[发明专利]过程校验仪及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪器仪表领域，尤其涉及一种过程校验仪及其设计方法。

背景技术

随着生产过程装置的大型化、集约化，配套的高精度数字仪表大量投入使用。生产过程的安全、可靠、经济、高效运行必须依靠安装在工业装置流程管线上的数字测控仪表，如：传感器、变送器、调节器、执行器等来监测和调节生产工艺过程参数。根据国家计量法和各行业有关规程，为保证测量数据的准确性和溯源性，必须定期对其进行检定和维护。测控仪表的检定和维护需配置以下设备：精密电阻箱、电位差计、数字多用表、冷端温度计等设备，以及热电偶、热电阻分度查算表等。传统的仪表检定和维护流程是拆卸现场仪表，送计量室校验，合格后仪表重新装回现场，流程长环节多，耗时、费力、效率低下；同时生产现场环境通常与计量室环境存在较大差距，导致计量室出具的仪表检定精度与现场安装仪表实际精度之间的偏差；因此，传统的仪表检定和维护方法已无法满足现代化生产的要求。现有设备在生产现场对测控仪表进行检定维护，则因过多的设备携带不便，操作繁琐，效率低下，冷端补偿处理时易出错，检定和维护的精度难以保证。目前发达国家普遍采用过程校验仪，在生产过程现场直接对测控仪表进行校准，工作效率和质量得以显著提高。过程校验仪的基本功能是测量和输出电压、电流、电阻、频率、温度等标准热电信号，是发达国家生产现场进行仪表检定和维护的必备校验设备。

美国FLUKE公司的Fluke 700系列，有近20个不同型号产品，涵盖了各种单项功能，多功能，以及过程认证校准设备，并具有多种精度等级可选。Fluke725过程校验仪为经济型产品，将电压、电流、电阻、温度(热电偶9种，热电阻4种)的测量与输出等多种功能集成一体化，精度0.02％FS(www.fluke.com)，是国内保有量最多、使用较为普遍的过程校验仪。国内过程校验仪的典型产品和生产厂家有：西安仪表厂的ID-02综合校验仪及IDT-22仪表校验仪，具有电压、电流、电阻的测量和输出功能，精度0.1-0.2％FS；上海电表厂的XF30系列多功能校准仪，0.02％FS的精度；YJ139A型直流电压电流校验仪为0.05％FS的精度。国内过程校验仪供应厂商还有深圳的胜利，浙江余姚的金仪，主要生产低端过程校验仪，精度等级以0.05％FS为主，且功能不够齐全。国产过程校验仪厂家大多遵循逆工程技术路线图，从解剖、分析国外过程校验仪切入，沿袭仿制国外低端产品之路，鲜见自主创新的技术，仅能提供国外产品的基本功能。由于国内电子元器件和仪器制造工艺落后于国外同行水平，国产过程校验仪在精度和长期稳定性等关键性能指标上与国外存在较大差距，价格优势不明显，市场占有率有限。

发明内容

本发明针对现有的过程校验仪存在的不足，提供了一种过程校验仪及其设计方法。

过程校验仪包括微处理器、LCD显示器、存储器、通信接口、键盘、测量/输出选择模块、参数类型选择模块、电压基准模块、恒流源模块、输入通道ADC模块、输出通道DAC模块、输出通道至输入通道反馈模块，微处理器分别与LCD显示器、存储器、通信接口、键盘、输入通道ADC模块、输出通道DAC模块相连接，输出通道DAC模块分别与参数类型选择模块、恒流源模块、输出通道至输入通道反馈模块相连接，输入通道ADC模块分别与参数类型选择模块、电压基准模块、恒流源模块、输出通道至输入通道反馈模块相连接，参数类型选择模块与输出/测量选择模块相连接。

输出通道DAC模块的接关系为：微处理器LPC2101的引脚24、28、22、23、13、14、18、21分别与DA转换芯片AD5362的引脚1、3、47、48、49、51、55、56相连接，DA转换芯片AD5362的引脚12和引脚33连接后分别与模拟开关CD4066的引脚14和第一电阻R1的一端相连接，并接电压Vc，DA转换芯片AD5362的引脚5、37分别与模拟开关CD4066的引脚2、4相连接，DA转换芯片AD5362的引脚54与模拟开关CD4066的引脚7连接后接地，第一电阻R1的另一端和第四电阻R4的一端连接后分别与第三电阻R3的一端和第二运放A2的反相输入端相连接，第三电阻R3的另一端和第一运放A1的输出端连接后分别与模拟开关CD4066的引脚1和第一运放A1的反相输入端相连接，第一运放A1的正相输入端与模拟开关CD4066的引脚3相连接，第二运放A1的正相输入端接地，第四电阻R4的另一端和第二运放A1的输出端连接后分别与第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端相连接，第一电容C1的另一端接地，第二电阻R2的另一端与第二电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端接地。