CN201247114Y

CN201247114Y - 数字表校验仪

Info

Publication number: CN201247114Y
Application number: CNU2008200750667U
Authority: CN
Inventors: 马学燕; 于军; 郭京生; 于世华
Original assignee: TIANJIN DONGLI DISTRICT INSTRUMENT DETECTION STATION
Current assignee: TIANJIN DONGLI DISTRICT INSTRUMENT DETECTION STATION
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2018-06-19

Abstract

本实用新型公开了一种数字表校验仪，包括稳压电源、基准电压发生器、可变恒压恒流源、可变恒流源和可变恒压源。稳压电源由变压器、桥式整流器、集成稳压器等部件组成；基准电压发生器由三极管、集成稳压器、二极管、稳压二极管等部件组成；可变恒压恒流源由可变恒流源和可变恒压源组成，可变恒流源由集成运算放大器、复合三极管等部件组成；可变恒压源由集成运算放大器、三极管、二极管等部件组成。本实用新型由于采用了大规模集成电路及性能优良的元器件组成电路和采用了LCD液晶显示器，结构简单、体积小、灵敏度高、稳定性好，具有良好抗震、抗干扰性能，使用寿命长。

Description

数字表校验仪

技术领域

本实用新型属于一种检定各种数字显示仪表的校验仪器，如校验数显温度表、数显温控仪、数显毫安表、数显电压表等，具体涉及一种数字表校验仪。

技术背景：

目前，检定各种数显温度表、温控仪、毫安表、电压表的校验仪器，例如XC系列动圈式仪表是长期在工业过程测量和控制系统中广泛应用的一种模拟式简易指针式动圈仪表，它有温度指示表、温度指示调节表。其缺点是精度低(均为1.0～1.5级)、示值误差大、指针回零不好、还存在视差，振动时对仪表有影响，严重时会使仪表失灵，稳定性差、寿命短等。

随着现代科学发展，当前对温度、电压等参数测试技术数字化、智能化正在迅速开创新局面，取代了模拟式指针动圈仪表，各个领域已大量使用新型数字仪表，各种性能都高于指针动圈仪表，优点是读数直观、数字显示、无视差。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种检定各种数显温度表、温控仪、毫安表、电压表的数字表校验仪。

本实用新型的技术方案是：一种数字表校验仪，包括稳压电源、基准电压发生器、可变恒压恒流源、可变恒流源和可变恒压源，其中稳压电源的输出端与基准电压发生器的输入端连接，基准电压发生器的输出端分别与可变恒压恒流源、可变恒流源和可变恒压源的输入端连接。

稳压电源包括变压器、桥式整流器、集成稳压器、三极管BG1、二极管D1以及电阻R1～R3、电位器WR1和电容C1～C6，其中变压器的主线圈与电源连接，其副线圈与桥式整流器的输入端连接，桥式整流器的一输出端与三极管BG1的集电极连接，另一输出端分别与二极管D1、R3电容C1～C3、C6的一端连接、并和集成稳压器的第7脚连接；基准电压发生器包括三极管BG2、集成稳压器、二极管D2、D3、稳压二极管D4、电阻R4～R10、电位器WR2、WR3、W1～W3和电容C7～C12，稳压电源的一输出端(+24V)通过二极管D2与集成稳压器的第8脚连接、另一输出端(0V)分别与电容C7～C9、C12、二极管D3、稳压二极管D4、电阻R6、R9、R10和电位器W1、W2、W3的一端连接。

可变恒压恒流源由可变恒流源和可变恒压源组成。

可变恒流源包括集成运算放大器、复合三极管、波段开关、标准电流表、标准电压表和电阻R11～R15、R18、Rf、电位器WR4。

可变恒压源包括集成运算放大器、三极管BG3、二极管D5、D6和电阻R27～R35。

其中基准电压发生器的输出端Ei_I通过R11与集成运算放大器的负端连接，基准电压发生器的输出端Ei_III通过R28与集成运算放大器的正端连接，基准电压发生器的输出端BCM+通过R29与集成运算放大器的正端连接，基准电压发生器的输出端BCM-通过R27与集成运算放大器的负端连接。

集成运算放大器分别采用10F006A和14F006C型号。

集成稳压器分别采用5G14D型和采用5G14B型。

电位器W1、W2、W3采用WX1.5-1-1.5K型精密线绕多圈电位器。。

本实用新型由于采用大规模集成电路及性能优良的元器件组成线路和了LCD液晶显示器，结构简单、体积小、灵敏度高、稳定性好，具有良好的抗震、抗干扰性能，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型的数字表校验仪的原理方框图；

图2是本实用新型的稳压电源的电路图；

图3是本实用新型的基准电压发生器的电路图；

图4是本实用新型的可变恒流源的电路图；

图5是本实用新型的可变恒压源的电路图；

图6是本实用新型的数字表校验仪面板图。

其中：

1 稳压电源 2 基准电压发生器

3 可变恒压恒流源 4 可变恒流源

5 可变恒压源 6 变压器

7 桥式整流器 8、9 集成稳压器

10、13 集成运算放大器 11 复合三极管

12 波段开关 14 标准电流表

15 标准电压表 16 参考表

17 波段开关旋钮

具体实施方式

下面参照附图和实施例对本实用新型的数字表校验仪进行详细说明：

如图1～5所示，本实用新型的数字表校验仪，包括稳压电源(1)、基准电压发生器2、可变恒压恒流源3、可变恒流源4和可变恒压源5。

其中稳压电源1的输出端与基准电压发生器2的输入端连接，基准电压发生器2的输出端分别与可变恒压恒流源3、可变恒流源4和可变恒压源5的输入端连接。

稳压电源1包括变压器6桥式整流器7、集成稳压器8、三极管BG1、二极管D1以及电阻R1～R3、电位器WR1和电容C1～C6，其中变压器6的主线圈与电源连接，其副线圈与桥式整流器7的输入端连接，桥式整流器7的一输出端与三极管BG1的集电极连接，另一输出端分别与二极管D1、R3电容C1～C3、C6的一端连接、并和集成稳压器8的第7脚连接。

基准电压发生器2包括三极管BG2、集成稳压器9、二极管D2、D3、稳压二极管D4、电阻R4～R10、电位器WR2、WR3、W1～W3和电容C7～C12，稳压电源1的一输出端(+24V)通过二极管D2与集成稳压器9的第8脚连接、另一输出端(0V)分别与电容C7～C9、C12、二极管D3、稳压二极管D4、电阻R6、R9、R10和电位器W1、W2、W3的一端连接。

可变恒压恒流源3由可变恒流源4和可变恒压源5组成。其中，可变恒流源4包括集成运算放大器10、复合三极管11、波段开关12、标准电流表14、标准电压表15和电阻R11～R15、R18、Rf、电位器WR4。

可变恒压源5包括集成运算放大器13、三极管BG3、二极管D5、D6和电阻R27～R35，其中基准电压发生器2的输出端Ei_I通过R11与集成运算放大器10的负端连接，基准电压发生器2的输出端Ei_III通过R28与集成运算放大器13的正端连接，基准电压发生器2的输出端BCM+通过R29与集成运算放大器13的正端连接，基准电压发生器2的输出端BCM-通过R27与集成运算放大器13的负端连接。

其中电位器W1、W2、W3采用WX1.5-1-1.5K型精密线绕多圈电位器。集成稳压器8采用5G14D型，集成稳压器9采用5G14B型。集成运算放大器10采用10F006A型号。其中集成运算放大器13采用14F006C型号。

如图6所示，标准电流表14包括两只量程为0～25mADC的毫安表，标准电压表15包括一只量程为0～100mVDC和一只量程为1～5VDC电压表，标准电流表14和标准电压表15均采用LCD液晶显示器，数字清晰、避免了读数视差。两只参考表16包括两只毫安表mA1、mA2，用来观察电路信号的变化情况。W1、W2、W3表示电位器W1、W2、W3的调节旋钮，其中调节旋钮W1调节可变恒压恒流源的输入电压Ei_I；调节旋钮W2调节可变恒流源的输入电压Ei_II；调节旋钮W3调节可变恒压源的输入电压Ei_III。波段开关旋钮17用于标准电流表14和标准电压表15的切换的。其中，标准电流表14采用MB4204型数字毫安表，标准电压表15(0～100mVDC)采用MB4101型数字毫伏表，标准电压表15(1～5VDC)采用MB4602型数字伏特表。图6中的红钮和黑钮分别表示标准电流表和标准电压表的正极和负极，当校验被检表时，红钮、黑钮分别连接被检表的正、负极。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：

交变电流(～220V)经变压器6降压后，输入到桥式整流器7整流成直流，再经三极管BG1放大和集成稳压器8进一步稳压，选配合适的取样电阻R3和电位器WR1，调整WR1使输出为+24V的稳定电压，此电压作为基准电压发生器2的输入电压，并作为集成运算放大器10的电源电压。

直流(+24V)稳定电压经集成稳压器9进一步稳压，选配合适的取样电阻R6、电位器WR2，使输出为10V左右的稳定电压(EB)，然后通过稳压二极管D4提供一个6.1～6.3V的高精度稳压电流。该稳压电流的电压通过线绕多圈电位器W1、W2、W3分别作为可变恒压恒流源3、可变恒流源4和可变恒压源5的输入信号(Ei_I、Ei_II、Ei_III)，电压EB还通过电阻R8、R9、R10和电位器WR3的分压，给可变恒压源5提供偏置电压ECM+、ECM—。

可变恒流源4由集成运算放大器10、功率放大电路和多个电阻组成。反馈电阻R14与输入电阻R11相等，调整电位器WR4以达到调零目的。功率放大电路采用P—N—P型硅管和N—P—N型硅管构成的复合三极管11，以提高电流放大倍数和改善恒流特性。

其中R11＝R14，R12＝R13，

由迭加原理可推出输出—输入的关系式为：I₀＝Ei1/Rf

式中I₀为输出电流，Ei1为输入电压，Rf为精密线绕电阻。从上式看出，只要Ei1和Rf具有一定高的精度，就可获得稳定的电流。

如果取Ei1＝0～5V；Rf为200Ω，即可得到0～25mA的可变恒定电流，当0～25mA的恒定电流通过精密线绕电阻R18(4Ω)时，就可得到0～100mV的可变恒定电压，标准电流表14作为标准表用于检测电路的电流，标准电压表15作为标准表用于检测电路的电压，利用波段开关12可以检验被检表，以判断被检表是否合格。ECM+、ECM—为取自基准电压发生器的固定电压，分别接到集成运算放大器13的输入端，调整基准电压发生器2中的电位器WR3实现调零。

电路接成电阻R31、R32串联反馈形式，实现了深度负反馈，故输出电阻很小，提高了负载能力。其中：R28＝R29＝R30，R27＝R31＝R32

根据迭加原理，可推导出输出—输入的关系为：

E₀＝Ei_III 取Ei_III＝0～6V，E₀为输出电压

即可获得0～6V的恒定电压输出。但由于所使用的集成运算放大器受其输出幅度的限制，再加上晶体管穿透电流的影响，故E₀不能达到0V，取输出电压为1～5VDC。

图中所示mV、mA、V输出值是通过波段开关12来切换，只要将旋钮拨到相应的位置，即可得到相应的输出信号。

本实用新型的有益效果：

本实用新型是一台便携综合性校验仪器，能分别检定各种数显温度表、温控仪、毫安表、电压表等。操作简单、节省检定时间、LCD液晶显示器，读数直观消除了人的视差，提高了检定质量。利用输出的标准信号可带负载直接校验各种低阻抗仪表。仪器轻便可直接到现场检定，校验在线用仪表。本实用新型具有稳定性好，抗震、抗干扰能力强，能分别连续可调输出为0～100毫伏、0～25毫安、1～5伏直流信号，检定、调修校验各种型号温度数字显示仪、数显温度调节仪以及电动单元电流、电压带有各种变送器的数显控制仪，是校验各种工业自动化仪表的理想产品。

Claims

1、一种数字表校验仪，包括稳压电源(1)、基准电压发生器(2)、可变恒压恒流源(3)、可变恒流源(4)和可变恒压源(5)，其中稳压电源(1)的输出端与基准电压发生器(2)的输入端连接，基准电压发生器(2)的输出端分别与可变恒压恒流源(3)、可变恒流源(4)和可变恒压源(5)的输入端连接，其特征在于：稳压电源(1)包括变压器(6)、桥式整流器(7)、集成稳压器(8)、三极管BG1、二极管D1以及电阻R1～R3、电位器WR1和电容C1～C6，其中变压器(6)的主线圈与电源连接，其副线圈与桥式整流器(7)的输入端连接，桥式整流器(7)的一输出端与三极管BG1的集电极连接，另一输出端分别与二极管D1、R3电容C1～C3、C6的一端连接、并和集成稳压器(8)的第7脚连接；基准电压发生器(2)包括三极管BG2、集成稳压器(9)、二极管D2、D3、稳压二极管D4、电阻R4～R10、电位器WR2、WR3、W1～W3和电容C7～C12，稳压电源(1)的一输出端(+24V)通过二极管D2与集成稳压器(9)的第8脚连接、另一输出端(0V)分别与电容C7～C9、C12、二极管D3、稳压二极管D4、电阻R6、R9、R10和电位器W1、W2、W3的一端连接；可变恒压恒流源(3)由可变恒流源(4)和可变恒压源(5)组成，可变恒流源(4)包括集成运算放大器(10)、复合三极管(11)、波段开关(12)、标准电流表(14)、标准电压表(15)和电阻R11～R15、R18、Rf、电位器WR4，可变恒压源(5)包括集成运算放大器(13)、三极管BG3、二极管D5、D6和电阻R27～R35，其中基准电压发生器(2)的输出端EiI通过R11与集成运算放大器(10)的负端连接，基准电压发生器(2)的输出端EiIII通过R28与集成运算放大器(13)的正端连接，基准电压发生器(2)的输出端BCM+通过R29与集成运算放大器(13)的正端连接，基准电压发生器(2)的输出端BCM-通过R27与集成运算放大器(13)的负端连接。

2、根据权利要求1所述的数字表校验仪，其特征在于：集成运算放大器(10)采用10F006A型号，集成运算放大器(13)采用14F006C型号。

3、根据权利要求1所述的数字表校验仪，其特征在于：集成稳压器(8)采用5G14D型，集成稳压器(9)采用5G14B型。

4、根据权利要求1所述的数字表校验仪，其特征在于：电位器W1、W2、W3采用WX1.5-1-1.5K型精密线绕多圈电位器。