智能式热电阻校验仪的研制

　　一、引言

　　目前，自动化仪表及计算机控制系统的调校、检修、维护所需的热电阻信号均使用电阻箱来模拟。由于电阻箱具有体积大，适应环境能力差.不能直接给出阻值所对应的温度值等缺点，给使用者带来了极大不便。为此.研制一种数字式、高精度、智能化热电阻校验仪是非常必要的。

　　二、硬件工作原理

　　智能式热电阻校验仪是一个围绕80031单片机组成的应用系统，如图1所示。该系统的硬件电路主要由电源、模拟和数字三部分组成。电源部分由模拟+5V、一5V、数字+5V、电桥十SV组成。模拟部分由采样电路和模拟开关组成。数字部分由A/D转换电路、单片机及显示电路构成。

　　1.采样电路

　　采样电路由测电阻电桥、电阻信号发生器、温度测量电路构成。测电阻和发电阻采样电路的原理是采用热电阻做为桥臂的电阻一电压变换电路。为了消除连接电阻引起的采样误差，采用了三线制连接方式，如图2所示。其中，热电阻R用三条引线与电桥相连，设三条引线电阻相同，记为r，其中一条引线置于电源回路，，上产生的微小压降并不影响桥路的平衡，另两条分别置于桥的两臂，若犷相等，也不影响桥的平衡，故起到了引线电阻补偿的作用。

　　当需要测电阻时，通过测量桥路不平衡电压和电阻K3上的电压信号，分别作为被测热电阻的电压、电流采样信号，经放大器放大后，分别送A/D转换电路l和A/D转换电路2，再送给单片机。在80C31单片机中，根据R,进行运算，从而得到被测电阻的阻值。

　　当需要发出无源热电阻信号时，利用被校仪表所提供的测量电流，通过测量可调电位器和电阻R。的电压信号，分别作为发出电阻的电压、电流采样信号，经放大器放大和A/D转换电路1和A/D转换电路2的转换后，送80C负单片机进行计算处理，从而得到发出电阻的精确阻值。

　　为了进行环境温度显示及其误差校正，需随时测量现场环境温度信一号。为此，采用了AD590做为温度敏感元件。当环境温度变化时，AD590的输出毫伏信号也随之变化，通过采样这个毫伏信号，经A/D转换电路2送80031单片机进行环境温度显示及其误差校正处理。

　　2.模拟电子开关

　　它由量程切换开关、测量种类切换开关和锁存器三部分组成，其电路原理如图3所示。为了提高铂电阻信号输入输出的精度，根据现场实际需要，将铂电阻的测温范围分成四个量程段分别进行处理。由于这四个量程段相同(0一100^.C，100一200 'C，200一300 `C，300一400'0' )，只是起点温度和终点温度不同，所以量程的自动切换可以采用改变放大器负输入端的基准电压，并配合相应的软件来实现。