CN211717670U - 一种温度变送器的自动校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种温度变送器的自动校验仪,主要由模拟电阻、模拟开关、单片机、液晶显示器、语音播报模块组成。工作时，通过单片机控制多路模拟开关,使不同的模拟电阻依次输入至温度变送器,变送器的输出信号经过信号调理电路，变为稳定的0‑5V电压信号,送到单片机的A/D转换单元,单片机根据A/D转换的值计算出测量温度，并将被测温度与计算出的测量温度比较，通过液晶显示器、语音播报模块告知温度结果,依此测量误差判断温度变送器是否满足要求。该自动校验仪，可以直接对变电站现场的对各类温度变送器进行准确校验，携带方便，操作简单，大大提高了校验效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度校验装置,具体地说是一种变电站温度变送器的校验仪器。
背景技术
变电站温度变送器用来监控变电站主变绝缘油、绕组等的温度，为运维检修人员提供设备的运行状况，其工作基本原理是将PT100铂电阻输入温度变送器，变送器根据铂电阻温度特性曲线，将阻值变换为温度值通过液晶屏显示或者上传至监控后台。
实践中发现，变电站温度变送器在长时间运行过程中，容易产生误差，造成显示器、变电站主控室后台机、远方监控显示不正确，而导致运行检修人员误判。故此，需要定期或不定期地对变送器进行检验,常规校验温度变送器的方法是：将变送器带回试验室，利用滑动变阻器模拟PT100电阻变化，观察变送器的输出是否与标准温度一致，进而确定温度变送器是否运行正常。这种方法的不足之处：一是要将温度变送器带回试验室进行校验，校验时间长；二是利用滑动变阻器模拟PT100电阻变化情况时，需要用万用表一点一点测量电阻值，费力又耗时。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种在变电站工作现场就可以对其温度变送器进行校验的便携式校验仪器。该仪器校验准确度高，操作简便。
本实用新型是这样实现的：
该温度变送器自动校验仪，主要由模拟电阻1、模拟开关2、单片机3、液晶显示器4、语音播报模块5、工作电源组成。模拟电阻1与模拟开关2相连；单片机3分别与模拟开关2、液晶显示器4、语音播报模块5、工作电源电相连。单片机3控制多路模拟开关2,使不同的模拟电阻1依次输入至温度变送器,变送器的输出信号经过信号调理电路，变为稳定的电压信号,送到单片机3的A/D转换单元,单片机3根据A/D转换的值计算出测量温度，并将被测温度与计算出的测量温度比较，通过液晶显示器4、语音播报模块5明确温度测量结果。
所述模拟电阻1，由多个高精度电阻组成，根据PT100电阻-温度特性，电阻对应的标准温度值为：-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。
所述模拟开关2，型号为CD4067。系多路——由输入地址码ABCD决定具体接通的回路。模拟开关2的输出端与温度变送器的输入端电连接，温度变送器的输出端经信号调理电路与单片机3的A/D转换单元电连接，通过液晶显示器4显示测试结果，由语音播报模块5提示校验结果的正确与否。
所述单片机3，型号为mc9sdg128。内部集成了16路12位的A/D转换接口和丰富的通信接口，不仅可以满足设计需要，还可以为新功能的开发留出余量。
所述液晶显示器4，型号为LCD12864。可显示四行，每行8个字符。
所述语音播报模块5，其型号为YS-M3。
该自动校验仪使用时，模拟电阻1用来模拟PT100电阻在变化过程中的电阻值，共取多路，此多路电阻由单片机控制模拟开关依次导通；通过单片机控制多路模拟开关,使不同的模拟电阻依次输入至温度变送器,变送器的输出信号经过信号调理电路，变为稳定的0-5V电压信号,送到单片机的A/D转换单元,单片机根据A/D转换的值计算出测量温度，并将被测温度与计算出的测量温度比较，通过液晶显示器、语音播报模块告知温度结果,依此测量误差判断温度变送器是否满足要求。该自动校验仪，可以直接对变电站现场的对各类温度变送器进行准确校验，携带方便，操作简单，大大提高了校验效率。
下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1、本实用新型实施例之温度变送器校验仪的电路原理示意图
图中，1是模拟电阻，1-1～1-16分别是模拟电阻，1-1为84.3Ω、1-2为87.3Ω、1-3为90.9Ω、1-4为95.2Ω、1-5为100Ω、1-6为103.9Ω、1-7为108.1Ω、1-8为112.8Ω、1-9为115.8Ω、1-10为119.7Ω、1-11为122.4Ω、1-12为126.5Ω、1-13为130.6Ω、1-14为133.0Ω、1-15为139.0Ω、1-16为144.3Ω；2是模拟开关，2-7～2-22分别是输入口，2-1～2-6分别是输出口；3是单片机,3-1～3-8是与液晶显示屏4连接的数据接口，用来传输数据和逻辑控制,3-9～3-14分别是输入接口,3-15是电源输入，3-16是单片机3的接地端，3-17～3-20是与液晶显示屏4的数据接口，用来传输数据和逻辑控制；4是液晶显示器，4-1～4-8是与单片机3的数据接口，用来传输数据和逻辑控制,4-9为接地端，4-10分别是电源正极,4-11是背光正极,4-12是背光负极，接地；5是语音播报模块，5-1～5-4为与单片机3的数据接口，用来传输数据和逻辑控制,5-5为语音播报模块的接地端，5-6为语音播报模块的电源输入端。
图2、本实用新型实施例之温度变送器校验仪的信号调理电路的结构原理
图2中,6为电阻，7为电阻，8和9为电阻，11为电容，13为电阻，15为电阻，12与16是运算放大器。10与14是反馈电阻，17是电阻，19是电容，18用来限幅保护。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
具体实施方式
实施例一种温度变送器自动校验仪
图1显示了本实施例之温度变送器自动校验仪的电路原理
本实施例之温度变送器自动校验仪，主要由模拟电阻1、模拟开关2、单片机3、液晶显示器4、语音播报模块5组成。
所述模拟电阻1，是由1-1～1-16个高精度电阻组成。此16个高精度电阻的阻值分别为84.3Ω、87.3Ω、90.9Ω、95.2Ω、100Ω、103.9Ω、108.1Ω、112.8Ω、115.8Ω、119.7Ω、122.4Ω、126.5Ω、130.6Ω、133.0Ω、139.0Ω、144.3Ω。此16个高精度电阻的一端互相连接共地，另外一端对应接至多路模拟开关2的输入口2-7至2-22。
所述高精度电阻，是PT100电阻(又叫铂电阻，其电阻值随温度的变化而变化)-温度特性，电阻对应的标准温度值为：-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。
所述模拟开关2，型号为CD4067。该模拟开关2为16路模拟开关，此16路模拟开关的输出口2-1～2-5，分别与单片机3的输入接口3-9～3-13连接，由单片机3根据地址码ABCD控制模拟开关2具体的哪一路导通。模拟开关的输出口2-5与单片机输入接口3-13连接，为模拟开关2的使能端，用来控制模拟开关的工作与否。模拟开关的输出口2-6接被测温度变送器的输入端。
所述单片机3，是飞思卡尔公司生产的增强型16位单片机，型号为mc9sdg128，其内部集成了16路12位的A/D转换接口和丰富的通信接口，不仅可以满足设计需要，还可以为新功能的开发留出余量。该单片机3的接口3-14与被测温度变送器的输出端连接；接口3-1至3-8与液晶显示器的接口(接口即引脚的意思，可以全部叫做接口)，4-1至4-8对应连接，用来传送数据和逻辑控制，3-17～3-20与语音播报模块5的5-1～5-4对应连接，为信号输入。
所述液晶显示器4，其型号为LCD12864，可以显示四行，每行8个字符。
所述语音播报模块5，其型号为YS-M3。
图2、显示本实施例之温度变送器校验仪的信号调理电路的结构原理
温度变送器输出信号是与温度成线性关系的4～20mA的电流信号或者0-5V/0-10V的电压信号，而单片机AD转换单元可以接受的是0-5V的电压信号，而且温度变送器输出的信号中存在干扰信号，因此需要设计相应的信号调理电路。若温度变送器输出的是4～20mA的电流信号，则经过50Ω的负载电阻变换成0-5V的电压信号，再经过信号调理电路输入到单片机的AD转换口；若温度变送器输出的是0-5V/0-10V的电压信号，则直接经过信号调理电路输入到单片机的AD转换口。信号调理电路主要采用运算放大器16、电阻、电容实现电压的变换和滤波，并采用BAV99实现限幅和保护具体实施方式。
图2中,6为电阻，阻值为50Ω，将电流信号变为电压信号。7为电阻，阻值为10kΩ。8为电阻，阻值为10kΩ。9为电阻，阻值为5kΩ。11为电容，电容值为10PF。13为电阻，阻值为10kΩ。15为电阻，阻值为10kΩ。12与16是运算放大器。10与14是反馈电阻，阻值均为10kΩ。17与19构成低通滤波器，其中17是电阻，阻值为200Ω，19是电容，值为10nF。18用来限幅保护。此电路实实现信号放大功能，为成熟电路。
使用时的操作步骤：
1、将多路模拟开关2的输出2-6接至所测温度变送器，将变送器的输出接至单片机3之A/D转换模块的输入3-14。
2、打开工作电源,单片机为3-15，液晶显示屏为4-10、4-11。本校验仪用可充电电池作为电源，电源为DC5V。
3、单片机3控制多路模拟开关2依次将模拟电阻1输入至温度变送器，变送器输出至单片机3之A/D转换单元，开始校验。
4、读取测试结果，液晶显示器4显示内容如下：(1)每路电阻单独进行校验时显示：“第X路测量，标准温度为X℃，实测温度为X℃”。校验全部完成时显示：“共有X路正确，温度变送器正常(或者故障)”。语音播报的内容主要有：(1)请按下校验按钮开始校验；(2)开始校验请等待；(3)温度变送器工作正常(故障)。
Claims (7)
1.一种温度变送器的自动校验仪,其特征在于：主要由模拟电阻(1)、多路模拟开关(2)、单片机(3)、液晶显示器(4)、语音播报模块(5)组成；模拟电阻(1)与模拟开关(2)相连；单片机(3)分别与模拟开关(2)、液晶显示器(4)、语音播报模块(5)、工作电源电相连；
单片机(3)控制多路模拟开关(2),使不同的模拟电阻(1)依次输入至温度变送器,变送器的输出信号经过信号调理电路，变为稳定的电压信号,送到单片机(3)的A/D转换单元；单片机(3)根据A/D转换的值计算出测量温度，并将被测温度与计算出的测量温度比较，通过液晶显示器(4)、语音播报模块(5)显示出温度测量的结果。
2.根据权利要求1所述温度变送器的自动校验仪，其特征在于：所述信号调理电路,主要由运算放大器(12)、反馈电阻(10)、电阻、电容(19)、限幅保护(18)构成,采用运算放大器、电阻电容实现电压的变换和滤波，并采用BAV99实现限幅和保护具体实施方式。
3.根据权利要求1所述温度变送器的自动校验仪，其特征在于：所述模拟电阻(1)，根据PT100电阻-温度特性，电阻对应的标准温度值为：-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。
4.根据权利要求1所述温度变送器的自动校验仪，其特征在于：所述多路模拟开关(2)，型号为CD4067，由输入地址码ABCD决定具体接通的回路。
5.根据权利要求1所述温度变送器的自动校验仪，其特征在于：所述单片机(3),其型号为mc9sdg128。
6.根据权利要求1所述温度变送器的自动校验仪，其特征在于：所述液晶显示器(4)，其型号为LCD12864。
7.根据权利要求1所述温度变送器的自动校验仪，其特征在于：所述语音播报模块(5)，其型号为YS-M3。
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| CN202020686038.XU CN211717670U (zh) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 一种温度变送器的自动校验仪 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112735399A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-30 | 西安中星测控有限公司 | 一种变送器语音校准装置及方法 |
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