專利名稱：一體化數(shù)字式溫度儀表檢定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)熱工儀表的檢定方法和裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中的檢定儀器設(shè)備，以熱電偶電動溫度變送器檢定為例，其設(shè)備由直流電位差計、直流毫安表、直流電源箱及溫度計；設(shè)備的操作使用采用的是溫度-電勢-電流對照檢定法。該方法以溫度為基準(zhǔn)，通過查溫度一電勢對照表和計算，將溫度變換為對應(yīng)的電勢和電流標(biāo)準(zhǔn)值，用它們作標(biāo)準(zhǔn)與被檢表輸出值進(jìn)行比較，判定被檢表誤差。所述設(shè)備存在的問題是1、檢定設(shè)備為單體、分散結(jié)構(gòu)，需多人操作，檢定工效極低；2、指針式儀表顯示易發(fā)生讀數(shù)出錯與讀數(shù)誤差，而且讀數(shù)時間長；3、直流電位差計工作電流易變化，產(chǎn)生檢定誤差；4、無環(huán)境溫度自動測量與自動補(bǔ)償器，增大了檢定誤差。
所述設(shè)備所采用的檢定方法存在問題是1、多次查表，易發(fā)生查表的出錯，導(dǎo)致檢定出錯，操作時間增長；2、計算多，易發(fā)生計算出錯，導(dǎo)致檢定出錯，操作時間長；3、被檢表輸入/輸出非溫度顯示，增多了計算，檢定時間增加；4、被檢表輸入要求精確給定，增加了檢定操作時間與檢定誤差。
本實用新型的目的在于提供一種能夠簡化檢定操作，不需查表、計算，能提高檢定精度、保證檢定質(zhì)量、減少檢定人員、提高檢定效率的溫度儀檢定方法及其一體化數(shù)字式溫度儀表檢定儀。
本實用新型的上述結(jié)構(gòu)是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，即它由電勢信號發(fā)生器、高精度溫度變換器、高精度電流量程變換器、電流信號量程選擇開關(guān)、溫度量程選擇開關(guān)、電阻排、顯示方式選擇開關(guān)、誤差變換報警、精度自檢器、被檢表輸入/輸出溫度顯示器、電源變換器、蓄電池組、機(jī)箱等部分組成，其特征在于電勢信號發(fā)生器的電勢信號輸出端分別與高精度溫度變換器和被檢表輸入端連接，高精度溫度變換器輸出端分別接至被檢表輸入溫度顯示器和誤差顯示報警器的誤差檢測放大器的輸入端；被檢表的輸出端經(jīng)電流信號量程選擇開關(guān)、溫度量程選擇開關(guān)、電阻排和顯示方式選擇開關(guān)、由被檢表輸出溫度顯示器，由其顯示0～10mA被檢表的輸出信號的溫度值或直接經(jīng)顯示方式選擇開關(guān)接被檢表輸出溫度顯示器，由其顯示電流值；或經(jīng)電流量程選擇開關(guān)、高精度電流信號量程變換器、溫度量程選擇開關(guān)、電阻排和顯示方式選擇開關(guān)后接被檢表輸出顯示器，由其顯示4～20mA被檢表輸出信號的溫度值；電阻排和高精度溫度變換器輸出端接誤差顯示報警器的誤差檢測放大器輸入端，其輸出端分兩路，一路經(jīng)顯示方式選擇開關(guān)接被檢表輸出顯示器，顯示被檢表誤差值，另一路至電壓比較器、誤差設(shè)定器、基準(zhǔn)恒壓源和發(fā)光二極管等組成的誤差報警電路。
本實用新型的上述結(jié)構(gòu)可以通過附圖給出的實施例進(jìn)一步說明。
附

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；附圖2為信號電勢發(fā)生器的原理圖；附圖3為高精度溫度變換器原理框圖；附圖4為電源變換器結(jié)構(gòu)框圖；附圖5為本實用新型面板正面布置的示意圖；附圖6為本實用新型后面板布置的示意圖；附圖7為本實用新型數(shù)字顯示器的結(jié)構(gòu)框圖；附圖8為本實用新型與被檢表檢定接線圖；附圖9為現(xiàn)有技術(shù)中溫度儀表檢定的接線圖；附圖10為本實用新型精度自檢功能原理框圖；附圖11為溫度量程變換器的結(jié)構(gòu)框圖；附圖12為誤差顯示報警器的結(jié)構(gòu)框圖；附圖13為本實用新型一個實例的線路圖。
參見附圖本實施例由電勢信號發(fā)生器XF，高精度溫度變換器Tc1，高精度電流量程變換器TC4A，電流量程選擇開關(guān)LK，溫度量程選擇開關(guān)LSK，電阻排RSP，顯示方式選擇開關(guān)SGK，誤差變換報警器、精度自檢器，電源變換器DCH，蓄電池組DC，機(jī)箱等部分組成。
本實用新型的電勢信號發(fā)生器XF如附圖2所示，它由1.5V干電池E，分壓電阻R1，粗調(diào)電位器W1，微調(diào)電位器W2，以及W2的分流電阻R2等構(gòu)成。R1、E、W1和W2串聯(lián)成回路，W2上并聯(lián)R7，由W1和W7的可調(diào)端輸出電勢信號E，轉(zhuǎn)動W1和W7旋鈕，可獲得任意大小的電勢信號送往被檢表BWD和TC1。
本實用新型的高精度溫度變換器TC1與環(huán)境溫度補(bǔ)償器Ru參見附圖3，它由輸入回路中的信號處理電路FC，高精度基準(zhǔn)電壓源FR，線性化電路XH，零點與量程處理電路ZL，溫度被償器Ru，以及輸出回路運算放大器FS等構(gòu)成。其中電勢信號Ei由Fc輸入，其信號輸出端接XH，經(jīng)線性化處理后接運算放大器FS，由其將電勢信號轉(zhuǎn)換成1mv/℃的溫度信號，送往顯示電路。
本實用新型的電源變換器如附圖4所示，它由電源變壓器TB，整流橋DI1、DI7，濾波器LB1、LB7，穩(wěn)壓器WE1～5，變換器DC/DC等組成，其中市電由TB輸入，轉(zhuǎn)換成12VAC后接至整流橋DI2，經(jīng)過LB2濾波和WE1后向WE3～5和DC輸出10VDC，WE5向CRT2輸出5VDC，WE3向CRT1輸出5VDC，WE4向DC/DC輸出5V.DC，由DC/DC變換成24.DC輸往TC1、TC4A、WC、WCA、DB和GDE。與此同時，TB輸出通過DI1和LB1整流濾波后接WE2，由其向被檢表BWD輸出24VDC。在圖4中DC/DC采用型號為D904的變換器，蓄池組DC的型號為GNYG4。
本實用新型的操作面板的布置見圖5和圖6，在操作面板正面設(shè)有CRT1、CRT2顯示器，信號發(fā)生器、粗調(diào)電位器W1、細(xì)調(diào)電位器W2、變換器調(diào)零電位器W3、量程變換器功能選擇開關(guān)LK，溫度變換器功能選擇開關(guān)GK，分度號選擇開關(guān)FK，量程變換器量程選擇開關(guān)。在操作后面板設(shè)置有溫度被償器Ru，被檢表輸入/輸出壓線排1JB，保險管FU1、FU2，電源開關(guān)K1、K2，輸出壓線排2JB，交流電源插座CZ，電池孔蓋板GB。
本實用新型的輸出和輸入溫度顯示器結(jié)構(gòu)如圖7所示，它主要由A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135，集成電路CD4069、74LS47和14mm高的41/2位LED數(shù)字管等構(gòu)成。它接受溫度變換器，溫度量程變換器輸出，顯示被檢表輸入和輸出的溫度值及兩者之間的誤差值。
本實用新型與被檢表的檢定連接關(guān)系參見附圖。圖中由YSWC即本實用新型向被檢表BWD輸出電勢信號Ei和24V.DC電源，BWD向YSWC輸出被檢表輸出電流信號I。
現(xiàn)有技術(shù)中溫度儀表檢定的接線見圖9所示，它采用了直流電源箱DEY，直流電位差計DWC和直流毫安表HDI，圖中反映了現(xiàn)有技術(shù)接線復(fù)雜，設(shè)備分散而且沒有數(shù)字顯示的弊端。
本實用新型的精度自檢器如圖10所示，它實際上是由高精度恒流源GHI，可變電阻W與溫度變換器TG1，量程變換器TC4A及CRT1和CRT2組成；其中GHI的恒流輸出端通過電阻W與TC4A連接，TC4A將該恒流值進(jìn)行變換后由CRT2顯示，TC1在W上取出一標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，由TC1變換后由CRT1顯示。
本實用新型的高精度溫度量程變換器如圖11所示，它由電流量程變換模塊4TC，電流量程變換選擇開關(guān)LK，溫度量程變換選擇開關(guān)LSK，取樣電阻排RSP等組成。它將被檢表DWB-III輸出的4～20mA或DDZ-II輸出0～10mA的直流信號轉(zhuǎn)換成1mv/℃信號輸至CRT2顯示。熱電偶溫度儀量程設(shè)置有0～400，600、800、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600和1800℃等11個量程。熱電阻類溫度儀量程設(shè)置有0～100、150、200、250、300、400、500、600、-50～+100、-150、-200、-250℃等11個溫度量程。
本實用新型的誤差顯示報警器如圖12所示，它由誤差檢測放大器WC，基準(zhǔn)恒壓源GDE，電壓比較器DB，比較電壓設(shè)定器GDS，誤差超限報警器WCA等部分構(gòu)成，其中WC是型號為2F-604型數(shù)據(jù)放大器，其同相端和反相端分別接被檢表的輸入和輸出端即溫度變換器TC1和溫度量程變換器TC4A的輸出，WC將TC1和TC4A的輸出作差分運算放大，其輸出即出即為被檢表誤差，該輸出分兩路，一路輸至CRT2顯示被檢表誤差；另一種輸入DB，在DB內(nèi)與CDS設(shè)定電壓比較，當(dāng)誤差超限時，WCA發(fā)光二極管亮，提示檢定人員注意。
本實用新型的工作簡要過程是這樣的即改變電勢信號發(fā)生器中的W1和W2，可獲得0～100mv范圍內(nèi)任意大小電勢信號，同時送TC1和BDW，經(jīng)TC1變換器變成1mv/℃溫度信號，送CRT1顯示，其示值即被檢表輸入溫度，經(jīng)DBW變換后的4～20mA或0～10mA信號，經(jīng)LK、TC4A、LKS和RSP后變換為1mv/℃送CRT7顯示被檢表輸出溫度值，如果TC1和RSP輸出的1mv/℃信號輸入誤差檢測報警器的WC，經(jīng)差分放大后，一路送CRT2顯示被檢表誤差。另一路送電壓比較器DB，在DB內(nèi)與基恒壓源CDS設(shè)定的誤差值比較，超限時即報警。
本實用新型由于具有上述方法和結(jié)構(gòu)而在操作過程和結(jié)構(gòu)上得到很大的改進(jìn)即在操作過程中有以下優(yōu)點(1)、不查表不計算。消除了查表操作與計算的出錯，既節(jié)省檢定時間，又消除了檢定出錯，保證了檢定質(zhì)量，大大節(jié)省檢定操作時間，可提高工效2～4倍。
(2)、輸入被檢表電勢信號無精度要求?？蓽p少操作時間，消除操作誤差，保證檢定質(zhì)是和精度，提高工效1～2倍。
(3)、不考慮環(huán)境溫度和環(huán)境溫度變化。可消除由其產(chǎn)生的檢定誤差，提高檢定精度。
本實用新型在結(jié)構(gòu)上有如下優(yōu)點(1)一體化結(jié)構(gòu)。它集溫度儀表檢定所需全部儀器設(shè)備于一體，檢定人員由2人以上減至1人，提高工效1～2倍。
(2)采用雙41/7LED數(shù)字顯示器能夠使讀數(shù)操作簡單、迅速、準(zhǔn)確。消除了視覺誤差，減少了讀數(shù)出錯與讀數(shù)時間，提高檢定精度，保證了檢定質(zhì)量，工效提高1～2倍。
(3)多分度號選擇，適用于任何分度號的溫度儀表。
(4)多用途，除用作溫度儀表專用檢定儀外，還可用作其它自動儀表檢定，它既是一臺高精度數(shù)字電壓表，又是臺高精度數(shù)字毫安表(基本誤差為0.025％)，另外，還可以作溫度檢測儀表使用，并且還可以為被檢表提供24VDC300mA電源。
(5)具有環(huán)境溫度自動測量與自動補(bǔ)償功能，能消除環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的檢定誤差。
(6)交、直流供電，使檢定儀特別適用于現(xiàn)場和有防爆要求的現(xiàn)場作在線儀表檢定。
(7)精度自檢功能，通過儀器的自檢，能及時了解檢定儀精度變化，消除檢定出錯，保證檢定質(zhì)量與檢定精度。
(8)具有誤關(guān)顯示與誤差超限報警功能，為檢定人員直接提供了被檢表的誤差值，并作出誤差超限判定，簡化了檢定操作，提高檢定工效。
(9)本實用新型可廣泛用于冶金、化工等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種一體化數(shù)字式溫度儀表檢定儀，它包括電勢信號發(fā)生器XF、高精度溫度變換器TC1、高精度電流量程變換器TC4A、電流信號量程選擇開關(guān)LK、溫度量程選擇開關(guān)LSK、電阻排RSP、顯示方式選擇開關(guān)SGK、誤差變換報警器、精度自檢器、被檢表輸入輸出溫度顯示器CRT1和CRT2、電源變換器DCH、蓄電池組DC、機(jī)箱等部分組成，其特征在于XF的電勢信號的輸出端分別與TC1和被檢表DBW的輸入端連接，TC1的輸出端分別接被檢表輸入溫度顯示器CRT1和誤差顯示報警器的誤差檢測放大器WC的輸入端；DBW的信號輸出端經(jīng)電流信號量程選擇開關(guān)LK、溫度量程選擇開關(guān)LKS，電阻排RSP和顯示方式選擇開關(guān)SGK接被檢表輸出溫度顯示器CRT2，由其顯示0～10mA被檢表輸出信號的溫度值，或直接經(jīng)SGK接CRT2，由其顯示電流值，或經(jīng)LK，高精度電流量程變換器TC4A，溫度量程選擇開關(guān)LSK，電阻排RSP和顯示方式選擇開關(guān)SGK后接CRT2，由其顯示4～20mA被檢表輸出信號的溫度值；電阻排RSP和TC1的輸出端接誤差顯示報警器的誤差檢測放大器WC的輸入端，WC的輸出分兩路，一種經(jīng)顯示方式選擇開關(guān)后接CRT2，顯示誤差值，一路接至由電壓比較器DB，誤差設(shè)定器GDS和基準(zhǔn)恒壓源GDE和發(fā)光二極管組成的誤差報警電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化數(shù)字式溫度儀表檢定儀，其特征在于電源變換器DCH電源變壓器TB，整流橋DI1、DI2，濾波器LB1、LB2，穩(wěn)壓器WE1～5，變換器DC/DC等組成，其中市電由TB輸入，轉(zhuǎn)換成12VAC后接至整流橋DI2，經(jīng)過LB2濾波和WE1后向WE3～5和DC輸出10VDC，WE5向CRT2輸出5VDC，WE3向CRT1輸出5VDC，WE4向DC/DC輸出5V.DC，由DC/DC變換成24.DC輸往TC1、TC4A、WC、WCA、DB和GDE。與此同時，TB輸出通過DI1和LB1整流濾波后接WE2，由其向被檢表BWD輸出24VDC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化數(shù)字溫度儀檢定儀，其特點在于精度自檢器由高精度恒流源GHI，可變電阻W與溫度變換器TG1，量程變換器TC4A及CRT1和CRT2組成；其中GHI的恒流輸出端通過電阻W與TC4A連接，TC4A將該恒流值進(jìn)行變換后由CRT2顯示，TC1在W上取出一標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，由TC1變換后由CRT1顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化數(shù)字式溫度儀表檢定儀，其特征在于電勢信號發(fā)生器XF由1.5V干電池E、分壓電阻R1、粗調(diào)電位器W1、微調(diào)電位器W2，以及W2的分流電阻R2構(gòu)成；R1、E、W1和W2串聯(lián)成回路，W2上并聯(lián)R2，由W1和W2的可調(diào)端輸出電勢信號E。
專利摘要本實用新型是一種溫度儀表檢驗裝置。主要用于普通溫度儀表、各種電動溫度變送器和氣動溫度變送器的檢定。它由高精度溫度變換器TC1、高精度電流量程變換器TC4A、電流量程選擇開關(guān)LK、溫度量程選擇開關(guān)LSK、電阻排RSP、顯示方式選擇開關(guān)SGK、誤差顯示報警器、精度自檢器、被檢表輸入/輸出顯示器CRT1和CRT2、電源變換器DCH、蓄電池組DC和儀表箱體等構(gòu)成。本實用新型集溫度儀表檢定所需全部儀器設(shè)備于一體。
文檔編號G01K19/00GK2248867SQ94229869
公開日1997年3月5日 申請日期1994年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月19日
發(fā)明者項華, 項家從 申請人:項華