過程校驗(yàn)儀溫度測(cè)量及輸出的工作原理
過程校驗(yàn)儀都使用微處理器,輸出和輸入采用DAC和ADC技術(shù),具有較高的精度和百萬分之一的分辨率。校驗(yàn)儀沒有電位器等可調(diào)元件,而是采用面板校準(zhǔn)技術(shù),由微處理器在規(guī)定的時(shí)間,自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)以消除各種影響,并能溯源至上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。VC系列的工作原理如下:
(1)過程校驗(yàn)儀溫度測(cè)量及輸出的工作原理
校驗(yàn)儀用在溫度測(cè)量及輸出時(shí),其原理是按照熱電偶、熱電阻的分度表,輸出或者測(cè)量一個(gè)相應(yīng)的mV或Ω信號(hào), 再根據(jù)分度表轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的溫度進(jìn)行顯示,VC14的工作原理如圖1所示。
圖1 VC14工作原理方框圖
① 電壓和熱電偶輸出時(shí)的工作原理
用于電壓和熱電偶輸出時(shí),可通過面板的“INPUT/OUTPUT”和“FUN”功能鍵選擇電壓或熱電偶輸出功能,微處理器控制開關(guān)S1使公共端C與V接通,這時(shí)DAC的參考輸入為Vref。由于DAC輸出VDA與參考輸入Vref的關(guān)系為:
(n=20, D為數(shù)字輸入碼,從0?2n),所以:
(1)
這時(shí)可通過面板設(shè)定的輸出值由微處理器轉(zhuǎn)換為D值,使儀表輸出改變,由于D值范圍為0?220,所以儀表輸出VHL范圍為0?A1×Vref,分辨率為③1/220。A1值通過操作面板的“RANG”鍵改變,可使儀表輸出不同量程的信號(hào)。
② 測(cè)量電壓和熱電偶的工作原理
用于測(cè)量電壓和熱電偶時(shí),可通過面板的“INPUT/OUTPUT”和“FUN”鍵選定輸入電壓測(cè)量,微處理器控制S2,打向V端,此時(shí)ADC轉(zhuǎn)換值:
通過“RAGE”鍵由微處理器調(diào)整A2放大倍數(shù),使V1NHL從0到滿量程變化時(shí)D按0?220變化,轉(zhuǎn)換后的D值經(jīng)微處理器運(yùn)算變?yōu)橄鄳?yīng)的顯示值送LCD進(jìn)行顯示。
在模擬和測(cè)量熱電偶時(shí),儀表具有冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能,微處理器每隔10秒鐘控制S3使C與R接通,機(jī)內(nèi)溫度傳感器的輸出送入ADC轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)值,此數(shù)值送入微處理器可對(duì)當(dāng)前的溫度輸出值或溫度測(cè)量值進(jìn)行修正。
③ 電阻和熱電阻輸出時(shí)的工作原理
過程校驗(yàn)儀的電阻輸出有別于傳統(tǒng)的電阻箱,它采用了虛擬電阻的形式,所以要求校驗(yàn)儀的外部要有激勵(lì)電流,其工作原理如下:
用于電阻和熱電阻輸出時(shí),可通過面板的“FUN”功能鍵選擇電阻或熱電阻輸出功能,微處理器控制開關(guān)S1使公共端C與Ω端接通,此時(shí)儀表外部必須有一個(gè)激勵(lì)電流I,DAC的參考輸入Vref = I×Rref ,代入式(6-1),則:
所以輸出HL兩端的電阻:
(2)
電阻輸出的范圍為0?A1×Rref, A1值由操作面板的“RAGE”鍵改變,使儀表輸出不同量程的信號(hào)。
④ 測(cè)量電阻和熱電阻的工作原理
用于測(cè)量電阻和熱電阻時(shí),微處理器控制S2打向Ω端。此時(shí)如在輸入端子HL之間接一個(gè)被測(cè)電阻Rx,則:
調(diào)整A2放大倍數(shù),使Rx從0到滿量程變化時(shí)D按0?2n變化。轉(zhuǎn)換后的D值經(jīng)微處理器變?yōu)橄鄳?yīng)的顯示值送LCD進(jìn)行顯示。
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