CN1107969A - 温度仪表的直接温度检定法及其检定仪 - Google Patents

Abstract

本发明是一种温度仪表检定方法及温度仪表检 验装置。主要用于普通温度仪表、各种电动温度变送 器和气动温度变送器的检定。它由高精度温度变换 器、高精度电流量程变换器、电流量程选择开关、温度 量程选择开关、电阻排、显示方式、选择开关、误差显 示报警器、精度自检器、被检表输入/输出显示器、电 源变换器、蓄电池组和仪表箱体等构成。本实用新型 集温度仪表检定所需全部仪器设备于一体，采用输入 /输出温度对照检定法与温度误差检定法，无查表， 无计算，检定精度与检定效率高，体积小，重量轻，功 能强等特点。

Description

本发明涉及工业热工仪表的检定方法和装置。

现有技术中的检定仪器设备，以热电偶电动温度变送器检定为例，其设备由直流电位差计、直流毫安表、直流电源箱及温度计;设备的操作使用采用的是温度-电势-电流对照检定法。该方法以温度为基准，通过查温度-电势对照表和计算，将温度变换为对应的电势和电流标准值，用它们作标准与被检表输出值进行比较，判定被检表误差。所述设备存在的问题是：

1、检定设备为单体、分散结构，需多人操作，检定工效极低;

2、指针式仪表显示易发生读数出错与读数误差，而且读数时间长;

3、直流电位差计工作电流易变化，产生检查误差;

4、无环境温度自动测量与自动补偿器，增大了检定误差。

所述设备所采用的检定方法存在问题是：

1、多次查表，易发生查表的出错，导致检定出错，操作时间增长;

2、计算多，易发生计算出错，导致检定出错，操作时间长;

3、被检表输入/输出非温度显示，增多了计算，检定时间增加;

4、被检表输入要求精确给定，增加了检定操作时间与检定误差。

本发明的目的在于提供一种能够简化检定操作，不需查表、计算，能提高检定精度、保证检定质量、减少检定人员、提高检定工效的温度仪检定方法及其一体化数字式温度仪表检定仪。

本发明的温度仪表检定方法是：同时向被检表和温度变换器输入电势信号，电势信号经温度变换器变换成1mv/℃的信号输出并显示被检表的输入温度值;被检表将输入电势信号转变后输出的电流信号也变换成1mv/℃的信号输出并显示被检表输出温度值;将被检表输入和输出温度信号进行比较放大，并进行被检表温度的误差显示。

本发明的一体化数字式温度仪表检定仪由电势信号发生器、高精度温度变换器、高精度电流量程变换器、电流信号量程选择开关、温度量程选择开关、电阻排、显示方式选择开关、误差变换报警器、精度自检器、被检表输入/输出温度显示器、电源变换器、蓄电池组、机箱等部分组成，其特征在于：电势信号发生器的电势信号输出端分别与高精度温度变换器和被检表输入端连接，高精度温度变换器输出端分别接至被检表输入温度显示器和误差显示报警器的误差检测放大器的输入端;被检表的输出端经电流信号量程选择开关、温度量程选择开关、电阻排和显示方式选择开关、由被检表输出温度显示器，由其显示0～10mA被检表的输出信号的温度值或直接经显示方式选择开关接被检表输出温度显示器，由其显示电流值;或经电流量程选择开关、高精度电流信号量程变换器、温度量程选择开关、电阻排和显示方式选择开关后接被检表输出显示器，由其显示4～20mA被检表输出信号的温度值;电阻排和高精度温度变换器输出端接误差显示报警器的误差检测放大器输入端，其输出端分两路，一路经显示方式选择开关接被检表输出显示器，显示被检表误差值，另一路至电压比较器、误差设定器、基准恒压源和发光二极管等组成的误差报警电路。

本发明的上述结构可以通过附图给出的实施例进一步说明。

附图1为本发明的结构框图;

附图2为信号电势发生器的原理图;

附图3为高精度温度变换器原理框图;

附图4为电源变换器结构框图;

附图5为本发明面板正面布置的示意图;

附图6为本发明后面板布置的示意图;

附图7为本发明数字显示器的结构框图;

附图8为本发明与被检表检定接线图;

附图9为现有技术中温度仪表检定的接线图;

附图10为本发明精度自检器功能原理框图;

附图11为温度量程变换器的结构框图;

附图12为误差显示报警器的结构框图;

附图13为本发明一个实例的线路图。

参见附图：本实施例由电势信号发器XF，高精度温度变换器TC1，高精度电流量程变换器TC4A，误差变换报警器、精度自检器，电流量程选择开关LK，温度量程选择开关LSK，电阻排RSP，显示方式选择开关SGK，电源变换器DCH，蓄电池组DC，机箱等部分组成。

本发明的电势信号发生器XF如附图2所示，它由1.5V干电池E，分压电阻R1，粗调电位器W1，微调电位器W2，以及W2的分流电阻R2等构成。R1、E、W1和W2串联成回路，W2上并联R2，由W1和W2的可调端输出电势信号E，转动W1和W2旋钮，可获得任意大小的电势信号送往被检表BWD和TC1。

本发明的高精度温度变换器TC1与环境温度补偿器Ru参见附图3，它由输入回路中的信号处理电路FC，高精度基准电压源FR，线性化电路XH，零点与量程处理电路ZL，温度被偿器Ru，以及输出回路运算放大器FS等构成。其中电势信号Ei由Fc输入，其信号输出端接XH，经线性化处理后接运算放大器FS，由其将电势信号转换成1mv/℃的温度信号，送往显示电路。

本发明的电源变换器如附图4所示，它由电源变压器TB，整流桥DI1、DI2，滤波器LB1、LB2，稳压器WE1～5，变换器DC/DC等组成，其中市电由TB输入，转换成12VAC后接至整流桥DI2，经过LB2滤波和WE1后向WE3～5和DC输出10VDC，WE5向CRT2输出5VDC，WE3向CRT1输出5VDC，WE4向DC/DC输出5V.DC，由DC/DC变换成24.DC输往TC1、TC4A、WC、WCA、DB和GDE。与此同时，TB输出通过DI1和LB1整流滤波后接WE2，由其向被检表BWD输出24VDC。在图4中DC/DC采用型号为D904的变换器，蓄池组DC的型号为GNYG4。

本发明的操作面板的布置见图5和图6，在操作面板正面设有CRT1、CRT2显示器，信号发生器、粗调电位器W1、细调电位器W2、变换器调零电位器W3、量程变换器功能选择开关LK，温度变换器功能选择开关GK，分度号选择开关FK，量程变换器量程选择开关。在操作后面板设置有温度被偿器Ru，被检表输入/输出压线1JB，保险管FU1、FU2，电源开关K1、K2，输出压线排2JB，交流电源插座CZ，电池孔盖板GB。

本发明的输出和输入温度显示器结构如图7所示，它主要由A/D转换器ICL7135，集成电路CD4069、74LS47和14mm高的4¹/2位LED数字管等构成。它接受温度变换器，温度量程变换器输出，显示被检表输入和输出的温度值及两者之间的误差值。

本发明与被检表的检定连接关系参见附图。图中由YSWC即本发明向被检表BWD输出电势信号Ei和24V.DC电源，BWD向YSWC输出被检表输出电流信号I。

现有技术中温度仪表检定的接线见图9所示，它采用了直流电源箱DEY，直流电位差计DWC和直流毫安表HDI，图中反映了现有技术接线复杂，设备分散而且没有数字显示的弊端。

本发明的精度自检器如图10所示，它实际上是由高精度恒流源GHI与高精度温度变换器TC1、电阻W与高精度量程变换器TC4A连接而构成。

本发明的高精度温度量程变换器如图11所示，它由电流量程变换模块4TC，电流量程变换选择开关LK，温度量程变换选择开关LSK，取样电阻排RSP等组成。它将被检表DWB-Ⅲ输出的4～20mA或DDZ-Ⅱ输出0～10mA的直流信号转换成1mv/℃信号输至CRT2显示。热电偶温度仪量程设置有：0～400，600、800、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600和1800℃等11个量程。热电阻类温度仪量程设置有：0～100、150、200、250、300、400、500、600、-50～+100、-150、-200、-250℃等11个温度量程。

本发明的误差显示报警器如图12所示，它由误差检测放大器WC，基准恒压源GDE，电压比较器DB，比较电压设定器GDS，误差超限报警器WCA等部分构成，其中WC是型号为ZF-604型数据放大器，其同相端和反相端分别接被检表的输入和输出端即温度变换器TC1和温度量程变换器TC4A的输出，WC将TC1和TC4A的输出作差分运算放大，其输出即出即为被检表误差，该输出分两路，一路输至CRT2显示被检表误差;另一种输入DB，在DB内与CDS设定电压比较，当误差超限时，WCA发光二极管亮，提示检定人员注意。

本发明的工作简要过程是这样的：即改变电势信号发生器中的W1和W2，可获得0～100MV范围内任意大小电势信号，同时送TC1和BDW，经TC1变换器变成1mv/℃温度信号，送CRT1显示，其示值即被检表输入温度，经DBW变换后的4～20mA或0～10mA信号，经LK、TC4A、LKS和RSP后变换为1mv/℃送CRT2显示，其示值为被检表输出温度值，如果TC1和RSP输出的1mv/℃信号输入误差检测报警器的WC，经差分放大后，一路送CRT2显示被检表误差。另一路送电压比较器DB，在DB内与基恒压源CDS设定的误差值比较，超限时即报警。

本发明由于具有上述方法和结构而在操作过程和结构上得到很大的改进：即在操作过程中有以下优点：

（1）、不查表不计算。消除了查表操作与计算的出错，既节省检定时间，又消除了检定出错，保证了检定质量，大大节省检定操作时间，可提高工效2～4倍。

（2）、输入被检表电势信号无精度要求。可减少操作时间，消除操作误差，保证检定质是和精度，提高工效1～2倍。

（3）、不考虑环境温度和环境温度变化。可消除由其产生的检定误差，提高检定精度。

本发明在结构上有如下优点：

（1）一体化结构。它集温度仪表检定所需全部仪器设备于一体，检定人员由2人以上减至1人，提高工效1～2倍。

（2）采用双4¹/2LED数字显示器能够使读数操作简单、迅速、准确。消除了视觉误差，减少了读数出错与读数时间，提高检定精度，保证了检定质量，工效提高1～2倍。

（3）多分度号选择，适用于任何分度号的温度仪表。

（4）多用途，除用作温度仪表专用检定仪外，还可用作其它自动仪表检定，它既是一台高精度数字电压表，又是台高精度数字毫安表（基本误差为0.025%），另外，还可以作温度检测仪表使用，并且还可以为被检表提供24VDC300mA电源。

（5）具有环境温度自动测量与自动补偿功能，能消除环境温度变化产生的检定误差。

（6）交、直流供电，使检定仪特别适用于现场和有防爆要求的现场作在线仪表检定。

（7）精度自检功能，通过仪器的自检，能及时了解检定仪精度变化，消除检定出错，保证检定质量与检定精度。

（8）具有误差显示与误差超限报警功能，为检定人员直接提供了被检表的误差值，并作出误差超限判定，简化了检定操作，提高检定工效。

（9）本发明可广泛用于冶金、化工等领域。

Claims (5)

1、一种温度仪检定方法，其特征在于同时向被检表和温度变换器输入电势信号，电势信号经温度变换器变换成1mV/℃的信号输出并显示被检表的输入温度值；被检表将输入电势信号转换后输出的电流信号也变换成1mv/℃的信号输出并显示被检表输出温度值；将被检表输入和输出温度信号进行比较放大，并进行被检表的温度误差显示。

2、一种一体化数字式温度仪表检定仪，它包括电势信号发生器XF、高精度温度变换器TC1、高精度电流量程变换器TC4A、电流信号量程选择开关LK、温度量程选择开关LSK、电阻排RSP、显示方式选择开关SGK、误差变换报警器、精度自检器DCH、被检表输入输出温度显示器CRT1和CRT2、电源变换器DCH、蓄电池组CD、机箱等部分组成，其特征在于：XF的电势信号的输出端分别与TC1和被检表DBW的输入端连接，TC1的输出端分别接被检表输入温度显示器CRT1和误差显示报警器的误差检测放大器WC的输入端;DBW的信号输出端经电流信号量程选择开关LK、温度量程选择开关LKS，电阻排RSP和显示方式选择开关SGK由被检表输出温度显示器CRT2，由其显示0～10mA被检表输出信号的温度值，或直接经SGK接CRT2，由其显示电流值，或经LK，高精度电流量程变换器TC4A，温度量程选择开关LSK，电阻排RSP和显示方式选择开关SGK后接CRT2，由其显示4～20mA被检表输出信号的温度值;电阻排RSP和TC1的输出端接误差显示报警器的误差检测放大器WC的输入端，WC的输出分两路，一种经显示方式选择开关后接CRT2，显示误差值，一路接至由电压比较器DB，误差设定器GDS和基准恒压源GDE和发光二极管组成的误差报警电路。

3、根据权利要求2所述的一体化数字式温度仪表检定仪，其特征在于：电源变换器DCH与蓄电池DC连接，其输出5V。DC三路，24V.DC两路，其中三路5V.DC分别与CRT1，CRT22和DCH中的DC/DC变换器连接;24V.DC分别与被检表DBW、TC1和TC4A、WC、WCA、DB、GDE等连接。

4、根据权利要求2所述的一体化数字温度仪检定仪，其特点在于：精度自检器由高精度恒流源GHI，可变电阻W与温度变换器TG1，量程变换器TC4A及CRT1和CRT2组成;其中GHI的恒流输出端通过电阻W与TC4A连接，TC4A将该恒流值进行变换后由CRT2显示，TC1在W上取出一标准电压信号，由TC1变换后由CRT1显示。

5、根据权利要求2所述的一体化数字式温度仪表检定仪，其特征在于：它由1.5V干电池E、分压电阻R1、粗调电位器W1、微调电位器W2，以及W2的分流电阻R2等构成;R1、E、W1和W2串联成回路，W2上并联R2，由W1和W2的可调端输出电势信号。

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