温度标定仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种温度检测装置，具体涉及一种温度标定仪。一种温度标定仪，主要由依次顺序连接的温度检测电路、模数转换电路、控制电路以及人机接口及温度异常报警电路组成。本发明以仪器内的气体温度为被控对象，使之成为其它温度测试仪的温度参数校准标准；该设备以铂热电阻Pt100为温度传感器，用电阻炉丝作为加热源，并针对设备的非线形误差从硬件和软件两方面进行修正和补偿，使之产生的标准温度的测量精度在0°C-20CTC内可达到±0.rc，控制精度可达±0.5°C。
【专利说明】温度标定仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种温度检测装置，具体涉及一种温度标定仪。
【背景技术】
[0002] 温度测试是机电产品电气安全合格评定的关键项目之一，即在正常工作状态下， 测试产品各个部件的温升确定其是否在标准规定的范围内。
[0003] 现有的温度测试仪只对温度信号进行记录，不能对测试结果进行自动判定。国 内开发的多通道温度测试仪心引，主要将热电偶数据读人计算机并进行分析计算，只能 实现多通道温度采集、显示，没有嵌入温升测试标准。在电气安全实验室广泛使用Et本 YOKOGAWA公司DR 130型温度仪也只是对温度信号的采集和记录。通过读取温度测试仪生 成的温度记录报告，测试工程师依据温升标准判断机电产品是否合格，测试效率较低。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种基于ARM7LPC21XX微控制器系列的高精度温度标定仪。
[0005] 本发明的技术方案在于： 一种温度标定仪，主要由依次顺序连接的温度检测电路、模数转换电路、控制电路以及 人机接口及温度异常报警电路组成。
[0006] 优选地，所述人机接口及温度异常报警电路为温度异常报警装置、键盘与LED显 示模块。
[0007] 优选地，所述温度检测电路与模数转换电路之间还设有前端调理电路。
[0008] 优选地，所述温度检测电路由温度传感器以及电阻炉丝组成。
[0009] 或者优选地，所述模数转换电路采用ADC7714型号的的模数转换芯片。
[0010] 或者优选地，所述控制电路采用了 ARM7LPC2104。
[0011] 更优选地，所述控制电路连接有光电隔离与功放驱动，并通过一固态继电器连通 温度检测电路。
[0012] 本发明的技术效果在于： 本发明以伩器内的气体温度为被控对象，使之成为其它温度测试仪的温度参数校准标 准；该设备以铂热电阻Pt100为温度传感器，用电阻炉丝作为加热源，并针对设备的非线形 误差从硬件和软件两方面进行修正和补偿，使之产生的标准温度的测量精度在〇°C -20(TC 内可达到±0. 1°C，控制精度可达±0. 5°C。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明一种温度标定仪的结构框图。
【具体实施方式】
[0014] -种温度标定仪，主要由依次顺序连接的温度检测电路、模数转换电路、控制电路 以及人机接口及温度异常报警电路组成。其中，所述人机接口及温度异常报警电路为温度 异常报警装置、键盘与led显示模块。所述温度检测电路与模数转换电路之间还设有前端 调理电路。所述温度检测电路由温度传感器以及电阻炉丝组成。所述模数转换电路采用 ADC7714型号的的模数转换芯片。所述控制电路采用了 ARM7LPC2104。所述控制电路连接 有光电隔离与功放驱动，并通过一固态继电器连通温度检测电路。
[0015]由于金属铂在氧化介质或高温中有较好的物理和化学性质的稳定性，所以温度检 测部分选用有A级精度的铂热电阻Pt100,采用改进型的三线制热电阻电桥测量线路。
[0016] 温度标定仪的模数转换芯片选用AD7714,它适用于低频测量，采用转换技术实现 高达24位的无误码转换；它的三线串行口与微控制器ARM7LPC2104联接，通过对其软件编 程可以对增益、信号极性、通道选择做出设置。由于AD7714具有24位的分辨率及4. 096 V的基准电压，故电压分辨率为4. 096/224=0. 000 000 244140625 V，而温度标定仪在 0°C -200°C 内的测温分辨率则是 200/224=0· 00001192°C。
[0017] 温度标定仪的设计充分利用了 ARM7LPC2104内部的PWM输出功能，通过采集得到 的温度数据与人为设定的温度值进行比较，并采用数字积分分离PID算法和最优参数整定 法将得到的温度偏差值作为调整PWM输出脉宽的基准，从而利用PWM 口的输出脉宽大小去 控制固态继电器SSR开通时间的长短，以达到调节温度标定仪内气体温度的目的；PWM的输 出要经过光电隔离以避免外界电磁千扰，于是采用4N30光偶。但是PWM的输出不足以驱动 固态继电器，因此本模块外加一个9013的功率三极管作为驱动固态继电器的驱动电路。
[0018] 电阻炉丝的功率是1000W，ARM7LPC2104的PWM输出口由32位控制寄存器控制， 并用最后8位控制PWM的输出，因此在温度范围0°C -200°C内，PWM输出控制精度为〇. 781 25°C ;而通过Matlab仿真的PID算法控制可使得控制精度上升到0. 5?左右。
[0019] 温度标定仪采用独立式键盘与240*128点阵液晶模块作为信号的输入输出设备， 键盘通过优先编码器 74LS148与ARM7LPC2104相连，其定义了菜单项目（功能）、菜单项上 翻（数据增）、菜单项下翻（数据减）和确认4项功能；液晶模块显示控制参数的信息和在 温度控制中的实时温度值；温度异常报警电路的作用则是当温度标定仪出现温度异常（温 度不能正确反映）或者出现电子线路故障，系统自动发出警报声并切断电源，使得人为检 测与排查故障。
【权利要求】
1. 一种温度标定仪，其特征在于：主要由依次顺序连接的温度检测电路、模数转换电 路、控制电路以及人机接口及温度异常报警电路组成。
2. 如权利要求1 一种温度标定仪，其特征在于：所述人机接口及温度异常报警电路为 温度异常报警装置、键盘与LED显示模块。
3. 如权利要求1 一种温度标定仪，其特征在于：所述温度检测电路与模数转换电路之 间还设有前端调理电路。
4. 如权利要求1 一种温度标定仪，其特征在于：所述温度检测电路由温度传感器以及 电阻炉丝组成。
5. 如权利要求1 一种温度标定仪，其特征在于：所述模数转换电路采用ADC7714型号 的的模数转换芯片。
6. 如权利要求1 一种温度标定仪，其特征在于：所述控制电路采用了 ARM7LPC2104。
7. 如权利要求6 -种温度标定仪，其特征在于：所述控制电路连接有光电隔离与功放 驱动，并通过一固态继电器连通温度检测电路。
【文档编号】G01K15/00GK104215358SQ201410474349
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】王耀斌 申请人:陕西高新实业有限公司