专利名称：便携式仪表校验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于检测仪表。
工业上普遍使用的仪表系统，是以DDZ－Ⅱ和Ⅲ型单元组合式仪表为主体组成的。这些仪表都是要定期校验的。目前，除少数仪表厂生产的校验仪可用来校验之外，通过对专利文献手工检索，还未找到其它产品。而这些校验仪表存在着许多缺点。例如大连仪表厂生产的“DXF－01型校验信号发生器”，无测量功能，即不能标定变送单元仪表。该表输出精度低，其稳定性只有0.5％，再现性0.25％，指针式表头的指示误差为±5％，且抗震性也差。因此给现场使用者带来一定的困难。
本实用新型是一种用于校验的多功能仪表，既可输出电压、电流标准信号，又可输入电压、电流测量信号。仪表除信号输出的驱动使用晶体管外，其余的全部由集成块组成，结构简单，体积小，操作方便，功能齐全。该表使用发光数码管直接数字显示，而且可以输出校验、输入测量两用。
本实用新型由九个部分组成，即电源部分〔1〕、标准信号源〔2〕电压放大器〔3〕、压流变换器〔4〕、电压反馈电阻〔5〕、电流反馈电阻〔6〕、表头放大器〔7〕、41／2位高分辨率数显表头〔8〕和功能开关部分〔9〕。其原理见附
图1所示的方框图和附图2所示的电路原理图。图1中标准信号源〔2〕、电压放大器〔3〕压流变换器〔4〕、表头放大器〔7〕、41／2位表头〔8〕均由电源〔1〕提供所需的电源。仪表通过功能开关部分〔9〕的相互切换来实现多功能化的。其中K2是电流输出开关，K3是输出／输入选择开关，K4是电压／电流选择开关，K5是电压量程选择开关。
下面对附图2说明仪表工作原理。
仪表用作电压输出由稳压二极管DW1提供的基准电压，通过电阻R3分压后加在电位器W1和W2上，经W1粗调和W2微调得到精度很高的连续电压标准信号。该信号经运放IC4放大，稳压二极管DW2电平转换，晶体管BG1功率放大，从开关K4－3、KK4－1输出，再经开关K3－2、K4－2返回。电压反馈电阻R89通过开关K3－3并联在输出端上。由开关K5－1选择反馈系数改变量程大小。通过开关K4－5将输出的电压信号反馈回运放IC4完成电压输出。
仪表用作电流输出标准电压信号经电压放大后，通过开关K4－3加到互补型晶体管BG2、BG3、组成的压流变换器〔4〕上，将相应的电压信号变成电流信号。当开关K2拨到输出位置上，电源经开关K2－1、K4－1、K3－1输出，再由开关K3－2、K4－2加到压流变换器〔4〕的BG2集电极上，经BG2集电结、发射结，BG3发射结、集电结，开关K3－4，电流反馈电阻R10回地。这时的电流反馈电阻R10上的反馈信号经开关K4－5送回运放IC4，完成电流输出。
上述仪表用作输出时，电压反馈信号和电流反馈信号在送回运放IC4同时，也送入表头放大器〔7〕中的运放IC5放大10倍，由41／2位表头显示输出大小。开关K4－6和K5－2选择输出信号相应量程对应表头显示屏上的小数点亮，完成指示输出信号大小的功能。
当仪表作为输入测量时，开关K3将输入信号与电压放大器〔3〕压流变换器〔4〕的线路断开。通过开关K4－4选择，电压反馈电阻R8，R9(这时称分压电阻更确切些，但为了前后称呼一致仍称其为电压反馈电阻，分流电阻也仍称为电流反馈电阻)或电流反馈电阻R10与表头放大器〔7〕，表头〔8〕形成一个电压或电流表。电压测量还通过开关K5－1选择量程(分压比)，经开关K4－5送入表头放大器〔7〕放大，表头〔8〕作相应量程的显示，完成输入信号的测量。
本实用新型采用集成块与晶体管混合电路，既发挥了晶体管的输出功率大，耐压高，价格便宜等优点，也利用了集成块的可靠性高、稳定性能好，零漂极低，线性好的特性。电路采用大闭环反馈技术，克服了由于使用晶体管所带来的缺点，使仪表精度得到保证显示部分使用的是41／2位高分辨率数显表头，精度高，无读数误差，整个仪表体积小，结构简单，便于携带，抗震性能好，表内采取了一定的抗干扰措施亦可在强磁场下工作，使仪表能适应现场条件的需要。
本实用新型的特征在于1、仪表由电源部分〔1〕、标准信号源〔2〕、电压放大器〔3〕、压流变换器〔4〕、电压反馈电阻〔5〕、电流反馈电阻〔6〕、表头放大器〔7〕、41／2位数显表头〔8〕及功能开关部分〔9〕所组成。通过对开关的变换，达到仪表校验，测量等功能。
2、电压或电流输出时，反馈信号均取自于输出端，形成大闭环反馈线路，发挥了集成块和晶体管各自的优点。
3、运放IC4和晶体管BG1组成的电压放大器〔3〕，既可直接输出电压信号，又可与压流变换器〔4〕组合，输出电流信号。
4、压流变换器〔4〕采用了互补型晶体管BG2、BG3发射极连接线路，使IC2＝IC3，减小基极电流对输出(集电极)电流的影响，使输出线性提高。
5、电压反馈电阻R8，R9和电流反馈电阻R10，既在仪表输出时用作反馈，又在仪表输入时用作分压和分流。并且为表头放大器〔7〕提供显示信号。
本仪表的实施方法是通过附图2所示的电路原理图实现的。
1、电源部分变压器B将220V市电降压，输入二极管D1D1－4的桥路整流。经电容C3、C4滤波后，由三端稳压集成块IC1－3稳压，输出的±5V电源供给运放IC4、IC5，标准信号源〔2〕，显示表头〔8〕所需的电源。＋12V电源供给BG1作电压输出用。另外，二极管D5、D6，电容C1、C2组成倍压整流电路，提供＋50V左右的电压供给电流输出用，R1为泄放电阻。
2、标准信号源由限流电阻R2提供给基准稳压二极管DW1工作电流，DW1是高精度，低温度系数的稳压二极管，输出1.2V的基准信号，经分压电阻R3加在多圈电位器W1和W2两端，通过对W1粗调和W2微调，即可输出连续可调的标准电压信号。电容C8，9，10为抗干扰所加。
3、电压放大器运放IC4为自稳零运放，稳压二极管DW2为运放IC4与晶体管BC1的电平转换所设，分流电阻R4能提高电压放大器在低负荷下的稳定性。晶体管BG1作为功率放大，使最大负载电流达10mA。限流电阻R5和二极管D7是防止大负荷和反向电压损坏晶体管所加。
4、压流变换器互补型晶体管BG2、BG3采用发射极连接线路，配对使用，可以减小基极电流对集电极电流的影响，提高输出线性度。因为Ib2＋Ic2＝(β2＋1)Ic2／β2＝Ie2＝Ie3＝Ib3＋Ic3＝(β3＋1)Ic3／β3，若β2＝β3即可实现Ic2＝Ic3，即输出电流不受基极电流的影响使电流输出能达到电压输出时的相同精度。R11，R12为BG3提供了一定的偏置电压，使BG3处于线性工作区域。
5、电压反馈电阻R8，R9通过开关K3－3并联在输出端上，为运放IC4，5提供0～200mV的电压反馈和显示信号通过开关K5－1改变反馈系数即能改变输出电压大小。仪表用作电压测量时，R8、R9还作为分压电阻使用。
6 6、电流反馈电阻R10通过开关K3－4串联在输出端上为运放IC4，5提供0～200mV的电流反馈和显示信号。在仪表用作输入电流测量时，R10作为分流电阻使用。
7、表头放大器运放IC5为自稳零运放，比例电阻R6／R7＝9，构成一个10倍电压放大器，将0～200mV的显示信号放大到0～2000mV，送到表头〔8〕用作显示。
8、表头采用TSC7135芯片组装的0～2000.0mV数字显示高分辨率表头，体积小，精度高，给测量带来了方便。小数点位置是通过开关K4－6和K5－2完成的。
9、功能开关部分通过开关K3、K4、K5的选择，该表可输出0～200.00mVD
C
，0～10000mVD
C
，0～20.000mAD
C
，电压输出的负载电流可达10mV，电流输出的负载，当输出0～10mA时为0～3KΩ，当输出0～20mA时为0～1.5KΩ。该表可输入0～200.00mVD
C
，0～10000mVD
C
和0～20.000mAD
C
测量信号，电压输入时，仪表输入阻抗达1MΩ，电流输入时，仪表的内阻为10Ω。仪表精度可达0.01级。
本仪表设计新颖，功能齐全，操作方便，精度高，不仅可以用于工业仪表校验。也可作为其它仪表，设备的模拟信号发生器使用。因此，具有一定的经济效益和使用价值。
权利要求1.便携式仪表校验仪是由电源部分[1]、标准信号源[2]、电压放大器[3]、压流变换器[4]、电压反馈电阻[5]、电流反馈电阻[6]、表头放大器[7]、41/2位高分辨率数字显示表头[8]及功能开关部分[9]所组成，其特征在于标准信号由电位器W1抽头输出，电位器W1和W2串联，再与分压电阻R8串联，整个支路与稳压二极管DW1并联。
2.按权利要求1所述的便携式仪表校验仪，其特征在于电阻R8和R9串联，整个支路通过K3－1K3－3和K4－4与输出端并联，电阻R10通过K3－1和K4－4与输出端串联。
3.按权利要求1、2所述的便携式仪表校验仪，其特征在于电阻R8、R9通过K5－1和K4－5与IC4、IC5的输入端相连，电阻R10通过K4－5与IC4、IC5的输入端相连。
4.按权利要求1所述的便携式仪表校验仪，其特征在于电压放大器〔3〕中IC4的输出端与稳压二极管DW2串联，与晶体管BG1的基极相连。
5.按权利要求1所述的便携式仪表校验仪，其特征在于压流变换器〔4〕中，晶体管BG2和BG3发射极联接。
专利摘要本实用新型是一种用于DDZ-II和III型工业仪表检验的多功能仪表。它既可输出电压、电流标准信号，又可输入电压、电流测量信号。该仪表由电源部分、标准信号源、电压放大器、压流变换器、电压反馈电阻、电流反馈电阻、表头放大器、41/2位高分辨率数显表头及功能开关部分等九部分组成。除输出的驱动用晶体管外，其余的由集成块组成。设计巧妙，结构简单，体积小，稳定性能好，抗干扰能力强，精度可达0.01级，操作方便，功能齐全。
文档编号G01R35/00GK2036278SQ8820439
公开日1989年4月19日 申请日期1988年4月26日 优先权日1988年4月26日
发明者华奇平, 方之岗 申请人:华奇平, 方之岗