一种工业用热电阻自动检定系统

　　在工业生产中,热电阻是一种常用的温度传感器,对其进行检定是确保生产正常运行的必要环节。检定手段及检定设备性能,将直接影响现场各类温度信号检测的准确度。本文利用计算机和单片机组成了热电阻自动检定控制系统,将水槽、油槽和检测仪表等作为标准外部测量设备,对工业中几种常用热电阻检定实现了自动化、标准化、规范化。

　　1·热电阻检定参数和允差范围

　　本系统是根据JJG229—1987检定规程的要求,针对工业用铂、铜两种类型热电阻的检定而设计的。表1给出的是两种被检热电阻的实际电阻值对分度表标称电阻值以温度表示的检定点参数和允许偏差范围。

　　2·系统组成简介

　　在系统整体设计时,利用计算机实现人机交互、数据处理和显示现场瞬时温度,将其作为主控部件;利用单片机完成对温度的实时控制、测量线路的切换控制、恒流源的控制。整个系统具有体积小、执行速度快、可靠性高、抗干扰能力强的特点。选用MCS8031作为单片机主芯片,8155、8255、0832、LM339作为I/O扩展芯片、D/A转换、温度控制和检测数据切换,采用7150型数字电压表作为标准检测装置。检测时通过控温接口,一方面由标准电阻温度计探测冰点槽内和水槽(或油槽)内温度,用PID控制算法和智能型模块实时控制槽内温度达到检测所需的温度;另一方面当槽内温度达到所需温度目标值时,由计算机控制检测装置依次取出标准电阻温度计、标准电阻、被检热电阻两端电压值,数据经切换接口和IEEE—488接口进入计算机被贮存和处理,达到自动检定热电阻的目的。该检定系统的总体框图如图1所示。

　　3·系统工作原理和检定程序

　　计算机系统启动后,装入汉字库,调主控程序。整个检定工作分四个阶段。(1)选择被检热电阻的分度号、检定级别、原始参数(检定支数、标准分度值等),并进行输入和修改;标准电阻参数输入和修改;标准电阻温度计参数输入和修改。(2)启动控温程序模块,实时监测冰点槽内温度是否达到0℃,并检测存储数据。(3)启动控温程序模块,实时控制水槽(或油槽)内温度是否达到100℃,并检测存储数据。(4)调入数据处理模块,对所检测的数据进行处理和输出。系统主控程序流程图见图2。

　　系统数据检测模块、数据处理模块的设计原理测量时,由数据检测模块控制切换板继电器动作,依次接通并测量标准电阻温度计、被检热电阻、标准电阻两端电压的数值。其测量顺序如图3所示。按检定规程的要求,每次测量不得少于3个循环,测量B级热电阻时不得少于2个循环,取其平均值,按(1)式进行计算。