专利名称：热电偶自动化检定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及測量设备的计量领域，特別地涉及ー种对热电偶进行自动化检定的装置。
背景技术：
热电偶检定装置是温度仪表检定中常用的计量设备，它作为判断热电偶是否符合准确度及精度要求的检定装置，在涉及热处理的制造和加工中有着极为重要的作用。在市场上目前使用的热电偶检定装置包括波段开关、高精度数表，波段开关的各个档位分别与标准热电偶和被测热电偶连接，波段开关的两个共同端分別与数表两端相连，当对被检热电偶进行检定时，将被检电偶和标准偶放置在热电偶检定炉中，高精度的数表先读取标准偶的电压值，并人工记录相应数值，然后拨动波段开关，读取波段开关接通的被测偶的电压值，全部读取数值后人工计算被检偶与标准偶之间的温度差值，从而确定被检偶工作时是否处于检定规程允许的误差范围，简单说就是被检偶是否合格。现有技术在实际工作中采用人工手动转换开关、读取数值，造成热电偶的检定过程中误差大，还存在耗费时间长、需要人工进行非常繁琐的数据计算，工作效率低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种通过计算机串行ロ与高精度数表实时通讯，来确定热电偶的温度变化的热电偶自动化检定装置。作为进ー步改进本发明还提供了 ー种利用单片机自动控制步进电机，从而进行多波段开关的档位可机械切換的热电偶自动化检定装置。一种热电偶自动化检定装置，包括计算机、串行通讯ロ、检定炉控制部分和数据测量部分組成，其特征在于检定炉控制部分由控温热电偶、控温仪表、触发器、双向可控硅组成，控温仪表根据检定炉需要达到的温度发出指令通过触发器调节启动双向可控硅，双向可控硅为检定炉提供加温所需电流，检定炉温度上升后控温热电偶不间断采取检定炉的温度并反馈给控温仪表，控温仪表根据检定炉需要达到的温度和控温热电偶的反馈信号判定检定炉是否达到要求的温度，如不能则继续通过触发器控制双向可控硅的电流使检定炉达到需要的温度值，控温仪表通过通讯转换芯片实时将控温热电偶反馈的检定炉温度传送给计算机；所述的数据测量部分由标准热电偶、转换开关、数字万能表組成，当转换开关接通标准热电偶或某一被检热电偶吋，数字万能表就可以测量出接通的热电偶的电动势，并通过串行通讯ロ将测得的电动势传送给计算机；计算机包括计算装置和比较装置，计算装置通过电压与温度的公式计算出相应的热电偶的温度，比较器将被检热电偶的温度与标准热电偶测量的温度进行比较，若被检电偶与标准偶的差值在检定规程允许的误差范围内，则该被检电偶是合格的，反之则不合格。作为本发明的进ー步改进，对转换开关的控制采取单片机和步进电机的自动控制，具体结构如下单片机通过串行通讯ロ与计算机连接，计算机通过数字万能表判定标准
3热电偶是否达到检定温度值，如达到，命令单片机控制步进电机，使步进电机带动多路波段开关，单片机控制步进电机的电路结构为单片机与开关三极管的基极相连，开关三极管的集电极与继电器相连，单片机通过高低电平控制继电器的断开、吸合为步进电机提供工作电源。由于本装置是通过计算机串行ロ，控制温度调节器和双向可控硅，使热电偶检定炉自动升温到检定时所需要的恒定温度，并通过计算机串行ロ实时采集温度电动势、自动判定热电偶是否合格，提高了测量的精度。改进方案中还利用单片机和步进电机自动控制多路波段开关正确地切換标准热电偶及多个被检热电偶并与数字万能表通讯。并通过计算机串行ロ读取数字万能表所采集的热电偶电动势。这样使热电偶的检定完全达到了自动智能检定，大大降低了被检热电偶与标准热电偶因采集数据时间差而出现的误差，大大提高了工作效率。
图1是本发明的电路连接2是本发明的单片机控制流程3是本发明的装置结构中1.串行通讯ロ 2.单片机3.开关三级管4.继电器5.步进电机6.多路波段开关7.计算机8.通讯转换芯片9.控温仪表10.双向可控硅11.检定炉12.控温热电偶13.数字万能表14.光电开关管15.标准热电偶16.被检热电偶
具体实施例方式一种热电偶自动化检定装置，包括计算机7、串行通讯ロ 1、检定炉控制部分和数据测量部分組成，其特征在于检定炉控制部分由控温热电偶12、控温仪表9、触发器、双向可控硅10組成，控温仪表9根据检定炉11需要达到的温度发出指令通过触发器调节启动双向可控硅10，双向可控硅为检定炉11提供加温所需电流，检定炉11温度上升后控温热电偶12不间断采取检定炉11的温度并反馈给控温仪表9，控温仪表9根据检定炉11需要达到的温度和控温热电偶12的反馈信号判定检定炉11是否达到要求的温度，如不能则继续通过触发器控制双向可控硅10的电流使检定炉11达到需要的温度值，控温仪表9通过通讯转换芯片8实时将控温热电偶12反馈的检定炉温度传送给计算机7 ；所述的数据测量部分由标准热电偶12、多路波段开关6、数字万能表13組成，当多路波段开关6接通标准热电偶15或某一被检热电偶16吋，数字万能表13就可以测量出接通的热电偶的电动势，并通过串行通讯ロ将测得的电动势传送给计算机7 ；计算机7包括计算装置和比较装置，计算装置通过电压与温度的公式计算出相应的热电偶的温度，比较器将被检热电偶的温度与标准热电偶测量的温度进行比较，若被检电偶与标准偶的差值在检定规程允许的误差范围内， 则该被检电偶是合格的，反之则不合格。作为本发明的进ー步改进，对转换开关的控制采取单片机和步进电机的自动控制，具体结构如下单片机2通过串行通讯ロ与计算机7连接，计算机7通过数字万能表13 判定标准热电偶15是否达到检定温度值，如达到，命令单片机2控制步进电机5，使步进电机5带动多路波段开关6，单片机2控制步进电机5的电路结构为单片机2与开关三极管3的基极相连，开关三极管3的集电极与继电器4相连，单片机2通过高低电平控制继电器 4的断开、吸合为步进电机提供工作电源。在利用单片机和步进电机控制多路波段开关档位切換吋，可以把多路波段开关6 的每个档位分三路电路，其中两路接热电偶的正负两极，而另一路接单片机2与电源地，这样单片机就能根据低电平智能地控制步进电机5转到正确的角度，从而使多路波段开关6 准确可靠地切換到所需要的档位。它彻底杜绝了步进电机多次转动而造成角度累积误差使波段开关切換错误现象。本发明的串行通讯ロ 1可以选择MAX232芯片，单片机2可以选择AT89C51，控温仪表9可以选用FP93可编程PID调节器，双向可控硅10可以选用PA100，数字万能表13可以选用KEITHLEY20100数表，波段开关6可以选用SA多路波段开关。在单片机控制步进电机的电路中，为防止开关三极管3被击穿后烧坏单片机2，本发明在单片机2与开关三极管3基极之间通过光电开关管3连接。由计算机7的COM3 ロ的脚③发送指令给串行通讯ロ 1的脚 ，串行通讯ロ 1的脚 、脚(D与单片机2的脚⑩、脚◎相连，再由单片机2的脚 、脚 、脚 输出指令控制继电器4的工作状态，给步进电机5发送脉冲，步进电机5工作后带动多路波段开关6转动相应角度；在本发明中串行通讯ロ 1的脚 接收指令并将指令反馈给计算机7，由计算机7 的COM3 ロ的脚②接收，保持单片机2与计算机7达到实时通讯，以保证步进电机5按照计算机7的指令转动相应角度。
权利要求
1.一种热电偶自动化检定装置，包括计算机(7)、串行通讯ロ(1)、检定炉控制部分和数据测量部分組成，其特征在于检定炉控制部分由控温热电偶(12)、控温仪表(9)、触发器、双向可控硅(10)組成，控温仪表(9)根据检定炉(11)需要达到的温度发出指令通过触发器调节启动双向可控硅(10)，双向可控硅为检定炉(11)提供加温所需电流，检定炉(11) 温度上升后控温热电偶(12)不间断采取检定炉(11)的温度并反馈给控温仪表(9)，控温仪表(9)根据检定炉(11)需要达到的温度和控温热电偶(12)的反馈信号判定检定炉(11)是否达到要求的温度，如不能则继续通过触发器控制双向可控硅(10)的电流使检定炉(11) 达到需要的温度值，控温仪表(9)通过通讯转换芯片⑶实时将控温热电偶(12)反馈的检定炉温度传送给计算机(7)；所述的数据测量部分由标准热电偶(12)、多路波段开关(6)、 数字万能表(13)組成，当多路波段开关(6)接通标准热电偶(15)或某一被检热电偶(16) 吋，数字万能表(1 就可以测量出接通的热电偶的电动势，并通过串行通讯ロ将测得的电动势传送给计算机(7)；计算机(7)包括计算装置和比较装置，计算装置通过电压与温度的公式计算出相应的热电偶的温度，比较器将被检热电偶的温度与标准热电偶测量的温度进行比较，若被检电偶与标准偶的差值在检定规程允许的误差范围内，则该被检电偶是合格的，反之则不合格。
2.根据权利要求1所述的热电偶自动化检定装置，其特征在于单片机( 通过串行通讯ロ与计算机(7)连接，计算机(7)通过数字万能表(1 判定标准热电偶(1 是否达到检定温度值，如达到，命令单片机( 控制步进电机(5)，使步进电机( 带动多路波段开关(6)，单片机(2)控制步进电机(5)的电路结构为单片机O)与开关三极管(3)的基极相连，开关三极管⑶的集电极与继电器⑷相连，单片机⑵通过高低电平控制继电器 (4)的断开、吸合为步进电机(5)提供工作电源。
3.根据权利要求2所述的热电偶自动化检定装置，其特征在于可以把多路波段开关 (6)的每个档位分三路电路，其中两路接热电偶的正负两极，而另一路接单片机( 与电源地，这样单片机就能根据低电平智能地控制步进电机( 转到正确的角度，从而使多路波段开关(6)准确可靠地切換到所需要的档位。
4.根据权利要求1所述的热电偶自动化检定装置，其特征在于本发明的串行通讯ロ1 可以选择MAX232芯片，单片机(2)可以选择AT89C51，控温仪表(9)可以选用FP93可编程 PI D调节器，双向可控硅(10)可以选用PA100，数字万能表(13)可以选用KEITHLEY20100 数表，波段开关(6)可以选用SA多路波段开关。
5.根据权利要求4所述的热电偶自动化检定装置，其特征在干由计算机(7)的COM3 ロ的脚③发送指令给串行通讯ロ⑴的脚 ，串行通讯ロ⑴的脚 、脚(O与单片机⑵ 的脚⑩、脚(D相连，再由单片机⑵的脚 、脚 、脚 输出指令控制继电器⑷的工作状态，给步进电机( 发送脉冲，步进电机( 工作后带动多路波段开关(6)转动相应角度；在本发明中串行通讯ロ⑴的脚 接收指令并将指令反馈给计算机(7)，由计算机(7) 的COM3 ロ的脚②接收，保持单片机O)与计算机(7)达到实时通讯，以保证步进电机(5) 按照计算机(7)的指令转动相应角度。
6.根据权利要求1、2、3、4、5任ー权利要求所述的热电偶自动化检定装置，其特征在于单片机(2)与开关三极管(3)基极之间通过光电开关管(3)连接。
全文摘要
一种热电偶自动化检定装置，涉及测量设备的计量领域。包括计算机、串行通讯口、检定炉控制部分和数据测量部分组成，检定炉控制部分由控温热电偶、控温仪表、触发器、双向可控硅组成，数据测量部分由标准热电偶、转换开关、数字万能表组成。作为进一步改进本发明还提供了一种利用单片机自动控制步进电机，从而进行多波段开关的档位可机械切换的热电偶自动化检定装置的方案。使用本装置提高了测量的精度，还大大降低了被检热电偶与标准热电偶因采集数据时间差而出现的误差，提高了工作效率。
文档编号G01K15/00GK102564645SQ201010605888
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者毛苏玲, 陈晓东 申请人:贵州双阳飞机制造厂