一种船用柴油机热电阻自动测量系统的制作方法

本实用新型涉及船用柴油机热电阻温度传感器示值准确度检测
技术领域：
，具体地，涉及一种船用柴油机热电阻自动测量系统。
背景技术：
：船用柴油机热电阻温度传感器是船舶动力系统中低温区运行工况监测与控制常用的温度传感器。热电阻测温是基于金属导体热效应，即金属电阻体阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的，多用纯金属材料制成。目前应用最多的是铜与铂，其中铂热电阻的测量精度是最高的，不仅应用于运行工况监控测量，而且可以作为温度标准器具用于船用热电阻传感器示值准确度检测。热电阻是将温度变化量转化为电阻变化量的一次元件，电阻信号需要通过引线传递到温控系统或二次仪表。考虑到引线线阻对温度测量结果带来的误差，应用中根据测温精度使用要求将柴油机装机热电阻设计为二线制、三线制和四线制三种引线模式。其中二线制接线方法因无法剔除两根引线阻，导致测量结果的误差较大。实际应用中三线制接线方法较常见。该方法增加补偿导线用于剔除引线线阻所带入的测温误差，但使用该方式测温时热阻值仍然需通过间接测量得到，其测量准确性仍然不如四线制接线方法；四线制是理想的热电阻测温接线方式，通过直接测量流过热阻的恒电流和热电阻两端电压降计算热阻值，不受引线线阻影响，故其测量准确度在三种接线方式中是最出色的。当标准铂电阻作为温度标准器具用于工作传感器示值准确度检测时，通常采用四线制接线方式以保证精度。目前船用柴油机热电阻温度传感器实施批量入库检验时，检测员使用手持式数字多用表搭线逐支直接测量热电阻阻值，缺乏专用检测工装辅助检测导致测量数据频繁跳动，不仅无法准确辨识引线阻输入误差分量，检测人员更需靠近高温区域作业，工作效率底下且存在安全隐患。技术实现要素：针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型的目的是：提供一种船用柴油机热电阻自动测量系统及测量方法，通过船用柴油机热电阻自动测量系统，解决无专门测量接线工装需要人工搭线测量的问题，提高检测效率和准确性，降低测温误差。本实用新型是通过以下技术方案实现的。根据本实用新型的一个方面，提供了一种船用柴油机热电阻自动测量系统，包括：计算机、数字多用表、低电势扫描开关、热电阻接线自动转换装置、标准铂电阻、标准电阻以及热电阻检定专用测试线；其中：被检热电阻和所述标准铂电阻分别通过热电阻检定专用测试线与热电阻接线自动转换装置的接线柱连接；所述热电阻接线自动转换装置与低电势扫描开关相连接，所述低电势扫描开关与数字多用表相连接，热电阻信号通过低电势扫描开关输出至数字多用表；所述计算机分别与数字多用表和低电势扫描开关相连接，控制低电势扫描开关切换检测通道，使数字万用表的测量端与相应的检测点回路相通；控制数字多用表进行热电势测量，并将测得的热电势值送回计算机；所述标准电阻作为恒流修正基准，与热电阻接线自动转换装置相连接。优选地，所述热电阻接线自动转换装置包括标准通道和被检通道，所述标准通道和被检通道均包括1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱，所述热电阻接线自动转换装置具有二线制数据采集模式、三线制数据采集模式和/或四线制数据采集模式；其中：标准铂电阻的4个接线端通过4根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置标准通道的1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱上；当被检热电阻为二线制接线结构时，采用二线制数据采集模式，被检二线制热电阻的两端各引出2根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置被检通道的1#接线柱和2#接线柱上，并启动“二线制数据采集”功能；当被检热电阻为三线制接线结构时，采用三线制数据采集模式，被检三线制热电阻的3个接线端通过3根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置被检通道的1#接线柱、2#接线柱和3#接线柱上，并启动“三线制数据采集”功能；当被检热电阻为四线制接线结构时，采用四线制数据采集模式，被检四线制热电阻的4个接线端通过4根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置被检通道的1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱上，并启动“四线制数据采集”功能。优选地，所述数字多用表采用六位半数字多用表。优选地，所述计算机包括测试模块，所述测试模块分别与低电势扫描开关和数字多用表相连接，对数字万用表所测电势数据进行采样，并控制对低电势扫描开关的切换。优选地，所述测试模块内置测试软件。优选地，所述数字万用表与计算机之间通过RS-232串行接口通讯连接。优选地，所述计算机配置有专用信号线，所述专用信号线的一端与计算机COM2串口相连接，所述专用信号线的另一端与低电势扫描开关的RS-232插座相连接，实现计算机与低电势扫描开关之间的信号连接。优选地，所述低电势扫描开关的内部设置有主要由多个低热电势的小型继电器组成的多点切换回路，所述低电势扫描开关的前面板上设置有能够与多点切换回路吸合连接的切换按钮，所述低电势扫描开关的后面板上设置有用于信号输入的12通道检测信号输入端口、用于输出各通道数值至数字万用表的电压接线端口、用于与计算机RS-232串口信号连接的RS232插座、用于提供电流输出的Iout电流输出部件以及用于输入外部电源的Power插座；所述多点切换回路与计算机之间通过信号通道控制连接。优选地，所述低电势扫描开关的外部还设置有显示部件，所述显示部件用于显示计算机与多点切换回路之间的信号通道切换状态。优选地，所述12通道检测信号输入端口包括1～12号端口，其中，1号端口对应C通道，即短接通道；2号端口对应N通道，即接标准电阻的通道；3号端口对应E通道，即接标准铂电阻的通道；4～12号端口对应热电阻接线自动转换装置的1～10号被检通道，即通过热电阻接线自动转换装置连接被检热电阻的通道。优选地，所述标准电阻为100Ω。优选地，还包括如下任意一项或任意多项特征：-所述Iout电流输出部件内置稳流电源，提供1mA电流输出；-所述Power插座内置1A保险管。优选地，还包括检定恒温槽，工作状态下，标准铂电阻和被检热电阻分别沿套管插入检定恒温槽。根据本实用新型的另一个方面，提供了一种船用柴油机热电阻自动测量方法，包括如下步骤：步骤S1，将标准铂电阻和被检热电阻分别沿套管插入检定恒温槽中，并使标准铂电阻与被检热电阻的感温头处于同一截面上；步骤S2，标准铂电阻与被检热电阻通过热电阻检定专用测试线分别引至热电阻接线自动转换装置的被检接线柱，选择热电阻接线自动转换装置的线制数据采集模式并保持室内温度恒定；步骤S3，打开计算机的测试模块，录入被检热电阻信息和检定点信息后，启动测试程序；步骤S4，低电势扫描开关自动接受测试模块的指令，按电压法检定要求切换热电阻接线自动转换装置的各被检通道，使数字万用表的测量端与相应的检定点回路相通，数字万用表按照测试模块指令进行热电势测量并把测得的热电势值送回计算机。优选地，步骤S4具体为：计算机控制低电势扫描开关的切换工作和数字万用表的数据采样工作，根据数字万用表测得的标准铂电阻电压值换算出当前恒温场温度，在温度稳定达到某设定温度的检定点要求时，测试模块控制低电势扫描开关巡回切向标准铂电阻和被检热电阻，每切换一路，数字万用表就测量该回路的热电势并把所测的热电势信号值传送给计算机存储待用；当该检定点按要求检测完毕，测试模块自动转向下一个检定点；直至所有设定的检定点温度都检测完毕。优选地，检定过程中，恒稳电流值由标准电阻进行反复修正，以确保测量准确性。优选地，还包括如下步骤：步骤S5，测试模块按检定规程的要求做检定计算，然后整理检定结果并记录在固定格式的测量记录和数据综合表中，用户能够在测试模块上随时调用所有检定报表、查看和/或打印。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型提供的船用柴油机热电阻自动测量系统，是一种船用柴油机热电阻温度传感器专用自动检测系统，其根据各型船用柴油机测温热电阻传感器分度值号与接线规格差异选择需进入的自动检测模式以及多模式接线自动转换装置设计所带来的灵活便捷的导线连接方式，与各型恒温槽配合使用于各型高、中、低速柴油机测温热电阻传感器示值准确度检测，提高机上仪表入库检验工作效率和准确性。本实用新型提供的船用柴油机热电阻自动测量系统，有结构简单、使用简便、成本低廉、准确高效的优点。本实用新型提供的船用柴油机热电阻自动测量系统，系统设计符合JJG1098-2003《热电阻、热电阻自动测量系统校准规范》、JJG229-2010《铜、铂电阻检定规程》和JJG160-2007《标准铂电阻温度计检定规程》对数据采集处理和配套设备的技术要求。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为船用柴油机热电阻自动测量系统组成原理图；图2为船用柴油机热电阻接线自动转换装置的连接示意图；图3为数字多用表与计算机的连接示意图；图4为扫描开关与计算机的连接示意图；图5为专用低电势扫描开关工作原理示意图；图6为专用低电势扫描开关后面板图。具体实施方式下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。实施例1本实施例提供了一种一种船用柴油机热电阻自动测量系统，包括：计算机、数字多用表、低电势扫描开关、热电阻接线自动转换装置、标准铂电阻、标准电阻以及热电阻检定专用测试线；其中：被检热电阻和所述标准铂电阻分别通过热电阻检定专用测试线与热电阻接线自动转换装置的接线柱(被检通道接线柱和标准通道接线柱)连接；所述热电阻接线自动转换装置与低电势扫描开关相连接，所述低电势扫描开关与数字多用表相连接，热电阻信号通过低电势扫描开关输出至数字多用表；所述计算机分别与数字多用表和低电势扫描开关相连接，控制低电势扫描开关切换检测通道，使数字万用表的测量端与相应的检测点回路相通；控制数字多用表进行热电势测量，并将测得的热电势值送回计算机；所述标准电阻作为恒流修正基准，与热电阻接线自动转换装置相连接。进一步地，所述热电阻接线自动转换装置包括标准通道和(1～10号)被检通道，所述标准通道和(每一个)被检通道均包括1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱，所述热电阻接线自动转换装置具有二线制数据采集模式、三线制数据采集模式和/或四线制数据采集模式；其中：标准铂电阻的4个接线端通过4根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置面板“标准”通道的1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱上；当被检热电阻为二线制接线结构时，采用二线制数据采集模式，被检二线制热电阻的两端各引出2根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置面板“被检”通道的1#接线柱和2#接线柱上，并启动“二线制”功能按钮；当被检热电阻为三线制接线结构时，采用三线制数据采集模式，被检三线制热电阻的3个接线端通过3根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置面板“被检”通道的1#接线柱、2#接线柱和3#接线柱上，并启动“三线制”功能按钮；当被检热电阻为四线制接线结构时，采用四线制数据采集模式，被检四线制热电阻的4个接线端通过4根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置面板“被检”通道的1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱上，并启动“四线制”功能按钮。进一步地，所述数字多用表采用六位半数字多用表。进一步地，所述计算机包括测试模块，所述测试模块分别与低电势扫描开关和数字多用表相连接，对数字万用表所测电势数据进行采样，并对低电势扫描开关的切换进行控制。进一步地，所述测试模块内置测试软件。进一步地，所述数字万用表与计算机之间通过RS-232串行接口通讯连接。进一步地，所述计算机配置有专用信号线，所述专用信号线的一端与计算机COM2串口相连接，所述专用信号线的另一端与低电势扫描开关的RS-232插座相连接，实现计算机与低电势扫描开关之间的信号连接。进一步地，所述低电势扫描开关的内部设置有主要由多个低热电势的小型继电器组成的多点切换回路，所述低电势扫描开关的前面板上设置有能够与多点切换回路吸合连接的切换按钮，所述低电势扫描开关的后面板上设置有用于信号输入的12通道检测信号输入端口、用于输出各通道数值至数字万用表的电压接线端口、用于与计算机RS-232串口信号连接的RS232插座、用于提供电流输出的Iout电流输出部件以及用于输入外部电源的Power插座；所述多点切换回路与计算机之间通过信号通道控制连接。进一步地，所述低电势扫描开关的外部还设置有显示部件，所述显示部件用于显示计算机与多点切换回路之间的信号通道切换状态。进一步地，所述12通道检测信号输入端口包括1～12号端口，其中，1号端口对应C通道，即短接通道；2号端口对应N通道，即接标准电阻的通道；3号端口对应E通道，即接标准铂电阻的通道；4～12号端口对应热电阻接线自动转换装置的1～10号被检通道，即通过热电阻接线自动转换装置连接被检热电阻的通道。进一步地，所述标准电阻为100Ω。进一步地，还包括如下任意一项或任意多项特征：-所述Iout电流输出部件内置稳流电源，提供1mA电流输出；-所述Power插座内置1A保险管。进一步地，还包括检定恒温槽，工作状态下，标准铂电阻和被检热电阻分别沿套管插入检定恒温槽。下面结合附图对本实施例进一步描述。如图1所示，本实施例提供的系统，以计算机为主体，还包括(六位半)数字多用表、(专用)低电势扫描开关、(船用柴油机)热电阻接线自动转换装置、标准铂电阻、标准电阻、(船用柴油机)热电阻检定专用测试线。计算机包括测试模块，所述测试模块内置(船用柴油机热电阻)测试软件。(专用)低电势扫描开关采用单片机回路控制技术，功能模块化设计，将回路控制与数据采集整合于专用采集机柜。测试模块实现检测温度设定、温场恒温判断、检测数据采集和处理的自动化检测功能。标准电阻作为系统检测恒流修正基准。系统的技术性能如下:性能参数指标准确度±(0.005Reading+0.0017Range)％分辨率0.1μV寄生电势≤0.4μV开关通道10路2线检定支数二线制、三线制、四线制10支检定方法电压法检定类型热电阻：Pt10、Pt100、Pt1000、Cu10、Cu100分度号温度范围(0-250)℃稳定性≤0.04℃/10min具体实施过程：1)被检热电阻、标准热电阻与热电阻接线自动转换装置的连接。每支四线制热电阻两端通过4根热电阻检定专用测试线分别引至被检接线柱，接线方式如图2所示，具体为：标准热电阻或被检四线制热电阻接线盒上按1#-4#顺序排列的4个接线端通过4根热电阻检定专用测试线依次连接至热电阻接线自动转换装置面板上“标准”或“被检”通道对应的1#接线柱、2#接线柱、3#接线柱和4#接线柱上，并启动“四线制”功能按钮。热电阻信号通过低电势扫描开关输出至高精度数字万用表；二线制热电阻和标准铂电阻接线方式同四线制热电阻；三线制热电阻接1#、2#、3#接线柱。实际检测时，根据被检热电阻规格在热电阻接线自动转换装置面板上选择二线制、三线制、四线制数据采集模式按钮。2)计算机与数字万用表之间的连线。高精度的数字万用表和计算机之间的通讯通过RS-232串行接口相连，如图3所示。船用柴油机热电阻自动测量系统规定数字万用表的通讯接口与计算机COM1口相连接，控制电缆线和接插件专门配置。3)计算机与专用低电势扫描开关之间的连接。计算机的串口COM2，配置专用信号线，另一端与专用低电势扫描开关后面板上的RS-232插座连接，如图4所示，即完成了计算机与低电势扫描开关之间的信号连接。4)专用低电势扫描开关设计。为了实现被测信号自动切换和测量换向及测点短接，专用低电势扫描开关内装有十几个低热电势的小型继电器组成了多点切换回路，当需要手动切换时，可通过操作扫描开关前面板上的切换触摸按钮控制相应继电器的吸合。当要求自动切换时,自动操作回路可根据计算机的控制信号控制相应的继电器动作。此外，手动/自动操作模式可通过开关来切换,信号通道切换状态由数码管显示。专用低电势扫描开关的后面板如图6，插座的标记分别说明如下：12通道检测信号输入端口：信号输入端，从“1～12”，其中1对应C通道(短接)，2对应N通道(接100Ω标准电阻)，3对应E通道(接二等标准热电阻)，4-12对应1-10被检通道(接被检热电阻)。电压接线端口：指各通道值通过该接线端输出可连接数字万用表。RS-232插座：计算机自动检测控制接口，与计算机RS-232串口相连。Iout电流输出部件:内置稳流电源，提供1mA电流输出。Power插座：输入电源～220V±10％，内置1A保险管。实施例2本实施例提供了一种船用柴油机热电阻自动测量方法，可以采用实施例1提供的船用柴油机热电阻自动测量系统执行，包括如下步骤：步骤S1，将标准铂电阻和被检热电阻分别沿套管插入检定恒温槽中，并使标准铂电阻与被检热电阻的感温头处于同一截面上；步骤S2，标准铂电阻与被检热电阻通过热电阻检定专用测试线分别引至热电阻接线自动转换装置的被检接线柱，选择热电阻接线自动转换装置的线制数据采集模式并保持室内温度恒定；步骤S3，打开计算机的测试模块，录入被检热电阻信息和检定点信息后，启动测试程序；步骤S4，低电势扫描开关自动接受测试模块的指令，按电压法检定要求切换热电阻接线自动转换装置的各被检通道，使数字万用表的测量端与相应的检定点回路相通，数字万用表按照测试模块指令进行热电势测量并把测得的热电势值送回计算机。进一步地，步骤S4具体为：计算机控制低电势扫描开关的切换工作和数字万用表的数据采样工作，根据数字万用表测得的标准铂电阻电压值换算出当前恒温场温度，在温度稳定达到某设定温度的检定点要求时，测试模块控制低电势扫描开关巡回切向标准铂电阻和被检热电阻，每切换一路，数字万用表就测量该回路的热电势并把所测的热电势信号值传送给计算机存储待用；当该检定点按要求检测完毕，测试模块自动转向下一个检定点；直至所有设定的检定点温度都检测完毕。进一步地，检定过程中，恒稳电流值由标准电阻进行反复修正，以确保测量准确性。进一步地，还包括如下步骤：步骤S5，测试模块按检定规程的要求做检定计算，然后整理检定结果并记录在固定格式的测量记录和数据综合表中，用户能够在测试模块上随时调用所有检定报表、查看和/或打印。具体实施过程为：1)船用热电阻自动检测。检定船用柴油机热电阻温度传感器时，把标准铂电阻和被检热电阻分别沿特制套管插入检定恒温槽中，并使标准铂电阻与被检热电阻的感温头处于同一截面上。标准铂电阻与被检热电阻通过热电阻检定专用测试线分别引至热电阻接线自动转换装置的被检接线柱，选择热电阻接线自动转换装置的线制规格(即线制数据采集模式)并保持室内温度基本恒定。打开测试模块(热电阻专用测试软件)，录入被检热电阻信息和检定点信息后启动测试程序。专用低电势扫描开关开始自动接受测试模块指令，按电压法检定要求切换各被检通道，使高精度数字万用表的测量端与相应的检定点回路相通，数字万用表按照测试模块指令进行热电势测量并把测得的热电势值送回计算机。测试模块是热电阻自动检定过程的控制者，它根据检定工作的需要，控制低电势扫描开关的切换工作和数字万用表的数据采样工作，根据测得的标准铂电阻电压值换算出当前恒温场温度，在温度稳定达到某设定温度的检定点要求时，测试模块控制低电势扫描开关巡回切向标准铂电阻和被检热电阻，每切换一路，高精度数字万用表就测量该回路的热电势并把所测的热电势信号值传送给计算机存储待用，当该检定点按要求检测完毕，测试模块自动转向下一个温度检定点。检定过程中恒稳电流值由标准电阻进行反复修正以确保测量准确性。当所设定的温度检定点都检测完毕，测试模块则按检定规程的要求做检定计算，然后整理检定结果并记录在固定格式的测量记录和数据综合表中，用户可在测试模块上随时调用所有检定报表，查看和/或打印。以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。当前第1页1 2 3