CN213301523U - 一种多通道热电阻输入模块校验装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多通道热电阻输入模块校验装置及系统，包括：精密电阻，与所述多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，并经由所述多通道热电阻输入模块自身的配置的恒流源产生一电压；电压采样模块，用于采集所述精密电阻上的采样电压；微处理模块，与所述电压采样模块相连，用于基于所述采样电压和所述精密电阻获取所述恒流源的恒定电流值，并基于所述恒定电流值和待输出热电阻计算所述待输出热电阻对应的电压值；电压输出模块，与所述微处理模块相连，用于输出所述电压值至所述多通道热电阻输入模块。本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置及系统基于电压信号实现热电阻输入模块的各个通道的校验，有效提高了校验精确度，减小了校验装置的体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种校验装置，特别是涉及一种多通道热电阻输入模块校验装置及系统。
背景技术
热电阻(thermal resistor)是中低温区最常用的一种温度检测器，是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的，具有测量精度高，性能稳定的优点。故热电阻不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
因此，热电阻的准确测量具有着重要的意义。多通道热电阻输入模块是一种常用的热电阻的采集装置。现有技术中，通常采用继电器切换精密电阻的方式实现多通道热电阻输入模块的校验。但该校验方式具有以下不足：
(1)校验所需装置体量大；
(2)校验精度不好把控。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多通道热电阻输入模块校验装置及系统，基于电压信号实现热电阻输入模块的各个通道的校验，有效提高了校验精确度，减小了校验装置的体积。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多通道热电阻输入模块校验装置，包括：精密电阻，与所述多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，并经由所述多通道热电阻输入模块自身的配置的恒流源产生一电压；电压采样模块，用于采集所述精密电阻上的采样电压；微处理模块，与所述电压采样模块相连，用于基于所述采样电压和所述精密电阻获取所述恒流源的恒定电流值，并基于所述恒定电流值和待输出热电阻计算所述待输出热电阻对应的电压值；电压输出模块，与所述微处理模块相连，用于输出所述电压值至所述多通道热电阻输入模块。
于本实用新型一实施例中，所述恒流源采用ADS1248芯片。
于本实用新型一实施例中，所述电压采样模块采用ADS1252芯片。
于本实用新型一实施例中，所述电压采样模块包括滤波电路和电压采样模块，所述滤波电路用于对所述待校验通道输出的恒流源流经所述精密电阻转换得到的电压值进行滤波；所述电压采样模块用于对滤波后的电压进行采样。
于本实用新型一实施例中，所述电压输出模块包括数模转换器、分压电路、滤波电路和电压跟随器；所述数模转换器用于基准数字电压转换为基准模拟电压；所述分压电路用于对所述基准模拟电压进行分压，获取所述电压值；所述滤波电路用于对所述电压值进行滤波；所述电压跟随器用于输出滤波后的电压值。
于本实用新型一实施例中，所述数模转换器采用DAC7631芯片。
于本实用新型一实施例中，所述基准数字电压为0V-2.5V。
于本实用新型一实施例中，所述分压电路采用两个分压电阻；所述分压电阻的阻值分别为20KΩ和5KΩ。
于本实用新型一实施例中，所述电压跟随器采用负反馈运算放大器。
另外，本实用新型提供一种多通道热电阻输入模块校验系统，包括多通道热电阻输入模块、上位机和上述的多通道热电阻输入模块校验装置；
所述上位机用于发送校验指令至所述多通道热电阻输入模块校验装置，以使所述多通道热电阻输入模块校验装置与多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，对所述待校验通道的待输出热电阻进行校验；
所述多通道热电阻输入模块用于在所述上位机的控制下保存所述待校验通道的所述电压值。
如上所述，本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置及系统，具有以下有益效果：
(1)基于电压信号实现热电阻输入模块的各个通道的校验，更利于硬件系统的实现，避免通过切换精密电阻校验模块需要的大体积装置和难以抵消的线电阻；
(2)有效提高了多通道热电阻输入模块的校验精确度；
(3)有效提高了多通道热电阻输入模块的出厂合格率和生产效率，减少了多通道热电阻输入模块校验所需的设备成本和人工成本；
(4)为多通道热电阻输入模块的数字化生产和持续性改进提供数据支撑。
附图说明
图1显示为本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置于一实施例中的结构示意图；
图2显示为本实用新型中将恒流源输出的电流信号转换为电压信号的转换电路于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本实用新型的滤波电路于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本实用新型的电压采样模块于一实施例中的结构示意图；
图5显示为本实用新型的多通道热电阻输入模块校验系统于一实施例中的电路示意图。
元件标号说明
1 精密电阻
2 电压采样模块
3 微处理模块
4 电压输出模块
61 多通道热电阻输入模块
62 上位机
63 多通道热电阻输入模块校验装置
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置及系统通过电压信号的输出来实现热电阻输入模块的各个通道的校验，替换了直接采用热电阻信号的校验方式，有效提高了校验精确度，减小了校验装置的体积，极具实用性。
在本实用新型中，所述多通道热电阻输入模块能够实现多个通道的热电阻输入。于一实施例中，所述多通道热电阻输入模块的参数如表1所示。
表1、多通道热电阻输入模块参数
根据上述技术指标，所述热电阻输入模块选取18Ω和320Ω作为PT100分度号的上下限标准值，选取40Ω和80Ω作为Cu50分度号的上下限标准值，选取50Ω和150Ω作为Cu100 分度号的上下限标准值。
其中，所述热电阻输入模块恒流源采用ADS1248芯片，其具备双恒流源输出功能，输出恒流源1mA，恒流源流经标准热电阻得到的采样电压值来计算输入热电阻的电阻值。例如将一个通道的分度号设置为PT100，高端校验值为PTH，低端校验值为PTL，该通道采样电压值为n，则该通道的热电阻值OM计算方法为OM＝n/(PTH-PTL)+18。
如图1所示，于一实施例中，本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置包括精密电阻1、电压采样模块2、微处理模块3和电压输出模块4。
所述精密电阻1与所述所述多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，并经由所述多通道热电阻输入模块自身的配置的恒流源产生一电压。
具体地，所述多通道热电阻输入模块自身的配置的恒流源能够向各个通道提供恒定电流。于本实用新型一实施例中，所述热电阻输入模块恒流源采用ADS1248芯片，其具备双恒流源输出功能，输出恒流源1mA，从而将待校验通道接入的精密电阻信号转换成电压信号，以供计算得到精确的恒流源的恒定电流值，便于后续电压采样模块进行采样。
所述电压采样模块2与所述精密电阻1相连，用于采样所述待校验通道输出的所述恒流源经由精密电阻转换得到的电压值。
具体地，所述恒流源提供的恒定电流经由所述精密电阻1，在所述精密电阻2两端生成了电压。所述电压采样模块2对所述电压进行采样，从而得到具体的电压值。如图2所示，设定精密电阻为1.5KΩ，恒流源为1mA，则可转换为1.5V的电压。
于本实用新型一实施例中，所述电压采样模块2包括滤波电路和电压采样模块，所述滤波电路用于对所述待校验通道接入的精密电阻经由所述恒流源转换得到的电压值进行滤波，从而去除噪声干扰。优选地，所述滤波电路如图3所示。所述电压采样模块用于对滤波后的电压进行采样。优选地，所述电压采样模块采用ADS1252芯片，电路连接如图4所示。所述 ADS1252芯片为高精度AD转换器，具有24位有效分辨率，能够保证本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置的采样精度。
所述微处理模块3与所述电压采样模块3相连，用于基于所述采样电压和所述精密电阻获取所述恒流源的恒定电流值，并基于所述恒定电流值和待输出热电阻计算所述待输出热电阻对应的电压值。
具体地，所述微处理器模块3根据所述采样电压和所述精密电阻计算得到所述恒流源的精确的恒定电流值。当待输出热电阻接入所述多通道热电阻输入模块时，将所述待输出热电阻与所述恒定电流值相乘即可得到所述待输出热电阻对应的电压值。
所述电压输出模块4与所述微处理模块3相连，用于输出所述电压值至所述多通道热电阻输入模块。
于本实用新型一实施例中，所述电压输出模块4包括数模转换器、分压电路、滤波电路和电压跟随器；所述数模转换器用于基准数字电压转换为基准模拟电压；所述分压电路用于对所述基准模拟电压进行分压，获取所述电压值；所述滤波电路用于对所述电压值进行滤波；所述电压跟随器用于输出滤波后的电压值。于本实用新型一实施例中，所述电压跟随器采用负反馈运算放大器。
于本实用新型一实施例中，所述数模转换器采用DAC7631芯片。设定热电阻的最大采样范围是18.52Ω-390.481Ω，转换后的电压范围是18.52mV-390.481mV。DAC7631芯片是一款 16位单通道输出的DA转换器，设置外部基准源为2.5V，DAC的输出电压公式为：Vout＝VrefL+N*(VrefH-VrefL)/65536其输出电压受供电电源限制，最大输出电压不低于VrefL不超过VrefH。故VrefH为2.5V，VrefL为0V，DAC7631芯片的输出电压控制在0～2.5V之间，输出管脚串联20KΩ和5KΩ的两个电阻，将电压分压输出控制在0-500mV之间，从而使得所述电压输出模块4输出采样得到的电压值。
如图5所示，于一实施例中，本实用新型的多通道热电阻输入模块校验系统包括多通道热电阻输入模块61、上位机623和上述的多通道热电阻输入模块校验装置63。
所述上位机62与所述多通道热电阻输入模块校验装置63相连，用于发送校验指令至所述多通道热电阻输入模块校验装置61，以使所述多通道热电阻输入模块校验装置与多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，对所述待校验通道的输入热电阻进行校验。优选地，所述上位机62和所述多通道热电阻输入模块校验装置63通过预设的通信装置进行通信。所述通信装置可以为有线通信装置，也可以为无线通信装置。
所述多通道热电阻输入模块61与所述多通道热电阻输入模块校验装置63相连，用于在所述上位机62的控制下保存所述待校验通道的所述电压值。具体地，当所述多通道热电阻输入模块校验装置63输出的电压值稳定时，所述上位机62令所述多通道热电阻输入模块63 保存所述待校验通道的所述电压值。
综上所述，本实用新型的多通道热电阻输入模块校验装置及系统基于电压信号实现热电阻输入模块的各个通道的校验，更利于硬件系统的实现，避免通过切换精密电阻校验模块需要的大体积装置和难以抵消的线电阻；有效提高了多通道热电阻输入模块的校验精确度；有效提高了多通道热电阻输入模块的出厂合格率和生产效率，减少了多通道热电阻输入模块校验所需的设备成本和人工成本；为多通道热电阻输入模块的数字化生产和持续性改进提供数据支撑。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：包括：
精密电阻，与所述多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，并经由所述多通道热电阻输入模块自身的配置的恒流源产生一电压；
电压采样模块，用于采集所述精密电阻上的采样电压；
微处理模块，与所述电压采样模块相连，用于基于所述采样电压和所述精密电阻获取所述恒流源的恒定电流值，并基于所述恒定电流值和待输出热电阻计算所述待输出热电阻对应的电压值；
电压输出模块，与所述微处理模块相连，用于输出所述电压值至所述多通道热电阻输入模块。
2.根据权利要求1所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述恒流源采用ADS1248芯片。
3.根据权利要求1所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述电压采样模块采用ADS1252芯片。
4.根据权利要求1所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述电压采样模块包括滤波电路和电压采样模块，所述滤波电路用于对所述待校验通道输出的恒流源流经所述精密电阻转换得到的电压值进行滤波；所述电压采样模块用于对滤波后的电压进行采样。
5.根据权利要求1所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述电压输出模块包括数模转换器、分压电路、滤波电路和电压跟随器；所述数模转换器用于基准数字电压转换为基准模拟电压；所述分压电路用于对所述基准模拟电压进行分压，获取所述电压值；所述滤波电路用于对所述电压值进行滤波；所述电压跟随器用于输出滤波后的电压值。
6.根据权利要求5所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述数模转换器采用DAC7631芯片。
7.根据权利要求5所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述基准数字电压为0V-2.5V。
8.根据权利要求5所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述分压电路采用两个分压电阻；所述分压电阻的阻值分别为20KΩ和5KΩ。
9.根据权利要求5所述的多通道热电阻输入模块校验装置，其特征在于：所述电压跟随器采用负反馈运算放大器。
10.一种多通道热电阻输入模块校验系统，其特征在于：包括多通道热电阻输入模块、上位机和权利要求1-9之一所述的多通道热电阻输入模块校验装置；
所述上位机用于发送校验指令至所述多通道热电阻输入模块校验装置，以使所述多通道热电阻输入模块校验装置与多通道热电阻输入模块的待校验通道相连，对所述待校验通道的待输出热电阻进行校验；
所述多通道热电阻输入模块用于在所述上位机的控制下保存所述待校验通道的所述电压值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022316725.5U CN213301523U (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 一种多通道热电阻输入模块校验装置及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN213301523U (zh) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113359601A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-07 | 上海海得自动化控制软件有限公司 | 一种plc热电阻模块自动校准系统 |
| CN115459772A (zh) * | 2022-11-08 | 2022-12-09 | 江苏天合储能有限公司 | 一种电流模拟信号采样校验装置及其校验方法 |
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2020
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