热工低电势转换装置制造方法
【专利摘要】热工低电势转换装置属于转换装置【技术领域】，尤其涉及一种热工低电势转换装置。本实用新型提供一种热工检定工作效率高，可有效避免人为误差的热工低电势转换装置。本实用新型包括壳体，其结构要点壳体内设置有继电器、MCU、开关电源、第一驱动器、第二驱动器、第一步进电机、第二步进电机、第一旋转开关、第二旋转开关，壳体表面设置有输入端子、输出端子、RS232接口和LED指示灯；所述MCU信号输出端口分别与继电器控制端、RS232接口、LED指示灯、第一驱动器控制端口、第二驱动器控制端口相连。
【专利说明】热工低电势转换装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于转换装置【技术领域】，尤其涉及一种热工低电势转换装置。
【背景技术】
[0002] 目前，现有的热工低电势转换开关一般由人工操作来完成测量通道的切换动作。 现有转换开关一般只具备切换测量通道的单一切换功能，满足双极法热电偶、两线制、四线 制热电阻及直流毫伏小信号的测量；当出现热电偶极性接反，同名极法测量热电偶以及三 线制热电阻检定的问题时，并无法实现自动切换功能，给热工检定造成困难，容易产生人为 误差。
【发明内容】
[0003] 本实用新型就是针对上述问题，提供一种热工检定工作效率高，可有效避免人为 误差的热工低电势转换装置。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括壳体，其结构要 点壳体内设置有继电器、MCU、开关电源、第一驱动器、第二驱动器、第一步进电机、第二步 进电机、第一旋转开关、第二旋转开关，壳体表面设置有输入端子、输出端子、RS232接口和 LED指示灯；所述MCU信号输出端口分别与继电器控制端、RS232接口、LED指示灯、第一驱 动器控制端口、第二驱动器控制端口相连，开关电源输出端口分别与继电器电源端口、MCU 电源端口、第一驱动器电源端口、第二驱动器电源端口、第一步进电机电源端口、第二步进 电机电源端口相连；第一驱动器输出端口与第一步进电机控制端口相连，第二驱动器输出 端口与第二步进电机控制端口相连；第一步进电机输出轴与第一旋转开关转轴相连，第二 步进电机输出轴与第二旋转开关转轴相连。
[0005] 所述输入端子通过继电器受控端与第一旋转开关连接触点相连，第一旋转开关公 共端与第二旋转开关连接触点相连，第二旋转开关公共端与输出端子相连。
[0006] 作为一种优选方案，本实用新型所述输入端子包括七组PI、P3、P5、P9、P12、P15、 P17,输出端子为四个，每组输入端子对应一个继电器，每组输入端子包括第一输入连接点、 第二输入连接点、第三输入连接点和第四输入连接点，继电器采用DS2Y-S-DC12继电器，所 述第一旋转开关采用和第二旋转开关均采用5D12W(上海方克的产品)旋转开关；所述P1第 一输入连接点与继电器U2第1引脚相连，P1第二输入连接点与继电器U2第2引脚相连， P1第三输入连接点与继电器U2第3引脚相连，P1第四输入连接点与继电器U2第4相连； 所述P3第一输入连接点与继电器U3第1引脚相连，P3第二输入连接点与继电器U3第2引 脚相连，P3第三输入连接点与继电器U3的第3引脚相连，P3第四输入连接点与继电器U3 的第4引脚相连；所述P5第一输入连接点与继电器U4第1引脚相连，P5第二输入连接点 与继电器U4第2引脚相连，P5第三输入连接点与继电器U4的第3引脚相连，P5第四输入 连接点与继电器U4的第4引脚相连；所述P9第一输入连接点与继电器U5第1引脚相连， P9第二输入连接点与继电器U5第2引脚相连，P9第三输入连接点与继电器U5的第3引脚 相连，P9第四输入连接点与继电器U5的第4引脚相连；所述P12第一输入连接点与继电器 U7第1引脚相连，P12第二输入连接点与继电器U7第2引脚相连，P12第三输入连接点与 继电器U7第3相连，P12第四输入连接点与继电器U7第4相连；所述P15第一输入连接点 与继电器U8第1引脚相连，P15第二输入连接点与继电器U8第2引脚相连，P15第三输入 连接点与与继电器U8第3引脚相连，P15第四输入连接点与与继电器U8第4引脚相连；所 述P17第一输入连接点与继电器U9第1引脚相连，P17第二输入连接点与继电器冊第2引 脚相连，P17第三输入连接点与继电器U9第3引脚相连，P17第四输入连接点与继电器U9 第4引脚相连。
[0007] 所述继电器U2第1引脚与第一旋转开关第1层第1连接触点相连，继电器U2第 2引脚与第一旋转开关第2层第1连接触点相连，继电器U2第3引脚与第一旋转开关第3 层第1连接触点相连，继电器U2第4引脚与第一旋转开关第4层第1连接触点相连；继电 器U3第1引脚与第一旋转开关第1层第2连接触点相连，继电器U3第2引脚与第一旋转 开关第2层第2连接触点相连，继电器U3第3引脚与第一旋转开关第3层第2连接触点相 连，继电器U3第4引脚与第一旋转开关第4层第2连接触点相连；继电器U4第1引脚与第 一旋转开关第1层第3连接触点相连，继电器U4第2引脚与第一旋转开关第2层第3连接 触点相连，继电器U4第3引脚与第一旋转开关第3层第3连接触点相连，继电器U4第4引 脚与第一旋转开关第4层第3连接触点相连；继电器U5第1引脚与第一旋转开关第1层第 4连接触点相连，继电器U5第2引脚与第一旋转开关第2层第4连接触点相连，继电器U5 第3引脚与第一旋转开关第3层第4连接触点相连，继电器U5第4引脚与第一旋转开关第 4层第4连接触点相连；继电器U7第1引脚与第一旋转开关第1层第5连接触点相连，继 电器U7第2引脚与第一旋转开关第2层第5连接触点相连，继电器U7第3引脚与第一旋 转开关第3层第5连接触点相连，继电器U7第4引脚与第一旋转开关第4层第5连接触点 相连；继电器U8第1引脚与第一旋转开关第1层第6连接触点相连，继电器U8第2引脚与 第一旋转开关第2层第6连接触点相连，继电器U8第3引脚与第一旋转开关第3层第6连 接触点相连，继电器U8第4引脚与第一旋转开关第4层第6连接触点相连；继电器U9第1 引脚与第一旋转开关第1层第7连接触点相连，继电器U9第2引脚与第一旋转开关第2层 第7连接触点相连，继电器U9第3引脚与第一旋转开关第3层第7连接触点相连，继电器 U9第4引脚与第一旋转开关第4层第7连接触点相连。
[0008] 所述第一旋转开关公共端分别与第二旋转开关的第一层的第一个连接触点、第二 旋转开关的第二层第一个连接触点、第二旋转开关的第三层的第一个连接触点、第二旋转 开关的第四层的第一个连接触点相连。
[0009] 作为另一种优选方案，本实用新型所述MCU通过MAX232CpeU10芯片与RS232接口 相连，MCU采用8051单片机Ul，U1的11脚与U10的10脚相连，U10的9脚与U1的10脚 相连。
[0010] 本实用新型有益效果。
[0011] 本实用新型通过继电器、MCU、开关电源、驱动器步进电机、旋转开关的配合使用， 不必由人工操作来完成测量通道的切换动作，提升热工检定的工作效率，有效避免人为误 差，减轻检定人员的劳动强度。并可实现热电偶换向，同名极测量及三线制电阻检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围 不仅局限于以下内容的表述。
[0013] 图1是本实用新型电路原理框图。
[0014] 图2是本实用新型电路原理图。
[0015] 图3是本实用新型的继电器热电偶换向示意图。
[0016] 图4是本实用新型的继电器热电阻激励电流换向示意图。
[0017] 图5是本实用新型第一旋转开关连接示意图。
[0018] 图6是本实用新型第二旋转开关连接示意图。
【具体实施方式】
[0019] 如图1所示，本实用新型包括外壳接线输入端子(七路、每路四个端子)、继电器、第 一旋转开关、第一步进电机、第二步进电机、第二旋转开关、外壳接线输出端子（u+、u-、1+、 1-)，同时本实用新型具备RS232通信接口用于接收命。令被测热电偶(热电阻)的传感器首 先经过外壳接线输入端子连接于继电器，通过继电器连接于由第一步进电机驱动的第一旋 转开关，然后通过第二步进电机连接于第二旋转开关，通过第二旋转开关连接于外壳连线 输出端子。
[0020] 如图3所示，当连接错误需要换向时，通过继电器进行换向，避免了人工换向，提 高工作效率。如图4所示，当激励电流方向需要改变时，通过继电器完成换向动作。
[0021] 如图5、6所示，外壳接入端子一共有七路，第一路可接标准器件、第七路可接补偿 器件；剩余五路可为被检元件连接通路。热电偶器件只需连接1+、I-两个端口，热电阻器件 需要连接u+、u-、1+、1-。以四线制热电阻器件连接为例对两级精密开关的具体连接方式进 行说明：当四线制热电阻的传感器连接在第2路四个输入端子时，精密继电器R2处于连接 状态，第一旋转开关的每层第2路接触端子（a 2、b2、c2、d2)连通，第二旋转开关的四层接触 端子的第一路端子分别于第一旋转开关的公共端相连，最后通过第二旋转开关的公共端连 接至外壳输出端子。
[0022] 如图6所示，当三线制热电阻测量Ra时，传感器的连接方式与四线制相同，旋转开 关连接的是每层第一路连接触点，四个端子分别连接a#、b#、c#、d# ;当测量Rb时，通过端口 发送指令，由直流步进电机驱动，旋转开关连接在每层第二路端子，四个端子分别连接a#、 b#、c#、b#，从而实现了测量过程的换线功能。
[0023] 如图6所示，热电偶检定过程中，只需要连接1+、I-两个端子，当利用双名极法 进行测量时，传感器连接在外壳输入端子的某路端子的两个端子处，通过继电器连接至第 一旋转开关的对应的某路的四层端子，通过其公共端连接至旋转开关的第一路的两个端子 (U+、U_即c#、d#端子空置）；当采用同名极法检定热电偶时，第二旋转开关之前的连接方式 同双名极法，不同的是旋转开关连接的是第三路端子，两个端子分别连接a#、al，为同名极 +的连接方法，同名极负极连接的是旋转开关的的第四路端子，两个端子分别连接b#、bl。 因此，通过第二步进电机驱动旋转开关切换端子即可实现热电偶双名极法和同名极法两种 检定方法的转换。
[0024] 可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非 受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以 对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实 用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 热工低电势转换装置，包括壳体，其特征在于壳体内设置有继电器、MCU、开关电源、 第一驱动器、第二驱动器、第一步进电机、第二步进电机、第一旋转开关、第二旋转开关，壳 体表面设置有输入端子、输出端子、RS232接口和LED指示灯；所述MCU信号输出端口分别 与继电器控制端、RS232接口、LED指示灯、第一驱动器控制端口、第二驱动器控制端口相 连，开关电源输出端口分别与继电器电源端口、MCU电源端口、第一驱动器电源端口、第二 驱动器电源端口、第一步进电机电源端口、第二步进电机电源端口相连；第一驱动器输出端 口与第一步进电机控制端口相连，第二驱动器输出端口与第二步进电机控制端口相连；第 一步进电机输出轴与第一旋转开关转轴相连，第二步进电机输出轴与第二旋转开关转轴相 连； 所述输入端子通过继电器受控端与第一旋转开关连接触点相连，第一旋转开关公共端 与第二旋转开关连接触点相连，第二旋转开关公共端与输出端子相连。
2. 根据权利要求1所述热工低电势转换装置，其特征在于所述输入端子包括七组P1、 P3、P5、P9、P12、P15、P17,输出端子为四个，每组输入端子对应一个继电器，每组输入端子 包括第一输入连接点、第二输入连接点、第三输入连接点和第四输入连接点，继电器采用 DS2Y-S-DC12继电器，所述第一旋转开关采用和第二旋转开关均采用OT12W旋转开关；所述 P1第一输入连接点与继电器U2第1引脚相连，P1第二输入连接点与继电器U2第2引脚相 连，P1第三输入连接点与继电器U2第3引脚相连，P1第四输入连接点与继电器U2第4相 连；所述P3第一输入连接点与继电器U3第1引脚相连，P3第二输入连接点与继电器U3第 2引脚相连，P3第三输入连接点与继电器U3的第3引脚相连，P3第四输入连接点与继电器 U3的第4引脚相连；所述P5第一输入连接点与继电器U4第1引脚相连，P5第二输入连接 点与继电器U4第2引脚相连，P5第三输入连接点与继电器U4的第3引脚相连，P5第四输 入连接点与继电器U4的第4引脚相连；所述P9第一输入连接点与继电器U5第1引脚相 连，P9第二输入连接点与继电器U5第2引脚相连，P9第三输入连接点与继电器U5的第3 引脚相连，P9第四输入连接点与继电器U5的第4引脚相连；所述P12第一输入连接点与继 电器U7第1引脚相连，P12第二输入连接点与继电器U7第2引脚相连，P12第三输入连接 点与继电器U7第3相连，P12第四输入连接点与继电器U7第4相连；所述P15第一输入连 接点与继电器U8第1引脚相连，P15第二输入连接点与继电器U8第2引脚相连，P15第三 输入连接点与与继电器U8第3引脚相连，P15第四输入连接点与与继电器U8第4引脚相 连；所述P17第一输入连接点与继电器U9第1引脚相连，P17第二输入连接点与继电器U9 第2引脚相连，P17第三输入连接点与继电器U9第3引脚相连，P17第四输入连接点与继电 器U9第4引脚相连； 所述继电器U2第1引脚与第一旋转开关第1层第1连接触点相连，继电器U2第2引 脚与第一旋转开关第2层第1连接触点相连，继电器U2第3引脚与第一旋转开关第3层第 1连接触点相连，继电器U2第4引脚与第一旋转开关第4层第1连接触点相连；继电器U3 第1引脚与第一旋转开关第1层第2连接触点相连，继电器U3第2引脚与第一旋转开关第 2层第2连接触点相连，继电器U3第3引脚与第一旋转开关第3层第2连接触点相连，继电 器U3第4引脚与第一旋转开关第4层第2连接触点相连；继电器U4第1引脚与第一旋转 开关第1层第3连接触点相连，继电器U4第2引脚与第一旋转开关第2层第3连接触点相 连，继电器U4第3引脚与第一旋转开关第3层第3连接触点相连，继电器U4第4引脚与第 一旋转开关第4层第3连接触点相连；继电器U5第1引脚与第一旋转开关第1层第4连接 触点相连，继电器U5第2引脚与第一旋转开关第2层第4连接触点相连，继电器U5第3引 脚与第一旋转开关第3层第4连接触点相连，继电器U5第4引脚与第一旋转开关第4层第 4连接触点相连；继电器U7第1引脚与第一旋转开关第1层第5连接触点相连，继电器U7 第2引脚与第一旋转开关第2层第5连接触点相连，继电器U7第3引脚与第一旋转开关第 3层第5连接触点相连，继电器U7第4引脚与第一旋转开关第4层第5连接触点相连；继 电器U8第1引脚与第一旋转开关第1层第6连接触点相连，继电器U8第2引脚与第一旋 转开关第2层第6连接触点相连，继电器U8第3引脚与第一旋转开关第3层第6连接触点 相连，继电器U8第4引脚与第一旋转开关第4层第6连接触点相连；继电器U9第1引脚与 第一旋转开关第1层第7连接触点相连，继电器U9第2引脚与第一旋转开关第2层第7连 接触点相连，继电器U9第3引脚与第一旋转开关第3层第7连接触点相连，继电器U9第4 引脚与第一旋转开关第4层第7连接触点相连； 所述第一旋转开关公共端分别与第二旋转开关的第一层的第一个连接触点、第二旋转 开关的第二层第一个连接触点、第二旋转开关的第三层的第一个连接触点、第二旋转开关 的第四层的第一个连接触点相连。
3.根据权利要求2所述热工低电势转换装置，其特征在于所述MCU通过MAX232Cpe U10 芯片与RS232接口相连，MCU采用8051单片机U1，U1的11脚与U10的10脚相连，U10的9 脚与U1的10脚相连。
【文档编号】G01K15/00GK203881463SQ201420252792
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】裴锐, 罗涛, 张弓, 王志美, 张曦弘, 李春蕊, 黄明旭, 马立强, 李宇, 何兴光, 赵鹏飞, 吕强, 李月光 申请人:沈阳计量测试院