CN2072229U

CN2072229U - 智能标准铂电阻检定仪

Info

Publication number: CN2072229U
Application number: CN 90200975
Authority: CN
Inventors: 李志�; 解慧; 王汝梅
Original assignee: Tangshan Engineering Tech College
Current assignee: Tangshan Engineering Tech College
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-02-27

Abstract

一种智能标准铂电阻检定仪由直流稳压电源，主计算机，显示控制电路，显示屏，A/D转换电路， D/A伺服反馈控制电路，反馈增益控制电路，恒流源式四线制电阻测量电路，放大电路，实时测量逻辑控制电路，测零电路和测电流电路组成。它用计算机控制实多时参数测量和恒流源式四线制测量。优点是实现全自动化检测，保证长期工作运行可靠，测试时显示快，便携式，体积小，重量轻，便于操作，使用范围广，生产工艺简单，成本低。

Description

本实用新型属于电阻检定仪表类，并与微处理机有关。

目前国内外检定标准铂电阻主要使用的仪器是各类平衡电桥和电子电位差计。如密勒电桥，卡思特电桥等。它们的精度虽然很高，但机械式的检流计难以实现自动化。在线电阻的四线制法虽比三线制法测量精度高，但因有电流反转电路，使操作复杂。特别在低温测量中，引线很长，阻值大，温度计的电阻值相对又很小，引线中的温度梯度变化很大，这时用电桥的四线制就不能全补偿在线电阻。另外电桥电路中全部用标准绕线电阻，故体积大，重量重，成本高。又如常用的UJ系列电子电位差计，虽精度较高，但使用方法繁锁，没有线性修正，测出的数据要查表求出对应值。总之，它们都需要多次平衡，因此不能用于温度快速变化场合，不适于自动记录，而且对电源要求很高。测量点数量受限制，与微机连接有困难，给计量部门和现场测量带来不便。

本实用新型的目的是解决上述不足，提出一种全自动，“智能化”，精度高，成本低，维修方便，使用方法简单，运行可靠，便携式的标准铂电阻检定仪，它不仅可检定一、二等标准铂电阻，还可检定PT－100铂电阻。

本实用新型的解决方案是：参见图1、图2，电阻检定仪由直流稳压源（1）、主计算机（2）、显示控制电路（3）、显示屏（4）、A／D转换电路（5）、D／A伺服反馈控制电路（6）、反馈增益控制电路（7）、恒流源式四线制电阻测量电路（8）、放大电路（9）、实时测量逻辑控制电路（10）、测零电路（11）和测电流电路（12）组成。它具有导线电阻全补偿，零点飘移补偿，增益可变等全自动化实时测量功能。采用了国际STD总线标准的模块式结构组装在机箱内。

直流稳压电源（1），是一个独立的电源盒，接入220V交流电后经变压、整流、滤波、稳压分别输出三路稳定的正负直流电，并送入仪器箱内。主计算机（2）通电后，立即自动进入监控程序，首先控制A／D转换电路（5）和D／A伺服反馈控制电路（6）初始化，使得（6）输出到放大电路（9）的输入负端为零。再通过反馈增益控制电路（7），将（9）的增益倍数设为某一定值，初始化工作结束。显示控制电路（3）将输出“0…0”送入显示屏（4）显示。主计算机（2）控制实时测量逻辑控制电路（10），使（9）的输入正端打向测零电路（11），经（9）（5）将零点飘移电压采样、记录、保存。（9）的正端极打向（11），主计算机（12）输出一个微小电压给（6）测量放大倍数的电压值并保存。主计算机（2）控制（10），使（9）的正端接入测电流电路（12）进行采样、保存。最后主计算机（2）控制（10），使（9）的正端接入恒流源式四线制电阻测量电路（8），测试标准铂电阻。经七次多参数实时测量得出七个电压值，经计算机计算求出七个参数的联立解，再经标定系数和偏移量修正，进行非线性补偿，最后得出真值由显示屏（4）显示。

本实用新型的优点是：

1、实现全自动化检测。

2、保证长期工作运行可靠，测试时显示快、便携式、体积小、重量轻、便于操作。

3、应用范围广、可检定一、二等标准铂电阻，工业PT－100铂电阻，还可做测温仪使用。

4、结构为插入模块式、调试和维修方便，并备有扩展通讯接口。

5、采用实时多参数测试，自动化程度高，成批生产仪器对元件一致性可不严格要求，调试中调整量极小，故使生产工艺简单，成本低，经济效益高。

本实用新型为高精度测温电桥的换代产品，可用来装备全国各有关计量部门，包括工厂、企业计量部门，也可用于其它类电阻的生产使用部门。

附图说明：

图1为智能标准铂电阻检定仪电路组成框图。

其中：1表示直流稳压电源

2表示主计算机

3表示显示控制电路

4表示显示屏

5表示A／D转换电路

6表示D／A伺服反馈控制电路

7表示反馈增益控制电路

8表示恒流源式四线制电阻测量电路

9表示放大电路

10表示实时测量逻辑控制电路

11表示测零电路

12表示测电流电路

图2为智能标准铂电阻检定仪外形结构示意图。

图3为伺服反馈控制与检测电路模块原理图。

其中：（3－1）表示译码电路

（3－2）表示D／A伺服反馈控制电路

（3－3）表示D／A基准电源控制电路

（3－4）表示实时参数测量逻辑控制电路（1）

（3－5）表示实时参数测量逻辑控制电路（2）

（3－6）表示外控铂电阻测量接线柱

图4为控制增益放大电路与A／D转换模块原理图。

其中：（4－1）表示A／D转换芯片

（4－2）表示PIO芯片

（4－3）表示增益可调逻辑控制电路

图5为STD总线插接模块结构图。

其中：（5－1）表示STD总线母板

（5－2）表示计算机主机块

（5－3）表示显示控制电路模块

（5－4）表示伺服反馈控制与检测电路模块

（5－5）表示控制增益放大电路与A／D转换模块

实施例：

参见图5，智能标准铂电阻检定仪采用STD总线母板（5－1），和计算机主机块（5－2），显示控制电路模块（5－3）、伺服反馈控制与检测电路模块（5－4）、控制增益放大电路与A／D转换模块（5－5）组合了插接模块结构。

参见图3，译码电路（3－1），通过A₂－A₇的输入、可译码出8个口地址输出，分别控制D／A伺服反馈控制电路（3－2），D／A基准电源控制电路（3－3），实时参数测量逻辑控制电路（1）（3－4），实时参数测量逻辑控制电路（2）（3－5）的选片。（3－4）、（3－5）通过 CS₅、 CS₄和D₀、D₁的信号分别控制K₁、K₂、K₃开关动作。（3－3）由 WR、 CS₁和D₀－D₇信号控制输出电源信号的负值，通过A₁运放器转换为电压，作为基准源输入给下一级（3－2），此基准源可以由计算机控制8位数据线随时改变。通过（3－2）中 WR、 CS₂、D₀－D₇信号控制A₂，输出的电压值输入到放大电路（9）的负端。K₁、K₂采用四路双刀开关，公共端b接放大电路（9）的正端，公用a端接TRC恒流源。

（3－6）为仪器前面板接线柱，R₇为测量标准铂电阻，在检测中由恒流源供电通过K₂、K₃组成四线制，由计算机控制改变K₂，K₃的位置分别可测出四路a₅C₃O、a₅C₄O、a₄C₄O、a₄C₃O对应的电压值V₁、V₂、V₃、V₄，经计算可得出：

R₁＝ (V₂-V₁+V₄-V₃)/(2I)

公式中可以将四线制引线电阻r₁、r₂、r₃、r₄参数全部消掉，这种方法可使四根导线不同长短，可对引线电阻误差全补偿。

通过K₁、K₂开关可实现多参数测试。当K₁、K₂打向a₁、b₁时，OUT正端接地，计算机控制（3－2），使OUT负端为零，测出零飘。计算机控制（3－3）使A1输出电压送入（3－2）为基准源。计算机控制（3－2）使A₂送入微小电压给OUT负端，OUT正端状态不变，测出放大增益真值。当K₁、K₂打向a₂、b₂时，则TRC恒流源通过R_标输入OUT正端，测出电流的真值。K₁、K₂、K₃组合可测出四线制的4个回路电压，从而实时测出七个参数电压值，使得零点、电流、增益用实测真值计算求出R₇，引线电阻也得到全补偿。

图1中伺服反馈控制电路是通过（3－2）（3－3）实现的。当（3－3）给定基准源后，（3－2）采用对称收缩的方法，根据计算机的采集量改变码数反馈到放大电路（9）的负端进行伺服调解平衡，使（9）输入端正负之差为0.15Ω、0.2Ω、0.4Ω、2Ω四档，根据测电阻的范围控制增益和分辨率。保证了准确度优于10^－5。

参见图4，（4－1）为A／D转换芯片，它将转换的结果通过PIO芯片（4－2）传送给计算机。控制增益放大电路由三级A₃、A₄、A₅运放器组成。（4－3）为K₄、K₅开关的逻辑控制电路。由计算机控制K₄、K₅组成四档增益可调电路。计算机软件控制 CS₅、 CS₄、D₀。（4－3）由 CS₅、 CS₄、D₀控制，使得硬件有四种增益组合方式R₅R₇、R₅R₈、R₄R₇、R₄R₈，从而保证了各档量程等精度。

Claims

1、一种智能标准铂电阻检定仪，它由直流稳压源(1)，主计算机(2)，显示控制电路(3)，显示屏(4)，A/D转换电路(5)，D/A伺服反馈控制电路(6)，反馈增益控制电路(7)，放大电路(9)，测零电路(11)和测电流电路(12)组成，其特征是在电路中接入恒流源式四线制电阻测量电路(8)和实时测量逻辑控制电路(10)，直流稳压电源(1)是一个独立的电源盒，输出三路稳定的正负直流电，送入仪器箱内。

2、如权利要求1所述的电阻检定仪，其特征是采用STD总线母板（5－1）与主计算机块（5－2），显示控制电路模块（5－3），伺服反馈控制和检测电路模块（5－4），控制增益放大电路和A／D转换模块（5－5）组合成插接模块结构。

3、如权利要求1、2所述的电阻检定仪，其特征是伺服反馈控制电路与检测电路由译码电路（3－1），伺服反馈控制电路（3－2），基准电源控制电路（3－3），实时参数测量逻辑控制电路（1）（3－4），实时参数测量逻辑控制电路（2）（3－5），外控铂电阻测量接线柱（3－6）组成，它通过K₁、K₂开关实现多参数测试。

4、如权利要求1、3所述的电阻检定仪，其特征是在检测中由恒流源供电通过K₂、R₁组成四线制，由计算机控制改变K₂、K₃的位置分别可测出四路a₅c₃O、a₅c₄O、a₄c₄O、a₄c₃O对应的电压值V₁、V₂、V₃、V₄。

5、如权利要求1所述的电阻检定仪，其特征是放大电路（9）的输入端正负之差为0.15Ω，0.2Ω，0.4Ω，2Ω四档，根据测电阻范围控制增益和分辩率，准确度优于10^－5。

6、如权利要求1所述的电阻检定仪，其特征是控制增益放大电路由三级A₃、A₄、A₅运放器组成，（4－3）为K₄、K₅开关的逻辑控制电路，由计算机控制K₄、K₅组成四档增益可调电路，计算机软件控制 CS₅、 CS₄、D₈，（4－3）由 CS₅、 CS₄、D₈控制，使硬件有四种增益组合方式R₅R₇，R₅R₈，R₄R₇，R₄R₈，使各档量程等精度。