一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，包括：電源部分、電壓基準(zhǔn)源、基準(zhǔn)電壓選擇器、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、電阻陣列、檔位選擇器、第二電壓跟隨器、電壓電流變換器和輸出端子；電源部分與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器分別耦合連接；電壓基準(zhǔn)源與基準(zhǔn)電壓選擇器耦合連接；基準(zhǔn)電壓選擇器與第一電壓跟隨器耦合連接；第一電壓跟隨器與電阻陣列耦合連接；電阻陣列與檔位選擇器耦合連接；檔位選擇器與第二電壓跟隨器耦合連接；第二電壓跟隨器與電壓電流變換器耦合連接；電壓電流變換器與輸出端子耦合連接。
【專利說明】一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及儀器儀表【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著我國工業(yè)企業(yè)自動化程度的逐步提高，工廠大量使用了工業(yè)自動化控制系統(tǒng)和自動儀表以及信號傳輸隔離設(shè)備，如分布式控制系統(tǒng)DCS、可編程邏輯控制器PLC、無紙記錄儀、變送器、信號隔離器、安全柵等，而這些儀器設(shè)備在開始投運時需要檢測和校準(zhǔn)，在生產(chǎn)過程中也需要定期維護，為了檢測、校準(zhǔn)、維護這些設(shè)備，需要提供標(biāo)準(zhǔn)信號源，在早期的時候為了得到自動化系統(tǒng)或儀器儀表的輸入信號，經(jīng)常要開啟被控設(shè)備，這樣使得調(diào)試不僅費時費力，而且沒辦法得到精確的模擬信號輸出，為解決這一問題，工業(yè)現(xiàn)場開始使用過程儀表校準(zhǔn)儀，早期的過程校準(zhǔn)儀是利用電位器調(diào)校的，后期又發(fā)明了程控過程儀表檢測校準(zhǔn)儀。
[0003]雖然程控過程儀表校準(zhǔn)儀設(shè)備輸出信號豐富，精度高，能夠通訊，可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出大小，環(huán)境適應(yīng)性好，但是這種設(shè)備研發(fā)、制造過程復(fù)雜，價格昂貴，且大部分供電為外接電源，較適合在生產(chǎn)制造過程和實驗室內(nèi)使用。雖然也有一部分電池供電的校準(zhǔn)儀，但是由于這類設(shè)備需要給顯示單元、控制單元、AD/DA、選擇繼電器等部件供電，使得這類設(shè)備耗電多，體積較大，使用時間短，所以在工業(yè)現(xiàn)場使用也有一定的限制。另外，特定的工業(yè)現(xiàn)場調(diào)試信號種類并不是很多，絕大部分工業(yè)現(xiàn)場也不需要通信功能，所以程控過程儀表校準(zhǔn)儀的大部分功能在工業(yè)現(xiàn)場并沒有發(fā)揮太多用處。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中過程儀表校準(zhǔn)儀體檢較大、耗電較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可用性差等技術(shù)問題，本實用新型提出一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀。
[0005]一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，包括:電源部分、電壓基準(zhǔn)源、基準(zhǔn)電壓選擇器、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、電阻陣列、檔位選擇器、電壓電流變換器和輸出端子；
[0006]電源部分與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器分別耦合連接；
[0007]電壓基準(zhǔn)源與基準(zhǔn)電壓選擇器耦合連接；
[0008]基準(zhǔn)電壓選擇器與第一電壓跟隨器耦合連接；
[0009]第一電壓跟隨器與電阻陣列耦合連接；
[0010]電阻陣列與檔位選擇器耦合連接；
[0011 ] 檔位選擇器與第二電壓跟隨器耦合連接；
[0012]第二電壓跟隨器與電壓電流變換器耦合連接；
[0013]電壓電流變換器與輸出端子耦合連接。
[0014]優(yōu)選地，，所述電源部分包括電池組、電源開關(guān)、升壓降壓變換電源；
[0015]升壓降壓變換電源的輸入端與串聯(lián)后的電源開關(guān)和電池組連接，升壓降壓變換電源的輸出端與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器連接。
[0016]優(yōu)選地，所述升壓降壓變換電源的輸入端與串聯(lián)后的電源開關(guān)和電池組連接，升壓降壓變換電源的輸出端與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器連接，具體包括:
[0017]所述電源開關(guān)與電池組串聯(lián)后的一端接地，另一端接入升壓降壓變換電源的輸入端;
[0018]所述升壓降壓變換電源的VEE輸出端和VDD輸出端分別與第一電壓跟隨器連接，VDD輸出端還與電壓基準(zhǔn)源連接，VSS輸出端還與基準(zhǔn)電壓選擇器連接。
[0019]優(yōu)選地，還包括電流輸出選擇器。
[0020]優(yōu)選地，所述第二電壓跟隨器與電壓電流變換器耦合連接，具體包括:
[0021]第二電壓跟隨器與電流輸出選擇器耦合連接；
[0022]電流輸出選擇器與電壓電流變換器耦合連接。
[0023]優(yōu)選地，所述電壓基準(zhǔn)源與基準(zhǔn)電壓選擇器耦合連接；基準(zhǔn)電壓選擇器與第一電壓跟隨器耦合連接；具體包括:
[0024]所述電壓基準(zhǔn)源與所述基準(zhǔn)電壓選擇器并聯(lián)后與所述第一電壓跟隨器串聯(lián)。
[0025]所述輸出端子為四接口輸出端子；所述電壓電流變換器與輸出端子耦合連接，具體包括:
[0026]優(yōu)選地，所述電壓電流變換器的輸出接入輸出端子的第四接口，并且同輸出端子的第三接口共同構(gòu)成電流輸出回路。
[0027]優(yōu)選地，還包括:所述電源部分與輸出端子和電壓電流變換器分別耦合連接。
[0028]本實施例提供的上述方案省去了顯示、中央處理、AD/DA、LD0和通訊等部件，一方面成本有所減低，最重要的是減少了電能消耗，增加了在不更換電池情況下的使用時間，能很好的滿足工業(yè)現(xiàn)場的調(diào)試需求。并且只需要設(shè)置檔位選擇器就可以變換輸出值，操作非常簡單方便，由于省去了顯示單元和鍵盤，體積大大縮小，攜帶起來非常方便。此外，不會由于經(jīng)常使用或者溫度變化(工作溫度范圍內(nèi))影響設(shè)備的輸出精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0030]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本實用新型實施例1提供的一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本實用新型實施例1提供的一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的電源部分的電路圖；
[0033]圖3為本實用新型實施例1提供的一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的電壓基準(zhǔn)源到電阻陣列部分的電路圖；
[0034]圖4為本實用新型實施例1提供的一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的檔位選擇器到電流輸出部分的內(nèi)部電路圖；
[0035]圖5為本實用新型實施例1提供的一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的輸出端子部分的電路圖。

【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。并且，以下各實施例均為本實用新型的可選方案，實施例的排列順序及實施例的編號與其優(yōu)選執(zhí)行順序無關(guān)。
[0037]實施例1
[0038]本實用新型實施例提供一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，如圖1所示，包括:電源部分200、電壓基準(zhǔn)源30、基準(zhǔn)電壓選擇器31、第一電壓跟隨器32、電阻陣列33、檔位選擇器40、第二電壓跟隨器41、電壓電流變換器43和輸出端子50。其中，電源部分200與電壓基準(zhǔn)源30和第一電壓跟隨器32分別耦合連接；電壓基準(zhǔn)源30與基準(zhǔn)電壓選擇器31耦合連接；基準(zhǔn)電壓選擇器31與第一電壓跟隨器32耦合連接；第一電壓跟隨器32與電阻陣列33耦合連接；電阻陣列33與檔位選擇器40耦合連接；檔位選擇器40與第二電壓跟隨器41耦合連接；第二電壓跟隨器41與電壓電流變換器43耦合連接；電壓電流變換器43與輸出端子50耦合連接。下面詳細(xì)介紹上述各部件的連接方式。
[0039]為了便于攜帶和工業(yè)現(xiàn)場使用，本實用新型實施例中的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀完全采用可充電電池供電，參照圖2所示，電源部分包括電池組20、電源開關(guān)21、升壓降壓變換電源22。由于和程控校準(zhǔn)儀相比省去了非常多的耗電元件，如DA、CPU、存儲器、低壓差線性穩(wěn)壓器LD0、顯示元件等，因此本實施例提供的校準(zhǔn)儀的工作時間較程控檢測校準(zhǔn)儀相比要長很多。
[0040]具體而言，如圖2所示，升壓降壓變換電源22的輸入端與串聯(lián)后的電源開關(guān)21和電池組20連接，輸出端與電壓基準(zhǔn)源30和第一電壓跟隨器32連接。具體地，如圖2所示，電源開關(guān)21與電池組20串聯(lián)后的一端接地(即是升壓降壓變換電源22的接地端口 GND，也是升壓降壓變換電源22的1端子)，另一端接入升壓降壓變換電源22的輸入端(即升壓降壓變換電源22的VIN，也是升壓降壓變換電源22的14端子)。如圖3所示，升壓降壓變換電源22的VEE輸出端和VDD輸出端(也是升壓降壓變換電源22的7端子和8端子)分別與第一電壓跟隨器32的4管腳和11管腳對應(yīng)連接，升壓降壓變換電源22的VDD輸出端還與電壓基準(zhǔn)源30的1管腳連接。
[0041]本實施例的電源部分具備電源開關(guān)21，當(dāng)打開開關(guān)的時候，設(shè)備開始工作，這時候工作指示燈也被點亮(指示燈包含在開關(guān)內(nèi)部)。升壓降壓變換電源22在開關(guān)打開后，由電池組20供電，變換輸出±15V電壓，為后續(xù)元件電壓基準(zhǔn)源30、第一電壓跟隨器32的運放或者外部設(shè)備供電。
[0042]如圖3所示(圖中電壓基準(zhǔn)源30和第一跟隨器32中運算放大器附近標(biāo)示的數(shù)字代表對應(yīng)接入的是電壓基準(zhǔn)源30、運算放大器的哪個管腳，并且，標(biāo)有VSS、VDD和VEE地方表示與升壓降壓變換電源22對應(yīng)的輸出端VSS、VDD和VEE有連接)，升壓降壓變換電源22的VDD輸出端與電壓基準(zhǔn)源30的輸入端Vin (也是電壓基準(zhǔn)源30的1管腳)連接，電壓基準(zhǔn)源30的輸出端Vout與電壓基準(zhǔn)源30的分壓電阻R300并聯(lián)(R300和其后的兩個電阻組成電阻分壓電路)?；鶞?zhǔn)電壓選擇器31的一端與基準(zhǔn)電壓選擇器31的接地端GND(也是電壓基準(zhǔn)源30的3管腳)和升壓降壓變換電源22的輸出端VSS連接，一端與分壓電阻R300所在的支路連接，形成電壓基準(zhǔn)源30與基準(zhǔn)電壓選擇器31的并聯(lián)電路，并聯(lián)后電路與第一電壓跟隨器32串聯(lián)。第一電壓跟隨器32串聯(lián)后的輸出端與電阻陣列33連接；電阻陣列33中還與升壓降壓變換電源22的輸出端VSS有連接。
[0043]參照圖3所示的電壓基準(zhǔn)源30可以輸出10V電壓，然后經(jīng)過基準(zhǔn)電壓選擇器31(可以選擇輸出10V、5V或lOOmv的電壓)接入第一電壓跟隨器32，增強輸出電壓的驅(qū)動能力，然后電壓信號輸入到精密電阻陣列33，經(jīng)過電阻分壓，可以輸出不同等級的電壓信號。
[0044]本實施例中的設(shè)備還包括第二電壓跟隨器41和電流輸出選擇器42。如圖4所示(圖中第二跟隨器41中運算放大器附近標(biāo)示的數(shù)字代表對應(yīng)接入的是第二跟隨器41中運算放大器的第幾管腳；同理，圖中電流輸出選擇器42附近標(biāo)示的數(shù)字、電壓電流變換器43中運放和三極管附近標(biāo)示的數(shù)值也代表對應(yīng)接入的是第幾管腳；此外，電壓基準(zhǔn)源30和第一跟隨器32中，并且，標(biāo)有VSS、地方表示與升壓降壓變換電源22對應(yīng)的輸出端VSS有連接)，上述檔位選擇器與電壓電流變換器耦合連接，具體包括:檔位選擇器40與第二電壓跟隨器耦合41連接；第二電壓跟隨器41與電流輸出選擇器42耦合連接；電流輸出選擇器42與電壓電流變換器43耦合連接。
[0045]參照如3中的電阻陣列33和圖4中的檔位選擇器40可知，電阻陣列33中的每條電阻支路都引出一個連接點(分別為REF1、REF2、REF3、REF4、REF5、REF6)分別與檔位選擇器40輸入端中對應(yīng)的管腳連接。以便檔位選擇器40從電阻陣列33中選出不同的電壓值。特別地，在接入電阻陣列33前還引出了一個接入點RER)，可用來提供滿度輸出。參照圖4，具體引出的連接點REF1、REF2、REF3、REF4、REF5、REF6可分別與檔位選擇器40的管腳16、
14、12、10、8、6、4和2連接。檔位選擇器40的輸出端連接第二電壓跟隨器41，第二電壓跟隨器41與電流輸出選擇器42連接，電流輸出選擇器42與電壓電流變換器43連接。其中，升壓降壓變換電源22的輸出端VSS還與電壓電流變換器43有連接。
[0046]精密電阻陣列33輸出的電壓信號經(jīng)過檔位選擇器40和第二電壓跟隨器41輸出到端子處(優(yōu)選地，也可以打開電流輸出選擇器42進行電流輸出的控制)，第二電壓跟隨器41輸出信號進入電壓電流變換器43后變成電流信號輸出。
[0047]電壓電流變換器43的輸出端接入輸出端子50的第四接口 10UT。如圖5所示，該輸出端子50可為四接口輸出端子，四接口分別為第一接口 V0UT、第二接口 VSS、第三接口VDD和第四接口 10UT。其中，輸出端子50的第一接口 V0UT與第二電壓跟隨器41的輸出端(也是管腳7)有連接，第二接口 VSS、第三接口 VDD分別與升壓降壓變換電源22的輸出端VDD和VSS有連接。根據(jù)不同的接線方式，輸出端子可以提供不同的形式的輸出。如若外部待檢測設(shè)備與輸出端子50的第三接口和第四接口連接，則可使便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的輸出成為主動輸出；若待測設(shè)備與輸出端子50的第二接口和第四接口連接，則可使便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀的輸出成為環(huán)路供電輸出。即本實施例可以根據(jù)選擇輸出ο?ιον,ο?5V，0?100mV，0?20mA信號，電流輸出可以根據(jù)接線方式而定，例如輸出設(shè)備接輸出端子的第三腳和第四腳，則本實用新型是主動0?20mA輸出設(shè)備，如果輸入設(shè)備的正極接第四腳，負(fù)極接第二腳，則本實施例的校準(zhǔn)儀成為環(huán)路供電的4?20mA輸出設(shè)備。
[0048]本實施例提供的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀無需微處理器和參數(shù)設(shè)置，也不需要使用繼電器選擇輸出方式，使用基準(zhǔn)電壓選擇器和檔位選擇器選擇調(diào)整電壓或者電流輸出等級和輸出值。利用調(diào)整端子接線方式選擇校準(zhǔn)儀的輸出是電壓輸出或者主動方式電流輸出，或者是環(huán)路供電方式的電流輸出。因此程控校準(zhǔn)儀相比，本實施例提供的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀省去了顯示、中央處理、AD/DA、LD0和通訊等部件，一方面成本有所減低，最重要的是減少了電能消耗，增加了在不更換電池情況下的使用時間，能很好的滿足工業(yè)現(xiàn)場的調(diào)試需求。本實用新型只需要設(shè)置檔位選擇器就可以變換輸出值，操作非常簡單方便，由于省去了顯示單元和鍵盤，體積大大縮小，攜帶起來非常方便，也不會由于經(jīng)常使用或者溫度變化(工作溫度范圍內(nèi))影響輸出精度，因為機械式校準(zhǔn)儀一般使用電位器進行調(diào)節(jié)，工作效率低且由于電位器穩(wěn)定性和溫度變化大的影響，設(shè)備輸出誤差較大，而本實施例提供的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀使用檔位選擇器方式調(diào)整輸出方式和輸出信號范圍，所以不存在上述問題。
[0049]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型能有多種不同形式的【具體實施方式】，上文結(jié)合附圖對本實用新型做舉例說明，這并不意味著本實用新型所應(yīng)用的【具體實施方式】只能局限在這些特定的【具體實施方式】中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，上文所提供的【具體實施方式】只是多種優(yōu)選實施方式中的一些示例，任何體現(xiàn)本實用新型權(quán)利要求的【具體實施方式】均應(yīng)在本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍之內(nèi)；本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)ι衔母鳌揪唧w實施方式】中所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換或者改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，包括:電源部分、電壓基準(zhǔn)源、基準(zhǔn)電壓選擇器、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、電阻陣列、檔位選擇器、電壓電流變換器和輸出端子； 電源部分與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器分別耦合連接； 電壓基準(zhǔn)源與基準(zhǔn)電壓選擇器耦合連接； 基準(zhǔn)電壓選擇器與第一電壓跟隨器耦合連接； 第一電壓跟隨器與電阻陣列耦合連接； 電阻陣列與檔位選擇器耦合連接； 檔位選擇器與第二電壓跟隨器耦合連接； 第二電壓跟隨器與電壓電流變換器耦合連接； 電壓電流變換器與輸出端子耦合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述電源部分包括電池組、電源開關(guān)、升壓降壓變換電源； 升壓降壓變換電源的輸入端與串聯(lián)后的電源開關(guān)和電池組連接，升壓降壓變換電源的輸出端與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述升壓降壓變換電源的輸入端與串聯(lián)后的電源開關(guān)和電池組連接，升壓降壓變換電源的輸出端與電壓基準(zhǔn)源和第一電壓跟隨器連接，具體包括: 所述電源開關(guān)與電池組串聯(lián)后的一端接地，另一端接入升壓降壓變換電源的輸入端；所述升壓降壓變換電源的VEE輸出端和VDD輸出端分別與第一電壓跟隨器連接，VDD輸出端還與電壓基準(zhǔn)源連接，VSS輸出端還與基準(zhǔn)電壓選擇器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，還包括電流輸出選擇器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述第二電壓跟隨器與電壓電流變換器耦合連接，具體包括: 第二電壓跟隨器與電流輸出選擇器耦合連接； 電流輸出選擇器與電壓電流變換器耦合連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述電壓基準(zhǔn)源與基準(zhǔn)電壓選擇器耦合連接；基準(zhǔn)電壓選擇器與第一電壓跟隨器耦合連接；具體包括: 所述電壓基準(zhǔn)源與所述基準(zhǔn)電壓選擇器并聯(lián)后與所述第一電壓跟隨器串聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，所述輸出端子為四接口輸出端子；所述電壓電流變換器與輸出端子耦合連接，具體包括: 所述電壓電流變換器的輸出接入輸出端子的第四接口，并且同輸出端子的第三接口共同構(gòu)成電流輸出回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式過程儀表校準(zhǔn)儀，其特征在于，還包括: 所述電源部分與輸出端子和電壓電流變換器分別耦合連接。
【文檔編號】G12B13/00GK204066748SQ201420574000
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】張智威, 周紅峰, 王洪勉, 劉全春, 陳閩林, 宋彥斌, 鄢志平 申請人:國家電網(wǎng)公司, 北京南瑞智芯微電子科技有限公司