專利名稱：礦用溫度傳感器校準裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感器校準裝置，具體地說，涉及一種礦用溫度傳感器校 準裝置。
背景技術：
煤礦井下充滿了可燃性氣體，當井下環(huán)境溫度達到一定值時，在氧氣充足 的情況下，可燃性氣體會發(fā)生燃燒甚至爆炸，帶來重大安全事故，為了有效的 預防事故的發(fā)生，在井下都安裝有溫度傳感器，用于實時檢測環(huán)境溫度的大小。 井下人員可以通過直接觀察溫度傳感器的顯示值了解環(huán)境溫度值，地上人員通 過溫度傳感器的輸出信號了解當前井下的環(huán)境溫度值。溫度傳感器的輸出信號 可以是電流信號，也可以是頻率信號，該輸出信號通過電纜傳輸?shù)降厣?，通過 相應的計算后，該輸出信號轉(zhuǎn)換成對應的溫度值。通常溫度傳感器在使用一段 時間后，精度會出現(xiàn)偏差，或顯示值與環(huán)境溫度不符，或輸出信號對應的溫度 值與環(huán)境溫度不符，需要對其進行校準。
目前，還沒有專門的礦用溫度傳感器校準裝置，在對礦用溫度傳感器進行 校準時，通常采用冰水混合物作為標準溫度源，將被檢溫度傳感器的敏感元件
部分放入冰水混合物中，待穩(wěn)定后，觀察溫度傳感器的顯示值是否為o，如果顯
示值為0，則不需要校準，如果不為0，則將該溫度傳感器的顯示值調(diào)為0即可，
這種校準方法比較粗糙，無法實現(xiàn)精確校準。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種礦用溫度傳感器校準裝置，能夠?qū)Σ煌敵?信號的溫度傳感器，實現(xiàn)顯示值和輸出值的精確校準。
為達到上述目的，本實用新型表述一種礦用溫度傳感器校準裝置，其關鍵 在于由溫度校準單元和輸出信號檢測單元組成，所述溫度校準單元包括有標 準水銀溫度計、恒溫槽，所述標準水銀溫度計測量所述恒溫槽中的溫度，該標 準水銀溫度計的顯示值作為校準時的標準溫度值；所述輸出信號檢測單元包括 有選擇控制電路、電流表、頻率計，所述選擇控制電路設置有第一輸出端和第 二輸出端，分別連接所述電流表和頻率計。
被檢溫度傳感器檢測所述恒溫槽內(nèi)溫度，并經(jīng)所述選擇控制電路，選擇輸 出信號至所述電流表或頻率計。所述溫度校準單元實現(xiàn)對被檢溫度傳感器顯示 值的校準，所述輸出信號檢測單元實現(xiàn)對被檢溫度傳感器輸出信號值的校準。
所述選擇控制電路包括按鈕開關、第二、第三互鎖開關、負載電阻和直流 電源，所述按鈕開關的常閉開關的輸入端接收輸入信號，該常閉開關的輸入端 與輸出端之間并連所述負載電阻，所述按鈕開關的常閉開關的輸出端還連接所 述第二互鎖開關的常閉開關的輸入端，該第二互鎖開關的常閉開關的輸出端連 接所述第三互鎖開關的常閉開關，該第三互鎖開關的常開開關作為所述第一輸 出端與所述電流表的正極連接，該電流表的負極連接所述直流電源負極，所述 第二互鎖開關的常開開關作為所述第二輸出端連接所述頻率計的正極，該頻率 計的負極與所述直流電源負極連接。
所述按鈕開關的常閉開關的輸入端接收被檢溫度傳感器的輸出信號。在礦 井下，被檢溫度傳感器需要通過電纜才能將信號輸出到地面上，設置所述負載 電阻用于模擬電纜電阻。
當被檢溫度傳感器的輸出信號為頻率信號時，按下所述第二互鎖開關，接 通所述頻率計，當被檢溫度傳感器的輸出信號為電流信號時，按下所述第三互 鎖開關，接通所述電流表，在進行負載特性檢測時，還需要按下所述按鈕開關， 使所述負載電阻接入線路中。第二、三互鎖開關互鎖，同時按下第二、三互鎖 開關時，只能接通頻率計，保證每次使用時，所述選擇控制電路僅有一個信號 輸出端有效。通過所述選擇控制電路，所述電流表、頻率計和負載電阻有機地 連接起來，提高了校準設備的兼容性。
所述選擇控制電路還包括有連接電阻，所述連接電阻與所述頻率計并聯(lián)。
有些廠家生產(chǎn)的輸出信號為頻率的被檢溫度傳感器，連接在所述選擇控制 電路中不形成回路，設置所述連接電阻后，可以構成回路，實現(xiàn)被檢溫度傳感 器的校準。
所述選擇控制電路固定在箱體內(nèi)部，所述按鈕開關、第二、第三互鎖開關
及直流電源的顯示屏和調(diào)節(jié)旋鈕位于所述箱體前面板上。
所述箱體上還固定所述電流表，該電流表顯示屏位于該箱體前面板上。 所述恒溫槽由低溫恒溫槽和/或超級恒溫槽組成，當校準溫度低于室溫時，
選用所述低溫恒溫槽，當校準溫度高于室溫時，選用所述超級恒溫槽。
所述低溫恒溫槽的工作范圍為-2(TC 室溫，工作介質(zhì)為酒精，所述超級恒 溫槽的工作范圍為室溫 10(TC，工作介質(zhì)為純凈水。所述低溫恒溫槽和超級恒 溫槽結合使用，可以實現(xiàn)-2(TC 10(TC的校準，同時避免了使用同一個恒溫槽 需要更換工作介質(zhì)的麻煩。
本實用新型的顯著效果是提供了一種礦用溫度傳感器校準裝置，能夠提 供穩(wěn)定的溫度源，并將電流表、頻率計、負載電阻有機地連接起來，對不同輸 出信號的溫度傳感器，實現(xiàn)顯示值和輸出值的精確校準，當被檢溫度傳感器輸 出信號為電流信號時，電流表顯示其輸出值，當被檢溫度傳感器輸出信號是頻 率信號時，頻率計顯示其輸出值，也可以方便的進行負載特性檢定，校準裝置 整體性及兼容性好，兩種溫度范圍的恒溫槽的設置，省去了更換工作介質(zhì)的麻 煩，操作更簡單，校準的精度也更高。


圖l是本實用新型結構示意圖； 圖2是選擇控制電路原理圖； 圖3是箱體前面板結構圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
實施例1:
如圖1所示 一種礦用溫度傳感器校準裝置，由溫度校準單元1和輸出信 號檢測單元2組成，所述溫度校準單元1包括有標準水銀溫度計3、恒溫槽4， 該恒溫槽4由低溫恒溫槽9和/或超級恒溫槽10組成，當校準溫度低于室溫時， 選用所述低溫恒溫槽9，當校準溫度高于室溫時，選用所述超級恒溫槽10,所 述標準水銀溫度計3測量所述恒溫槽4中的溫度，該標準水銀溫度計3的顯示 值作為校準時的標準溫度值；所述輸出信號檢測單元2包括有選擇控制電路5、 電流表6、頻率計7，所述選擇控制電路5設置有第一輸出端和第二輸出端，分 別連接所述電流表6和頻率計7。
被檢溫度傳感器檢測所述恒溫槽4內(nèi)溫度，并經(jīng)所述選擇控制電路5，選擇 輸出信號至所述電流表6或頻率計7。所述溫度校準單元1實現(xiàn)對被檢溫度傳感 器顯示值的校準，所述輸出信號檢測單元2實現(xiàn)對被檢溫度傳感器輸出信號值 的校準。
如圖2所示所述選擇控制電路5包括按鈕開關Jl、第二、第三互鎖開關 J2、 J3、負載電阻R和直流電源B,所述按鈕開關Jl的常閉開關的輸入端接收 輸入信號，該常閉開關的輸入端與輸出端之間并連所述負載電阻R，所述按鈕開 關Jl的常閉開關的輸出端還連接所述第二互鎖開關J2的常閉開關的輸入端， 該第二互鎖開關J2的常閉開關的輸出端連接所述第三互鎖開關J3的常閉開關， 該第三互鎖開關J3的常開開關作為所述第一輸出端與所述電流表6的正極連 接，該電流表6的負極連接所述直流電源B負極，所述第二互鎖幵關J2的常開 開關作為所述第二輸出端連接所述頻率計7的正極，該頻率計7的負極與所述 直流電源B負極連接。
所述選擇控制電路5還包括有連接電阻R0，所述連接電阻R0與所述頻率計 7并聯(lián)。
所述按鈕開關Jl的常閉開關的輸入端接收被檢溫度傳感器的輸出信號。在 礦井下，被檢溫度傳感器需要通過電纜才能將信號輸出到地面上，設置所述負
載電阻R用于模擬電纜電阻。有些廠家生產(chǎn)的輸出信號為頻率的被檢溫度傳感 器，連接在所述選擇控制電路5中不形成回路，設置所述連接電阻RO，可以形 成回路，實現(xiàn)被檢溫度傳感器的校準。
當被檢溫度傳感器的輸出信號為頻率信號時，按下所述第二互鎖開關J2， 接通所述頻率計7，當被檢溫度傳感器的輸出信號為電流信號時，按下所述第三 互鎖開關J3，接通所述電流表6，在進行負載特性檢測時，還需要按下所述按 鈕開關J1，使所述負載電阻R接入線路中。第二、三互鎖開關J2、 J3互鎖，同 時按下第二、三互鎖開關J2、 J3時，只能接通頻率計7，保證每次使用時，所 述選擇控制電路5僅有一個信號輸出端有效。通過所述選擇控制電路5，所述電 流表6、頻率計7和負載電阻R有機地連接起來，提高了校準設備的兼容性。
如圖3所示所述選擇控制電路5固定在箱體8內(nèi)部，所述按鈕開關Jl、 第二、第三互鎖開關J2、 J3及直流電源B的顯示屏和調(diào)節(jié)旋鈕位于所述箱體8 前面板上。
所述箱體8上還固定所述電流表6,該電流表6顯示屏位于該箱體8前面板上。
所述標準水銀溫度計3采用棒式二等標準水銀溫度計，所述直流電源B采 用HB-17直流穩(wěn)定電源，所述低溫恒溫槽9型號為DC-2006，所述超級恒溫槽 10型號為SC-15，所述電流表6為MB4204直流數(shù)字電流表，所述頻率計7為 E312B00通用計數(shù)器，所述負載電阻R阻值為500Q，所述連接電阻RO阻值為 1KQ 。
所述DC-2006型低溫恒溫槽9的工作范圍為-2(TC 室溫，工作介質(zhì)為酒精， 所述SC-15型超級恒溫槽10的工作范圍為室溫 10(TC，工作介質(zhì)為純凈水。 所述低溫恒溫槽9和超級恒溫槽10結合使用，可以實現(xiàn)-2(TC 10(TC的校準， 同時避免了使用同一個恒溫槽需要更換工作介質(zhì)的麻煩。
所述被檢溫度傳感器輸出信號為頻率信號時的校準，其工作原理如下
校準前
將標準水銀溫度計3和被檢溫度傳感器的探頭插入所述恒溫槽4內(nèi)，連接 好各儀器，并使所述按鈕開關J1、第二、第三互鎖開關J2、 J3全部處于彈開位 置；接通低溫恒溫槽9的電源開關，將低溫恒溫槽9的溫度設定為被檢溫度傳 感器測量范圍的下限值；接通超級恒溫槽IO，將超級恒溫槽10溫度設定為被檢 溫度傳感器量程的50%。同時將所述直流電源B輸出電流調(diào)至500mA，輸出電壓 調(diào)至12V。
零點校準低溫恒溫槽9降至設定溫度并穩(wěn)定后，讀取被檢溫度傳感器顯 示值和標準水銀溫度計3的顯示值，同時，調(diào)節(jié)該被檢溫度傳感器顯示值與標 準水銀溫度計3的顯示值一致。
示值校準超級恒溫槽10溫度升至設定溫度并穩(wěn)定后，將被檢溫度傳感器 探頭從低溫恒溫槽9中取出。該探頭取出后，在環(huán)境溫度下放置2分鐘，然后 插入超級恒溫槽10中，待示值穩(wěn)定后，讀取該被檢溫度傳感器和標準水銀溫度 計3的顯示值，同時，調(diào)節(jié)該被檢溫度傳感器顯示值與標準水銀溫度計3的顯 示值一致。
基本誤差檢測按下所述第二互鎖開關J2，所述第二互鎖開關J2的常閉開 關斷開，常開開關閉合，所述頻率計7接通，所述負載電阻R短路，所述電流 表6斷路。記錄此時所述頻率計7和被檢溫度傳感器的顯示值，按照公式a
將頻率計7顯示的頻率值換算成溫度值。式中，G表示檢測輸出信號《對應 的溫度；^表示輸出電信號上限對應的溫度；G。表示輸出電信號下限對應的溫 度；S表示檢測的輸出電信號；^表示輸出電信號范圍上限標稱值；A表示輸 出電信號范圍下限標稱值。&、 G。、 Pm、 A均是根據(jù)被檢溫度傳感器型號說明
書給出的固定值。
選擇被檢溫度傳感器量程的0、 25%、 50%、 75%、 100%5個點進行檢測，溫 度低于室溫的檢測點，采用低溫恒溫槽9進行檢測，溫度高于室溫的檢測點， 采用超級恒溫槽IO進行檢測，各檢測點檢測方法相同。
負載特性檢測在第二互鎖開關J2按下的同時，還需按下所述按鈕開關Jl， 按鈕開關J1的常閉開關斷開，所述負載電阻R與頻率計7串接。記錄此時所述 頻率計7和被檢溫度傳感器的顯示值，并將頻率計7示值按公式a換算成溫度 值。檢測點的選擇與基本誤差檢測相同。各檢測點溫度換算值與未外接負載電 阻R時的各檢測點溫度換算值比較，變化應不超過基本誤差的規(guī)定，否則調(diào)節(jié) 被檢溫度傳感器。
所述被檢溫度傳感器輸出信號為電流信號時，校準操作過程與頻率信號作 為輸出信號的被檢溫度傳感器操作大致相同，其不同之處主要在于在進行基 本誤差檢測時，彈起所述按鈕幵關J1和第二互鎖開關J2，按下所述第三互鎖開 關J3，所述第三互鎖開關J3的常閉開關斷開，常開開關閉合，所述電流表6接 通，所述負載電阻R短路，所述頻率計7斷路。
記錄此時電流表6和被檢溫度傳感器的顯示值，并計算電流表6顯示值對 應的溫度值，比較后，調(diào)節(jié)被檢溫度傳感器。
權利要求1、一種礦用溫度傳感器校準裝置，其特征在于由溫度校準單元(1)和輸出信號檢測單元(2)組成，所述溫度校準單元(1)包括有標準水銀溫度計(3)、恒溫槽(4)，所述標準水銀溫度計(3)測量所述恒溫槽(4)中的溫度，該標準水銀溫度計(3)的顯示值作為校準時的標準溫度值；所述輸出信號檢測單元(2)包括有選擇控制電路(5)、電流表(6)、頻率計(7)，所述選擇控制電路(5)設置有第一輸出端和第二輸出端，分別連接所述電流表(6)和頻率計(7)。
2、 根據(jù)權利要求1所述礦用溫度傳感器校準裝置，其特征在于所述選擇 控制電路(5)包括按鈕開關(Jl)、第二、第三互鎖開關(J2、 J3)、負載電阻(R)和直流電源(B)，所述按鈕開關(Jl)的常閉開關的輸入端接收輸入信號， 該常閉開關的輸入端與輸出端之間并連所述負載電阻(R)，所述按鈕開關(Jl) 的常閉開關的輸出端還連接所述第二互鎖開關(J2)的常閉開關的輸入端，該 第二互鎖開關(J2)的常閉開關的輸出端連接所述第三互鎖開關(J3)的常閉 開關，該第三互鎖開關(J3)的常開開關作為所述第一輸出端與所述電流表(6) 的正極連接，該電流表(6)的負極連接所述直流電源(B)負極，所述第二互 鎖開關(J2)的常開開關作為所述第二輸出端連接所述頻率計(7)的正極，該 頻率計(7)的負極與所述直流電源(B)負極連接。
3、 根據(jù)權利要求2所述礦用溫度傳感器校準裝置,其特征在于還包括有 連接電阻(R0)，所述連接電阻(R0)與所述頻率計(7)并聯(lián)。
4、 根據(jù)權利要求2所述礦用溫度傳感器校準裝置，其特征在于所述選擇 控制電路(5)固定在箱體(8)內(nèi)部，所述按鈕開關(Jl)、第二、第三互鎖開 關(J2、 J3)及直流電源(B)的顯示屏和調(diào)節(jié)旋鈕位于所述箱體(8)前面板 上；所述箱體(8)上還固定所述電流表(6)，該電流表(6)顯示屏位于該箱 體(8)前面板上。
5、根據(jù)權利要求1所述礦用溫度傳感器校準裝置，其特征在于所述恒溫 槽(4)由低溫恒溫槽(9)和/或超級恒溫槽(10)組成，當校準溫度低于室溫 時，選用所述低溫恒溫槽(9)，當校準溫度高于室溫時，選用所述超級恒溫槽 (10)。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用溫度傳感器校準裝置，其特征在于由溫度校準單元和輸出信號檢測單元組成，所述溫度校準單元包括有標準水銀溫度計、恒溫槽，所述標準水銀溫度計測量所述恒溫槽中的溫度，該標準水銀溫度計的顯示值作為校準時的標準溫度值；所述輸出信號檢測單元包括有選擇控制電路、電流表、頻率計，所述選擇控制電路設置有第一輸出端和第二輸出端，分別連接所述電流表和頻率計。溫度校準單元校準被檢傳感器的顯示值，輸出信號檢測單元校準被檢傳感器的輸出信號值。該裝置量程寬，既能校準輸出信號為頻率信號的溫度傳感器，也能校準輸出信號為電流的輸出傳感器，還能進行負載特性校準，設備兼容性強，校準精度高，易于操作。
文檔編號G01K15/00GK201193963SQ20082009812
公開日2009年2月11日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權日2008年4月23日
發(fā)明者周宗福, 周小添 申請人:周宗福