CN101281149B - 具有非线性校正功能的熔点仪 - Google Patents
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Abstract
一种具有非线性校正功能的熔点仪，它包括温度测量电路，温度测量电路包括可选择的接入放大器A1的输出端与反相输入端之间的高值标准电阻R300和低值标准电阻R100；接入放大器A1的输出端与反相输入端之间的非线性校正电路，放大器A1与非线性校正电路组成非线性校正回路，非线性校正电路包括一个反相输入端与放大器A1的输出端相连接的放大器A2，放大器A2的输出端经过可调电阻RW3接入放大器A1的反相输入端；可拆卸的设置在放大器A1的反相输入端与输出端之间并且与非线性校正电路相配合使用的电阻R200。校正了中间段(200℃左右)由于铂电阻特性曲线非线性而导致的测量误差非线性校正回路，使得熔点仪满足测量误差在±0.5℃范围内的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔点仪，尤其是一种具有非线性校正功能的熔点仪。
背景技术
物质的熔点是指该物质由固态变为液态时的温度。在有机化学领域中，熔点测定是辨认该物质本性的基本手段，也是纯度测定的重要方法之一。
熔点仪用于药粉、聚酯切片、化纤等物体的熔点测试，该仪器通过分析物体在加热过程中透光量的变化自动判别熔点。
在熔点仪中，使用铂电阻作为温度传感器，随着温度升高，铂电阻的阻值变大。铂电阻的温度响应范围为50～350℃。在100℃和300℃左右，铂电阻的特性曲线保持为线性，经过100℃和300℃校正调整后，使得熔点仪的高低端测量误差小于0.5℃，但是，在中间段(200℃左右)，铂电阻的特性曲线并不具有很好的保持线性，这使得熔点仪的测量最大误差在2℃以上，已远远不能满足熔点测量误差为±0.5℃的要求。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种能够校正中间段200℃左右时的测量误差，使熔点仪满足测量误差在±0.5℃范围内的要求。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种具有非线性校正功能的熔点仪，它包括
光源、用于感受所述的光源发射的光束经过被测物的透光量并将其转换成电信号的光敏器件；
用于加热所述的被测物的加热炉，用于感受加热温度并将其转换成电信号的温度测量电路，所述的温度测量电路包括阻值随温度变化的铂电阻；
用于处理所述的光敏器件和温度测量电路输出的电信号的单片机，所述的单片机的输出信号为所述的被测物的熔点值；
所述的温度测量电路包括用于放大温度信号的第一放大器和第三放大器，所述的铂电阻接入所述的第一放大器的输出端与反相输入端之间；
所述的温度测量电路包括：
可选择的接入所述的第一放大器的输出端与反相输入端之间的高值标准电阻和低值标准电阻；
接入所述的第一放大器的输出端与反相输入端之间的非线性校正电路，所述的第一放大器与非线性校正电路组成非线性校正回路，所述的非线性校正电路包括一个反相输入端与第一放大器的输出端相连接的第二放大器，所述的第二放大器的输出端经过第三可调电阻接入所述的第一放大器的反相输入端；
电连接在所述的第一放大器的输出支路与地之间的第一可调电阻；
电连接在所述的第三放大器的输出支路与反相输入端之间的第二可调电阻；
可拆卸的设置在所述的第一放大器的反相输入端与输出端之间并且与所述的非线性校正电路相配合使用的电阻。
由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
在温度测量电路中加入了用于校正中间段200℃左右由于铂电阻特性曲线非线性而导致的测量误差的非线性校正，与第一放大器组成非线性校正回路，使得熔点仪满足测量误差在±0.5℃范围内的要求。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为温度测量电路的电路图；
其中：1、光源；2、光敏器件；4、加热炉；5、温度测量电路；51、非线性校正；52、恒定电流输出电路；6、单片机；7、打印机；8、液晶显示装置；9、操作按键；10、A/D转换电路。
具体实施方式
如图1所示的具有非线性校正功能的熔点仪，它包括光源1、用于感受光源1发射的光束经过被测物的透光量并将其转换成电信号的光敏器件2；
用于加热被测物的加热炉4，用于感受加热温度并将其转换成电信号的温度测量电路5，温度测量电路5包括阻值随温度变化的铂电阻Rt；
用于处理光敏器件2和温度测量电路5输出的电信号的单片机6，单片机6的输出信号为被测物的熔点值；
设置在光敏器件2和温度测量电路5的输出端与单片机6的输入端之间的A/D转换电路10；
与单片机6输出端相连接的打印机7和液晶显示装置8，以及用于向单片机6输入操作命令的操作按键9。
如图2所示，温度测量电路5包括用于放大温度信号的第一放大器A1和第三放大器A3，铂电阻Rt接入第一放大器A1的输出端与反相输入端之间；第一放大器A1的输出支路与地之间接入第一可调电阻RW1，其正相输入端接地，第三放大器A3的输出支路与反相输入端之间接入第二可调电阻RW2，正相输入端经过电阻R8接地。第三放大器A3的输出端接入A/D转换电路10。第一放大器A1的输出端通过电阻R6接入第三放大器A3的反相输入端。电阻R7接入电阻R6与第三放大器A3之间的内部节点，电阻R7、R10、电阻R2依次串接在第一放大器A1的输出端与反相输入端之间，电阻R10和电阻R7之间的内部节点与地之间接入第一可调电阻RW1。
温度测量电路5包括可选择的接入第一放大器A1的输出端与反相输入端之间的高值标准电阻R300和低值标准电阻R100；接入第一放大器A1的输出端与反相输入端之间的非线性校正电路51，第一放大器A1与非线性校正电路51组成非线性校正回路，非线性校正电路51包括一个反相输入端与第一放大器A1的输出端相连接的第二放大器A2，第二放大器A2的输出端经过第三可调电阻RW3接入第一放大器A1的反相输入端；可拆卸的设置在第一放大器A1的反相输入端与输出端之间并且与非线性校正电路51相配合使用的电阻R200。其中，所述的低值标准电阻R100的阻值大于并接近所述的铂电阻Rt在50℃时的电阻值；所述的高值标准电阻R300的阻值小于并接近所述的铂电阻Rt在350℃时的电阻值；所述的电阻R200的阻值介与所述的低值标准电阻R100与高值标准电阻R300的阻值之间。
熔点仪出厂前，在放大器A1的反相输入端与输出端之间接入与200℃铂电阻等阻值的标准电阻R200，第二放大器A2的放大倍数为1，它将第一放大器A1输出的电压反相为正电压，经第三可调电阻RW3整流，部分正反馈电流流入第一放大器A1，调整第三可调电阻RW3，使熔点仪的输出温度为200℃，拆除电阻R200，接入铂电阻Rt、高值标准电阻R300、低值标准电阻R100，将熔点仪封装出厂。通过这种调整，校正熔点仪测量范围中间段(200℃)的误差小于0.5℃。
用户在进行测量使用前，需要进行校正过程，具体的，先在电路中接入与100℃铂电阻等阻值的低值标准电阻R100，通过调节连接在第三放大器A1输出支路与反相输入端之间的第一可调电阻RW1校正测量电路，使熔点仪的输出温度为100℃；接着，在电路中接入与300℃铂电阻等阻值的高值标准电阻R300，通过调节连接在第三放大器A3输出支路与反相输入端之间的第二可调电阻RW2校正测量电路，使熔点仪的输出温度为300℃；断开高值标准电阻R300、低值标准电阻R100，接入铂电阻Rt，开始对被测物的熔点测试操作。
非线性校正电路51还包括连接在第二放大器A2反相输入端与输出端之间的电阻R4，第二放大器A2的同相输入端接地，其反相输入端与第一放大器A1的输出端之间连接有电阻R5。
铂电阻Rt、与100℃、200℃、300℃铂电阻等阻值的标准电阻接入第一放大器A1的输出端与反相输入端之间。通过触发开关控制接入温度测量电路5。
恒定电流输出电路11通过电阻R2为电路输入稳定电流，它包括依次串接在供电电源与地之间的电阻R1和稳压管D1、分别与稳压管D1并联的电容C1和C2。电阻R1和稳压管D1之间的内部节点与电阻R2连接。
Claims (6)
1.一种具有非线性校正功能的熔点仪，它包括
光源(1)、用于感受所述的光源(1)发射的光束经过被测物的透光量并将其转换成电信号的光敏器件(2)；
用于加热所述的被测物的加热炉(4)，用于感受加热温度并将其转换成电信号的温度测量电路(5)，所述的温度测量电路(5)包括阻值随温度变化的铂电阻(Rt)；
用于处理所述的光敏器件(2)和温度测量电路(5)输出的电信号的单片机(6)，所述的单片机(6)的输出信号为所述的被测物的熔点值；
所述的温度测量电路(5)包括用于放大温度信号的第一放大器(A1)和第三放大器(A3)，所述的铂电阻(Rt)接入所述的第一放大器(A1)的输出端与反相输入端之间；
其特征在于：
所述的温度测量电路(5)包括：
可选择的接入所述的第一放大器(A1)的输出端与反相输入端之间的高值标准电阻(R300)和低值标准电阻(R100)；
接入所述的第一放大器(A1)的输出端与反相输入端之间的非线性校正电路(51)，所述的第一放大器(A1)与非线性校正电路(51)组成非线性校正回路，所述的非线性校正电路(51)包括一个反相输入端与第一放大器(A1)的输出端相连接的第二放大器(A2)，所述的第二放大器(A2)的输出端经过第三可调电阻(RW3)接入所述的第一放大器(A1)的反相输入端；
电连接在所述的第一放大器(A1)的输出支路与地之间的第一可调电阻(RW1)；
电连接在所述的第三放大器(A3)的输出支路与反相输入端之间的第二可调电阻(RW2)；
可拆卸的设置在所述的第一放大器(A1)的反相输入端与输出端之间并且与所述的非线性校正电路(51)相配合使用的电阻(R200)。
2.根据权利要求1所述的具有非线性校正功能的熔点仪，其特征在于：所述的第二放大器(A2)的放大倍数等于1。
3.根据权利要求1所述的具有非线性校正功能的熔点仪，其特征在于：所述的电阻(R200)的阻值介与所述的低值标准电阻(R100)与高值标准电阻(R300)的阻值之间。
4.根据权利要求1所述的具有非线性校正功能的熔点仪，其特征在于：所述的低值标准电阻(R100)的阻值大于并接近所述的铂电阻(Rt)在50℃时的电阻值；所述的高值标准电阻(R300)的阻值小于并接近所述的铂电阻(Rt)在350℃时的电阻值。
5.根据权利要求3所述的具有非线性校正功能的熔点仪，其特征在于：所述的低值标准电阻(R100)的阻值等于所述的铂电阻(Rt)在100℃时的电阻值；所述的高值标准电阻(R300)的阻值等于所述的铂电阻(Rt)在300℃时的电阻值。
6.根据权利要求3或5所述的具有非线性校正功能的熔点仪，其特征在于：所述的电阻(R200)是一个阻值与所述的铂电阻(Rt)在200℃时的电阻值相等的标准电阻。
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