(shè)置有取樣電阻和電位器，通過調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)輸出電壓，但是由于電位器阻值變化的非線性及其調(diào)節(jié)范圍窄及分辨率極差，使采用該穩(wěn)壓方式的穩(wěn)壓電壓信號難以實現(xiàn)輸出電壓的精確調(diào)節(jié)。另一種方式是采用CPU將設(shè)定值的數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量，再經(jīng)放大電路處理后輸出，但是由于采用這種方式電路復(fù)雜，模擬量易受噪聲干擾處理復(fù)雜，因此產(chǎn)品昂貴。本發(fā)明介紹一種溫度校驗儀，具有電路簡單較少模擬量環(huán)節(jié)，它是用于在現(xiàn)場對運行中的溫度測量儀表的顯示值進行校驗，判斷該溫度測量儀表是否存在故障。該溫度校驗儀是模擬溫度傳感器在溫度環(huán)境中所產(chǎn)生的熱電勢毫伏信號進行校驗。系統(tǒng)是將用于生成校驗毫伏信號的恒定的直流電源電壓經(jīng)脈寬調(diào)制電路和電容濾波放大電路處理后成為平滑的直流毫伏信號，其中放大電路是采用低噪聲運算放大器1C，再經(jīng)電子開關(guān)輸出產(chǎn)生校驗毫伏信號，脈寬調(diào)制變換的作用是用脈沖寬度調(diào)制的方法把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)校驗毫伏信號。其脈寬調(diào)制信號是由單片機的兩個定時器配合產(chǎn)生，并經(jīng)光電耦合器隔離輸出，再由電子開關(guān)對該直流電源電壓按預(yù)置的脈寬調(diào)制信號的占空比進行開關(guān)操作，其中一個定時器用于產(chǎn)生固定周期的方波信號，其定時器的初值設(shè)置是依據(jù)所采用的溫度傳感器及其分度號的溫度/熱電勢對照表，依其熱電勢值并按溫度范圍及系統(tǒng)對分辨率的要求，在溫度/熱電勢對照表的對照范圍內(nèi)細(xì)分成相等的步進值，并將溫度范圍內(nèi)所須熱電勢步進值的步數(shù)的數(shù)字量作為定時器的初值，使系統(tǒng)脈寬調(diào)制信號具有實用的最高頻率，用于提高系統(tǒng)輸出直流校驗毫伏信號的精度。由于直接采用兩個定時器產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，還具有方便于輸入設(shè)定值的確定，使之與溫度校驗點的對應(yīng)。當(dāng)該定時器產(chǎn)生溢出中斷時，系統(tǒng)同時起動兩個定時器，另一個定時器的各設(shè)定值與所要校驗溫度范圍內(nèi)的各校驗點一一對應(yīng)，并將主要的校驗點做成表格以便單片機效驗溫度時調(diào)用處理。在溫度校驗儀出廠和檢修時，各設(shè)定值的確定，還采用高精度穩(wěn)壓電源為基準(zhǔn)，測量其輸出的溫度校驗毫伏信號，確定補償值來校正定時器的設(shè)定值，系統(tǒng)將溫度校驗信號各校驗點，分成非線性點和各個線性段，其非線性點由高精度穩(wěn)壓電源校正確定補償值，各個線性段的各初始設(shè)定值及其補償值，由單片機按比例關(guān)系計算獲得，同時系統(tǒng)保存各設(shè)定值和補償值以備校驗時調(diào)用。由于本系統(tǒng)無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸入系統(tǒng)數(shù)字量設(shè)定值與溫度校驗毫伏信號對應(yīng)的線性度好，同時信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯I改變?yōu)檫壿婳或反之，才能對數(shù)字信號產(chǎn)生影響從而提高了對噪聲抵抗能力。本發(fā)明溫度校驗儀包含單片機模塊，它用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，并由初始設(shè)定值及其補償值計算并確定定時器設(shè)定值，單片機模塊還用于產(chǎn)生各種控制信號，在單片機控 制下，系統(tǒng)將用于生成溫度校驗信號的直流電源電壓模塊的穩(wěn)定的直流電源電壓送入輸入電子開關(guān)模塊處理，單片機產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號經(jīng)光電耦合器隔離輸出至電子開關(guān)，使直流電源電壓按脈寬調(diào)制信號的占空比進行開關(guān)輸出操作，再送入濾波放大電路模塊，使脈寬調(diào)制信號經(jīng)電容濾波放大后成為平滑直流毫伏信號，同時，存儲模塊，用于存儲各溫度校驗信號的定時器設(shè)定值及其補償值，供單片機在校驗時調(diào)用，顯示模塊，用于人機交流。


圖I是溫度校驗儀的一種電路結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式實施例I : 一種溫度校驗儀本發(fā)明一種溫度校驗儀，它做成便攜式，用于在現(xiàn)場對運行中的溫度測量儀表的顯示值進行校驗。其電路結(jié)構(gòu)如圖I所示，它由電源I、顯示模塊2、單片機模塊3、光電耦合器4、直流電源電壓模塊5、輸入電子開關(guān)模塊6、存儲模塊7、濾波放大電路模塊8、輸出電子開關(guān)模塊9組成。其中單片機模塊3用于生成脈寬調(diào)制信號，該脈寬調(diào)制信號經(jīng)光電耦合器4送入到輸入電子開關(guān)模塊6，使之按脈寬調(diào)制信號的占空比控制電子開關(guān)，用于接通與關(guān)斷直流電源電壓模塊5的直流穩(wěn)定電壓。被調(diào)制后寬度按設(shè)定值變化的脈沖電壓序列，再輸入到濾波放大電路模塊8處理，使之成為平滑的直流毫伏信號。該濾波放大電路模塊8由電容器及0P07等低噪聲運算放大器IC構(gòu)成，它經(jīng)由多路選擇開關(guān)⑶4052構(gòu)成的輸出電子開關(guān)模塊9選通后，輸出各種溫度傳感器及其分度號的溫度校驗毫伏信號，同時單片機模塊3還用于確定定時器設(shè)定值及其補償值的計算并用于產(chǎn)生各種控制信號。同時，存儲模塊7，它由非易失性存儲器IC構(gòu)成，用于存儲各種溫廢傳感器及其分度號的溫度校驗點的定時器設(shè)定值及其補償值，供單片機在校驗時調(diào)用。顯示模塊，用于人機交流及溫度各個校驗點的設(shè)定值和校驗值的輸入和顯示。
權(quán)利要求
1.一種溫度校驗儀，它是用于在現(xiàn)場對運行中的溫度測量儀表的顯示值進行校驗，判斷該溫度測量儀表是否存在故障，其特征是該系統(tǒng)是將用于生成校驗毫伏信號的恒定的直流電源電壓經(jīng)脈寬調(diào)制電路和電容濾波放大電路處理后成為平滑的直流毫伏信號，再經(jīng)電子開關(guān)輸出產(chǎn)生校驗毫伏信號，其脈寬調(diào)制信號是由單片機的兩個定時器配合產(chǎn)生，并由電子開關(guān)對該直流電源電壓按預(yù)置的脈寬調(diào)制信號的占空比進行開關(guān)操作，其中一個定時器用于產(chǎn)生固定周期的方波信號，其定時器的初值設(shè)置是依據(jù)所采用的溫度傳感器及其分度號的溫度/熱電勢對照表，依其熱電勢值并按溫度范圍及系統(tǒng)對分辨率的要求，在溫度/熱電勢對照表的對照范圍內(nèi)細(xì)分成相等的步進值，并將溫度范圍內(nèi)所須熱電勢步進值的步數(shù)的數(shù)字量作為定時器的初值，使系統(tǒng)脈寬調(diào)制信號具有實用的最高頻率，用于提高系統(tǒng)輸出直流校驗毫伏信號的精度，當(dāng)該定時器產(chǎn)生溢出中斷時，系統(tǒng)同時起動兩個定時器，另一個定時器的各設(shè)定值與所要校驗溫度范圍內(nèi)的各校驗點對應(yīng)，同時各設(shè)定值的確定，還采用高精度穩(wěn)壓電源為基準(zhǔn)，測量其輸出的溫度校驗毫伏信號，確定補償值來校正定時器的設(shè)定值，系統(tǒng)將溫度校驗信號各校驗點，分成非線性點和各個線性段，其非線性點由高精度穩(wěn)壓電源校正確定補償值，各個線性段的各初始設(shè)定值及其補償值，由單片機按比例關(guān)系計算獲得，同時系統(tǒng)保存各設(shè)定值和補償值以備校驗時調(diào)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種溫度校驗儀，其特征在于溫度校驗儀包括 單片機模塊，用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，并由初始設(shè)定值及其補償值計算并確定定時器設(shè)定值及用于產(chǎn)生各種控制信號； 直流電源電壓模塊，用于生成溫度校驗信號； 輸入電子開關(guān)模塊，單片機產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號經(jīng)光電耦合器隔離輸出至電子開關(guān)，使直流電源電壓按脈寬調(diào)制信號的占空比進行開關(guān)輸出操作； 濾波放大電路模塊，使脈寬調(diào)制信號經(jīng)電容濾波放大后成為平滑直流毫伏信號； 存儲模塊，用于存儲各溫度校驗信號的定時器設(shè)定值及其補償值，供單片機在校驗時調(diào)用； 顯示模塊，用于人機交流。
全文摘要
一種溫度校驗儀，它是模擬溫度傳感器所產(chǎn)生的毫伏信號，對現(xiàn)場運行中的溫度測量儀表的顯示值進行比較校驗，從而判斷該溫度測量儀表是否存在故障。本系統(tǒng)直接采用單片機定時器產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，并使輸入設(shè)定值與溫度校驗點一一對應(yīng)，還通過補償值來校正設(shè)定值，獲得校驗毫伏信號輸出。
文檔編號G01K15/00GK102620862SQ201210089339
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者張金木 申請人:張金木