数字式测温仪表检定仪的设计原理及检测方法

　　数字式测温仪表检定仪是我们研制开发的一种新型的热工计量标准装置,该产品采用大规模集成电路,数字显示技术,把标准毫伏发生器、调节、显示组成一体,具有操作简便、读数准确、重量轻、体积小等优点,改变了以往对二次测温仪表检定所采用的逐盘转动直流电位差计进行平衡读数的传统方法,提高了检定效率。另外,设有电势正负转换开关,对电子电位差计以及具有温度补偿的测温仪表的零位检定与修理提供了方便。

　　本产品适用于省、市计量部门以及厂、矿企业计量室,可对配用热电偶的二次温度仪表(各种型号的测温毫伏计、电子电位差计、热电偶等)进行检定。

　　1　设计原理

　　1·1　检定仪的基本构成

　　该仪器采用大规模集成电路7135,它是一种双积分型位A/D转换器,配以译码器、数码显示器、驱动器及电阻、电容等元件,可组成满量程为2V的数字电压表,再配以高精度的运算放大器、毫伏信号发生器、双稳触发器、继电器等等,就可构成自动转换量程的数字式测温仪表检定仪。原理方框图如图1。

　　1·2　双积分式A /D转换器工作原理

　　双积分式A/D转换器通过二次积分,将被测电压变成一个时间间隔,其持续时间与被测电压的平均值成正比。如果用计数器测量此时间间隔,就可在显示器上直接读出被测电压的平均值。原理如图2。

　　为了解决该仪器的稳定性和末尾数跳字的问题,采用了高质量的积分电容、精度高的电阻,变压器的初、次级进行有效的屏蔽,模拟、数字地进行可靠的分离,在信号的输入端加上RC滤波器、采用带有静电屏蔽的仪器外壳对整个电子线路部分进行有效屏蔽等等。这些都可靠地保证了该仪器的测量精度和稳定性。

　　2　主要技术数据

　　2·1　量程

　　量程1: -3·000~19·999mV

　　量程2: 18·00~199·99mV　量程自动转换

　　2·2　准确度

　　本检定仪在通电预热调零后,在温度(20±5)℃范围内不低于下述规定:

　　(1)量程1　±(0·05%读数+5个字)

　　(2)量程2　±(0·05%读数+2个字)

　　(3)毫伏发生器输出: 0~75mV;

　　(4)毫伏发生器输出电阻: <5Ω。

　　3　使用中需要说明的几个问题

　　3·1　显示位数

　　对于数字式测温仪表检定仪的显示位数,有的人提出了不同看法,认为: 1量程-3·000~19·999mV“检定仪”可以满足要求。2量程18·00~199·99mV只可读出小数点后两位,因而满足不了新分度表的要求。对于这个问题,应是这样理解:此分度表是为了与IEC标准取得一致而颁布的,它并不是检定数据位数取舍的依据。正像我们计算三角函数时并不因三角函数表的位数而决定我们计算结果位数的取舍。根据微小误差准则舍入误差要小于检定装置误差的1/3,而检定装置误差要小于被检表允许误差的1/3,所以舍入误差要小于被检表允许误差的1/10 (1/3×1/3=1/9≈1/10)。