溫度標定儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫度檢測裝置，具體涉及一種溫度標定儀。一種溫度標定儀，主要由依次順序連接的溫度檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、控制電路以及人機接口及溫度異常報警電路組成。本發(fā)明以儀器內(nèi)的氣體溫度為被控對象，使之成為其它溫度測試儀的溫度參數(shù)校準標準；該設(shè)備以鉑熱電阻Pt100為溫度傳感器，用電阻爐絲作為加熱源，并針對設(shè)備的非線形誤差從硬件和軟件兩方面進行修正和補償，使之產(chǎn)生的標準溫度的測量精度在0°C-20CTC內(nèi)可達到±0.rc，控制精度可達±0.5°C。
【專利說明】溫度標定儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溫度檢測裝置，具體涉及一種溫度標定儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 溫度測試是機電產(chǎn)品電氣安全合格評定的關(guān)鍵項目之一，即在正常工作狀態(tài)下， 測試產(chǎn)品各個部件的溫升確定其是否在標準規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0003] 現(xiàn)有的溫度測試儀只對溫度信號進行記錄，不能對測試結(jié)果進行自動判定。國 內(nèi)開發(fā)的多通道溫度測試儀心引，主要將熱電偶數(shù)據(jù)讀人計算機并進行分析計算，只能 實現(xiàn)多通道溫度采集、顯示，沒有嵌入溫升測試標準。在電氣安全實驗室廣泛使用Et本 YOKOGAWA公司DR 130型溫度儀也只是對溫度信號的采集和記錄。通過讀取溫度測試儀生 成的溫度記錄報告，測試工程師依據(jù)溫升標準判斷機電產(chǎn)品是否合格，測試效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種基于ARM7LPC21XX微控制器系列的高精度溫度標定儀。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案在于： 一種溫度標定儀，主要由依次順序連接的溫度檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、控制電路以及 人機接口及溫度異常報警電路組成。
[0006] 優(yōu)選地，所述人機接口及溫度異常報警電路為溫度異常報警裝置、鍵盤與LED顯 示模塊。
[0007] 優(yōu)選地，所述溫度檢測電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間還設(shè)有前端調(diào)理電路。
[0008] 優(yōu)選地，所述溫度檢測電路由溫度傳感器以及電阻爐絲組成。
[0009] 或者優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ADC7714型號的的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0010] 或者優(yōu)選地，所述控制電路采用了 ARM7LPC2104。
[0011] 更優(yōu)選地，所述控制電路連接有光電隔離與功放驅(qū)動，并通過一固態(tài)繼電器連通 溫度檢測電路。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于： 本發(fā)明以伩器內(nèi)的氣體溫度為被控對象，使之成為其它溫度測試儀的溫度參數(shù)校準標 準；該設(shè)備以鉑熱電阻Pt100為溫度傳感器，用電阻爐絲作為加熱源，并針對設(shè)備的非線形 誤差從硬件和軟件兩方面進行修正和補償，使之產(chǎn)生的標準溫度的測量精度在〇°C -20(TC 內(nèi)可達到±0. 1°C，控制精度可達±0. 5°C。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種溫度標定儀的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0014] -種溫度標定儀，主要由依次順序連接的溫度檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、控制電路 以及人機接口及溫度異常報警電路組成。其中，所述人機接口及溫度異常報警電路為溫度 異常報警裝置、鍵盤與led顯示模塊。所述溫度檢測電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間還設(shè)有前端 調(diào)理電路。所述溫度檢測電路由溫度傳感器以及電阻爐絲組成。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用 ADC7714型號的的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述控制電路采用了 ARM7LPC2104。所述控制電路連接 有光電隔離與功放驅(qū)動，并通過一固態(tài)繼電器連通溫度檢測電路。
[0015]由于金屬鉑在氧化介質(zhì)或高溫中有較好的物理和化學性質(zhì)的穩(wěn)定性，所以溫度檢 測部分選用有A級精度的鉑熱電阻Pt100,采用改進型的三線制熱電阻電橋測量線路。
[0016] 溫度標定儀的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選用AD7714,它適用于低頻測量，采用轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn) 高達24位的無誤碼轉(zhuǎn)換；它的三線串行口與微控制器ARM7LPC2104聯(lián)接，通過對其軟件編 程可以對增益、信號極性、通道選擇做出設(shè)置。由于AD7714具有24位的分辨率及4. 096 V的基準電壓，故電壓分辨率為4. 096/224=0. 000 000 244140625 V，而溫度標定儀在 0°C -200°C 內(nèi)的測溫分辨率則是 200/224=0· 00001192°C。
[0017] 溫度標定儀的設(shè)計充分利用了 ARM7LPC2104內(nèi)部的PWM輸出功能，通過采集得到 的溫度數(shù)據(jù)與人為設(shè)定的溫度值進行比較，并采用數(shù)字積分分離PID算法和最優(yōu)參數(shù)整定 法將得到的溫度偏差值作為調(diào)整PWM輸出脈寬的基準，從而利用PWM 口的輸出脈寬大小去 控制固態(tài)繼電器SSR開通時間的長短，以達到調(diào)節(jié)溫度標定儀內(nèi)氣體溫度的目的；PWM的輸 出要經(jīng)過光電隔離以避免外界電磁千擾，于是采用4N30光偶。但是PWM的輸出不足以驅(qū)動 固態(tài)繼電器，因此本模塊外加一個9013的功率三極管作為驅(qū)動固態(tài)繼電器的驅(qū)動電路。
[0018] 電阻爐絲的功率是1000W，ARM7LPC2104的PWM輸出口由32位控制寄存器控制， 并用最后8位控制PWM的輸出，因此在溫度范圍0°C -200°C內(nèi)，PWM輸出控制精度為〇. 781 25°C ;而通過Matlab仿真的PID算法控制可使得控制精度上升到0. 5?左右。
[0019] 溫度標定儀采用獨立式鍵盤與240*128點陣液晶模塊作為信號的輸入輸出設(shè)備， 鍵盤通過優(yōu)先編碼器 74LS148與ARM7LPC2104相連，其定義了菜單項目（功能）、菜單項上 翻（數(shù)據(jù)增）、菜單項下翻（數(shù)據(jù)減）和確認4項功能；液晶模塊顯示控制參數(shù)的信息和在 溫度控制中的實時溫度值；溫度異常報警電路的作用則是當溫度標定儀出現(xiàn)溫度異常（溫 度不能正確反映）或者出現(xiàn)電子線路故障，系統(tǒng)自動發(fā)出警報聲并切斷電源，使得人為檢 測與排查故障。
【權(quán)利要求】
1. 一種溫度標定儀，其特征在于：主要由依次順序連接的溫度檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路、控制電路以及人機接口及溫度異常報警電路組成。
2. 如權(quán)利要求1 一種溫度標定儀，其特征在于：所述人機接口及溫度異常報警電路為 溫度異常報警裝置、鍵盤與LED顯示模塊。
3. 如權(quán)利要求1 一種溫度標定儀，其特征在于：所述溫度檢測電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之 間還設(shè)有前端調(diào)理電路。
4. 如權(quán)利要求1 一種溫度標定儀，其特征在于：所述溫度檢測電路由溫度傳感器以及 電阻爐絲組成。
5. 如權(quán)利要求1 一種溫度標定儀，其特征在于：所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ADC7714型號 的的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
6. 如權(quán)利要求1 一種溫度標定儀，其特征在于：所述控制電路采用了 ARM7LPC2104。
7. 如權(quán)利要求6 -種溫度標定儀，其特征在于：所述控制電路連接有光電隔離與功放 驅(qū)動，并通過一固態(tài)繼電器連通溫度檢測電路。
【文檔編號】G01K15/00GK104215358SQ201410474349
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】王耀斌 申請人:陜西高新實業(yè)有限公司