工业铂电阻智能检定系统的开发和应用

1 引 言

    工业铂电阻具有测温准确、性能稳定、测温范围宽等优点, 在热处理、铸造等工业生产和科学实验中有着非常广泛的应用。它测得温度的准确与否直接影响产品的质量和实验的结果, 因此需要准确计量。工业铂电阻作为温度测量的常用传感器, 对其准确计量具有重要意义。我们改进现有检定设备, 在传统比较法的基础上, 利用现代常规仪器先进功能取代原有专用设备实现工业铂电阻检定的自动化, 克服了原有方法的一些不便, 达到了更高的计量准确性。

2 系统结构原理

    工业铂电阻自动检定系统是由计算机、数字万用表 KETHLY 2010、三线电阻转换器、低电势扫描器 TZ.SC- 03、恒温油槽等组成, 该系统是集计算机技术、微电测技术和自动测试技术于一体的新型智能化计量标准装置, 用于自动检定工业铂电阻。其系统结构原理如图 1 所示。

2.1 计算机

    计算机负责整个检定系统的过程控制、数据处理。通过 GPIB 接口、RS232 串行口对外围设备进行过程控制、数据采集、处理, 被检信息( 如标准及被检的电阻) 在计算机控制下由数字多用表经 GPIB接口传送到计算机, 调节、控制信息经 RS232 串行口送至 TZ.SC- 03 型低电势扫描器和温度控制器。处理有关中间结果、原始记录、检定证书并自动存盘并可打印输出。

2.2 数字多用表

    数字多用表是本系统电测部分的标准。配置的数字多用表为 KEITHLEY2010, 用于铂电阻的信号采集测量。数表带 GPIB 接口, 编程时使用 VISA 语句。计算机通过 GPIB 接口对数字多用表的功能、量程、采样速率等进行设置, 同时计算机通过 GPIB 接口取得数字多用表测得的模拟信号。

2.3 低电势扫描开关

    低电势扫描器 TZ.SC- 03 中的两套低电势多点转换开关, 是使用微型步进电机及光电定位系统,由单片机控制的高精度机电一体化部件, 用于对热电阻信号的精密多路自动切换, 以保证热电阻检定规程对多路转换开关的指标要求。低电势扫描器TZ.SC- 03 后面板上有一个 9 脚 D 型 RS232 插座,通过 RS232 接口线连至计算机的 COM1 或 COM2串行通讯口上。TZ.SC- 03 低电势扫描器由两套无热电势多点开关 S₁和 S₂所构成, S₁为四刀 12 点开关, 使用其中的 9 点, 用于热电阻的多点切换, S₂为四刀 12 点开关, 使用其中的两点用于热电阻检定时的正反向切换。

2.4 温度控制器

    系统采用 SR253 温度控制器, 该控制器能直接接收计算机的控制命令并按照这些命令控制恒温油槽进行智能化高精度控温调节。SR253 它具有新一代精密控制技术, 带 RS485 通信接口, 该接口为两线半双工, 通讯距离达到上百米。控制器输出部分接入具有光电隔离功能的大功率固态继电器( SSR) 控制恒温油槽温度。保证了铂电阻检定规程对温度的稳定性要求。外接 RS232/RS485 型通讯接口转换器, 将计算机上的 RS232 通讯口转换为RS485 通讯口, 转换器采用光电隔离技术提高其抗干扰性。