专利名称：一种测温仪用主板及热电偶精度校正方法
技术领域：
本发明属于冶金炉热工测温装置，特别涉及一种测温仪用主板及热电偶精度校正方法。
背景技术：
目前冶炼金属熔液测温仪，由于测量现场工况条件复杂因此所用测温仪必须要操 作简单，稳定可靠；而目前的测温仪经常需要设定参数，其参数的设定采用的是排式多位 拨码盘，需要打开机箱在主板上操作，既不方便也不安全，而且主板的接口电路没有扩充功 能，随着技术的进步需要不断地增加功能，因此主板上的接口电路应该满足扩充的需要。并 且目前的主板的热电偶测量精度校正，还沿用传统的模拟电路校正，在校准中需要调节主 板中控制电路的电位器来校正，在使用中由于振动，电位器的阻值会发生微小变化，由于这 种微小变化改变了校正电位，进而出现测量误差影响测温的测量精度。
发明内容
本发明的目的是提出一种测温仪用主板及热电偶精度校正方法技术方案，该方案 采用串行接口总线方式在主板上设置多个接口板插口，实现了常用参数设定键脱离主板， 增加了零点校正电路提高了热电偶的测量精度，采用旋码拨盘取代排式多位拨码盘，减少 数字与模拟线路的交叉连线减少了模拟电路对数字电路的干扰。为实现上述目的，本发明的技术方案是一种测温仪用主板，包括含微处理器的主 控电路和外围电路，所述外围电路包括拨码输入电路和至少有两个插槽的接口电路、热电 偶采样电路；所述热电偶采样电路包括温度测量控制电路、A/D转换电路和校零补偿电路；
所述温度测量控制电路包括双路多位开关和标准电源，其中标准电源提供热电偶的标 准校正满度电位和零电位；所述双路多位开关是双路四选一无触点开关电路，其中一路开 关的选择端X接热电偶输入，另一路选择端Y经放大器接至A/D转换电路，选择端X的四路 被选择端中至少有一路通过有源电阻分压接入一电位，选择端Y的四路被选择端其中一路 接标准电源，选择端Y的四路被选择端其中另一路接热电偶输入；
所述校零补偿电路包括一个多位选择开关和分压器，所述多位选择开关是双路四选一 无触点开关电路，双路四选一无触点开关电路的一路选择端接所述放大器的参考电位输入 端，一路选择端的多位被选则端分别连接分压器的不同分压电位。所述的接口电路是串行总线接口电路。所述的分压器是由多个电阻串联与电源连接组成。所述的热电偶标准校正满度电位是分度号为S或R或B热电偶的16. 777mv或ISmv 或分度号为WRe热电偶的33mv。所述温度测量控制电路中的双路多位开关和校零补偿电路中的多位选择开关的 控制端与A/D转换电路的控制输出连接。所述的拨码输入电路是旋码盘拨码输入电路。
所述的插槽是26线双面直插槽。一种测温仪用主板热电偶精度校正方法，包括零点校正和热电偶满度校正，具体 步骤包括
a.接收一个零点电位，即主控电路通过控制测温控制电路输出零电位至微处理器；
b.判断是否为负电位，如果是负电位，微处理器输出控制信号到A/D转换电路改变放大器参考点位使其为正电位；
c.将测得的正偏差电位存至零点校正寄存器；
d.测量一个标定热电偶电位值；
e.将测得的标定热电偶电位值减去零点校正寄存器中的数据，得到热电偶满度值； 热电偶测量精度校正步骤是
f.设置一个热电偶温度与电位关系表；
g.测量一个标定电位，根据公式标定热电偶电位值={(AD — ADz) + (ADf — ADz) }XK， 标定常数K值，其中AD为标定电位，所述标定电位等于标定热电偶电位值，ADf为温度满度 校正值，ADz为温度表零点值；
h.测量的温度值根据测定热电偶电位值通过公式热电偶电位值=((ADe-ADz) + (ADf - ADz) } XK从关系表中取得，其中ADe是热电偶电位实际动态测量值；
所述热电偶温度与电位关系表是分度号为S或R或B或WRe的热电偶不同温度时所对 应的不同电位值表。所述标定热电偶电位值为分度号为S或R或B热电偶的16. 777mv或ISmv或分度 号为WRe热电偶的33mv。本发明的有益效果是
1.本发明采用总线式接口电路，设置了多个接口电路插座实现了功能的可扩充；
2.本发明采用A/D转换电路与模拟电路的控制端连接，减少了数字电路与模拟电路 的连线降低了模拟电路对数字电路的干扰，提高了工作的可靠性；
3.本发明加入了校零补偿电路使得当零点偏负时可以很方便的调整过来，避免了过 零点非线性误差，提高了温度测量的准确性；
4.本发明结构简单，操作方便。下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
图1为本发明电路逻辑框图2为本发明温度测量控制和校零补偿电路图。
具体实施例方式实施例1
一种测温仪用主板实施例，参见图1和图2，所述主板包括含微处理器的主控电路1和 外围电路，所述外围电路包括拨码输入电路2和至少有两个插槽3的接口电路、热电偶采样 电路4 ；所述热电偶采样电路包括温度测量控制电路4-1、A/D转换电路4-2和校零补偿电 路4-3 ；所述的插槽是26线双面直插槽，本实施例为三个26线双面直插槽。
所述温度测量控制电路包括双路多位开关4-1-1和标准电源4-1-2，其中标准电源提供热电偶的标准校正满度电位和零电位；所述双路多位开关是双路四选一无触点开关 电路，其中一路开关的选择端X接热电偶输入，另一路选择端Y经放大器4-4接至A/D转换 电路，选择端X的四路被选择端中至少有一路通过有源电阻分压接入一电位(实施例中通 过通过电阻Rl和Rl串联接电源分压)，选择端Y的四路被选择端其中一路接标准电源，选 择端Y的四路被选择端其中另一路接热电偶7 ；
所述校零补偿电路包括一个多位选择开关4-3-1和分压器4-3-2，所述多位选择开关 是双路四选一无触点开关电路，双路四选一无触点开关电路的一路选择端接所述放大器的 参考电位输入端，一路选择端的多路被选则端分别连接分压器的分压电位，所述的分压器 是由多个电阻串联后与电源连接组成(实施例中是通过R3R4、R5串联与电源连接组成)；采 用校零补偿电路的目的是当零点电位偏负值时，通过改变放大器的参考电位使其零点漂 移为正值，然后通过程序进行数字校零，此方法解决了当零点电位为负值时，虽然可以通过 数字可以校零，但在测量时电位会产生过零点非线性误差，将零点偏差调制为正值，使其测 量值始终处于线性，减少了测量误差。实施例中所述微处理器选用的是ATMEGA162八位微处理器，所述A/D转换电路的 A/D转换器选用的是MAX132十八位A/D转换器，所述双路多位开关和多位选择开关选用的 是4052双路四选一无触点开关。所述的接口电路是串行总线接口电路，它是由连接微处理器的总线驱动器5驱 动，本实施例驱动器采用的型号是SN75452B。所述的拨码输入电路是旋码盘6拨码输入电路，本实施例采用六个旋码盘和 74LS165组成了拨码输入电路。所述的热电偶标准校正满度电位是分度号为S或R或B热电偶的16. 777mv或ISmv 或分度号为WRe热电偶的33mv。所述温度测量控制电路中的双路多位选择开关和所述校零补偿电路中的多位选 择开关的控制端与A/D转换电路的控制输出连接，实施例中MAX132十八位A/D转换器有四 位控制输出，将四位控制输出的每两位分别连接两个多位选择开关，因此在线路板中模拟 电路部分没有数据线，而数据线只连接到A/D转换器，减小了数模的相互干扰，提高了测量 过程的稳定性和可靠性。实施例2
一种测温仪用主板热电偶精度校正方法实施例，参见实施例1 该方法包括零点校正 和热电偶满度校正，具体步骤包括
a.接收一个零点电位，即主控电路通过控制测温控制电路输出零电位至微处理器；
b.判断是否为负电位，如果是负电位，微处理器输出控制信号到A/D转换电路改变放 大器参考点位使其为正电位；
c.将测得的正偏差电位存至零点校正寄存器；
d.测量一个标定热电偶电位值；
e.将测得的标定热电偶电位值减去零点校正寄存器中的数据，得到热电偶满度值； 热电偶测量精度校正步骤是
f.设置一个热电偶温度与电位关系表；g.测量一个标定电位，根据公式标定热电偶电位值={(AD - ADz) + (ADf - ADz) }XK， 标定常数K值，其中AD为标定电位，所述标定电位等于标定热电偶电位值，ADf为温度满度 校正值，ADz为温度表零点值；
h.测量的温度值根据测定热电偶电位值通过公式热电偶电位值=((ADe-ADz) + (ADf - ADz) } XK从关系表中取得，其中ADe是热电偶电位实际动态测量值；
所述热电偶温度与电位关系表是分度号为S或R或B或WRe的热电偶不同温度时所对 应的不同电位值表。所述标定热电偶电位值为分度号为S或R或B热电偶的16. 777mv或ISmv或分度 号为WRe热电偶的33mv。所述热电偶温度与电位关系表是分度号为S或R或B或WRe的热电偶不同温度时 所对应的不同电位值表；热电偶温度与电位关系表是一种已知图表，特别是用于金属溶液 的1500度以上的高温热电偶其对应关系相当稳定可以在标准产品中查到。此种方法是当零点电位偏负值时，通过改变放大器的参考电位使其零点漂移为正 值，然后通过程序进行数字校零，此方法解决了当零点电位为负值时，虽然可以通过数字可 以校零，但在测量时电位会产生过零点非线性误差，将零点偏差调制为正值，使其测量值始 终处于线性，减少了测量误差。
权利要求
一种测温仪用主板，包括含微处理器的主控电路和外围电路，其特征在于，所述外围电路包括拨码输入电路和至少有两个插槽的接口电路、热电偶采样电路；所述热电偶采样电路包括温度测量控制电路、A/D转换电路和校零补偿电路；所述温度测量控制电路包括双路多位开关和标准电源，其中标准电源提供热电偶的标准校正满度电位和零电位；所述双路多位开关是双路四选一无触点开关电路，其中一路开关的选择端X接热电偶输入，另一路选择端Y经放大器接至A/D转换电路，选择端X的四路被选择端中至少有一路通过有源电阻分压接入一电位，选择端Y的四路被选择端其中一路接标准电源，选择端Y的四路被选择端其中另一路接热电偶输入；所述校零补偿电路包括一个多位选择开关和由分压器，所述多位选择开关是双路四选一无触点开关电路，双路四选一无触点开关电路的一路选择端接所述放大器的参考电位输入端，一路选择端的多位被选则端分别连接分压器的不同分压电位。
2.根据权利要求1所述的一种测温仪用主板，其特征在于，所述的接口电路是串行总 线接口电路。
3.根据权利要求1所述的一种测温仪用主板，其特征在于，所述的分压器是由多个电 阻串联后与电源连接组成。
4.根据权利要求1所述的一种测温仪用主板，其特征在于，所述的热电偶标准校正满 度电位是分度号为S或R或B热电偶的16. 777mv或ISmv或分度号为WRe热电偶的33mv。
5.根据权利要求1所述的一种测温仪用主板，其特征在于，所述温度测量控制电路中 的双路多位开关和所述校零补偿电路中的多位选择开关的控制端与A/D转换电路的控制 输出连接。
6.根据权利要求1所述的一种测温仪用主板，其特征在于，所述的拨码输入电路是旋 码盘拨码输入电路。
7.根据权利要求1所述的一种测温仪用主板，其特征在于，所述的插槽是26线双面直插槽。
8.—种测温仪用主板热电偶精度校正方法，其特征在于，包括零点校正和热电偶满度 校正，具体步骤包括a.接收一个零点电位，即主控电路通过控制测温控制电路输出零电位至微处理器；b.判断是否为负电位，如果是负电位，微处理器输出控制信号到A/D转换电路改变放 大器参考点位使其为正电位；c.将测得的正偏差电位存至零点校正寄存器；d.测量一个标定热电偶电位值；e.将测得的标定热电偶电位值减去零点校正寄存器中的数据，得到热电偶满度值；热电偶测量精度校正步骤是f.设置一个热电偶温度与电位关系表；g.测量一个标定电位，根据公式标定热电偶电位值={(AD — ADz) + (ADf — ADz) }XK， 标定常数K值，其中AD为标定电位，所述标定电位等于标定热电偶电位值，ADf为温度满度 校正值，ADz为温度表零点值；h.测量的温度值根据测定热电偶电位值通过公式热电偶电位值=((ADe-ADz) + (ADf - ADz) } XK从关系表中取得，其中ADe是热电偶电位实际动态测量值；所述热电偶温度与电位关系表是分度号为S或R或B或WRe的热电偶不同温度时所对 应的不同电位值表。
9.根据权利要求8所述的一种测温仪用主板热电偶精度校正方法，其特征在于，所述 标定热电偶电位值为分度号为S或R或B热电偶的16. 777mv或ISmv或分度号为WRe热电 偶的33mv。
全文摘要
本发明涉及一种测温仪用主板及热电偶精度校正方法；包括含微处理器的主控电路、拨码输入电路、至少有两个插槽的接口电路、热电偶采样电路；本发明通过采用A/D转换电路控制采样电路的线路结构减少了数字与模拟电路之间的线路干扰，在A/D转换电路的前端加入了校零补偿电路提高了温度测量的准确性；本发明的有益效果是采用总线式接口电路，设置了多个接口电路插座实现了功能的可扩充；采用A/D转换电路与模拟电路的控制端连接，减少了数字电路与模拟电路的连线降低了模拟电路对数字电路的干扰，提高了工作的可靠性；本发明加入了校零补偿电路使得当零点偏负时可以很方便的调整过来，避免了过零点非线性误差，提高了温度测量的准确性。
文档编号G01K7/02GK101846558SQ20101020053
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者叶俊林, 张荣才 申请人:北京市科海龙华工业自动化仪器有限公司