便携式热工外表检定仪(以下简称“检定仪”)是咱们研制开发的一种新式的热工外表检定设备。该产品选用大规模集成电路、数字显现技能，把规范电压(毫伏)发生器、调理、显现组成一体，具有操作简洁、读数精确、重量轻、体积小等长处。改变了以往对二次热工外表检定所选用的逐盘滚动直流电位差计进行平衡读数的传统办法，进步了检定功率。别的，设有电势正负转化开关，为电子电位差计等具有温度补偿的热工外表的零位检定与修补供给了便利。
一、规划原理
1.检定仪的根本构成
该仪器选用大规模集成电路7135，它是一种双积分式转化器，配以译码器、数码显现器、驱动器及电阻、电容等元件，可组成满量程为2V的数字电压表，再配以高精度的运算扩大器、毫伏信号发生器、双稳触发器、继电器等，就可构成主动转化量程的热工外表检定仪。原理如图1所示。
2.双积分式A/D转化器作业原理
双积分式A/D转化器通过二次积分，将被测电压变成一个时刻距离，其持续时刻与被测电压的均匀值成正比。假如用计数器丈量此刻刻距离，就可在显现器上直接读出被测电压的均匀值。原理如图2所示。
输入被测电压UX经输入电路效果到电子开关，操控器将电子开关接到UX端，以UX效果到积分器，先对UX积分，这个进程称为采样阶段。因为逻辑操控电路宣布采样指令的效果，使采样时刻T1是固定值，一起，操控器使门敞开，时钟脉冲通入计数器，使计数器对时钟脉冲进行计数。当计数器计满时，输出溢出脉冲效果到操控器，然后对规范电压UR进行反向积分。当积分器输出为零电平常，检零比较器输出信号效果到操控器，使门封闭，这时计数器所计时钟脉冲便是被测电压的数字量。对UR的积分进程称为比较阶段，比较时刻为T2。作业波形如图3所示。
设积分器从零电平开端对UX积分，积分器输出为
式中:
——UX在T1时刻内的均匀值。
通过一个固守时刻T1后，计数器到达其满量限N1值，采样周期完毕，积分器由U01开端，对UR不和积分，直到输出为零时中止，这时积分器输出为:
因为UR为常数，因此
将式(1)代入式(3)得
所以
由式(5)可见T2与UX成正比。
设时钟脉冲频率为f0，则
(N1、N2为脉冲数) (7)
将式(6)、式(7)代入式(5)则有:
考虑工频为50Hz，一般取T1=20ms或它的整数倍，f0是固定的钟频，所以N1为一个常数。基准电压UR也为一个恒定量，因此只需知道计数器在比较阶段所计脉冲数N2，就可以精确地得到被测电压UX的均匀值。
因为是对均匀值丈量而不是对瞬时值进行丈量，可将对称的串模搅扰均匀抵消掉，所以抗搅扰才能很强。只需积分采样时刻T1为搅扰信号周期的整数倍，就有极高的串模按捺比。这种原理的数字电压表精确度高，稳定性好，其首要原因是UX和UR共用一个积分器及钟频，式(8)中不存在积分元件R和C改变的影响，降低了对积分器的要求。此外，丈量比较时刻T2的规范脉冲不需求长时刻的稳定性。因为经V/T改换后的时刻T2正比于T1，若T1有改变，T2也随之改变，只需两者改变速率相同，则对丈量成果不发生差错。
为了处理该仪器的稳定性和末尾数跳字的问题，选用了高质量的积分%&&&&&%，精确度高的电阻。变压器的初、次级进行有用地屏蔽和牢靠的别离，在信号的输入端加上RC滤波器、选用带有静电屏蔽的仪器外壳对整个电子线路部分进行有用屏蔽等。这些都牢靠确保了该仪器的丈量精确度和稳定性。
二、首要技能数据
1.量程
(1)量程1:(-3.000～19.999)mV；
(2)量程2:(18.00～199.99)mV；
量程主动转化。
2.精确度
本检定仪在通电预热调零后，在温度(20±5)℃范围内不低于下述规则:
(1)量程1:±(0.05%摇读数+5个字) (9)
(2)量程2:±(0.05%摇读数+2个字) (10)
三、运用中需求阐明的几个问题
1.显现位数
咱们来看一下“检定仪”的显现位数问题，当运用1量程时，即(-3.000～19.999)mV，小数点后有3位显现，不成问题。当运用2量程时，即(18.00～199.99)mV，小数点后有两位显现，分辨力为0.01mV。假设有一个0.5级(0～500)℃K分的被检表，经查表得:E500=20.650mV，此表答应差错=0.5%×20.650=0.10325mV≈0.10mV。由此可看出小数点后两位已到达检定要求，即便能读出小数点后3位也是无意义的。
2.设定外接电阻
该“检定仪”设定了3个外接电阻，分别为0Ω、5Ω、15Ω，在检守时一定要依照被检表要求挑选相应阻值，若被检表要求的外接电阻值“检定仪”没有装备，应在外线路上串接所需阻值再进行检定，否则会带来人为差错。特别是当检定一个表发现差错很大需求修补时，更应考虑是否因人为的忽略或检定办法不妥形成的。
3.差错补偿
“检定仪”在周期检守时，若根本差错不契合要求，可按以下过程对其进行调试。
(1)先调整量程1:调整A/D转化片7135的基准电压电位器R1，直到显现值契合要求。如图4所示。
定运算扩大器扩大倍数为K，7135显现数为:
若实践扩大倍数
(K″为附加倍率)
这时
咱们可调整UR为
，使
则
即为咱们所设定要求。
(2)在调整好量程1的基础上，再对量程2进行调整，调整运算扩大器反应电位器R4直到显现值契合精确度要求。
四、示值差错检定办法
因为检定仪在原理上归于电子式外表，是一种特别类型的直流数字电压表，所以在检守时应该依照直流数字电压表的检定规程进行。
直流数字电压表的差错检定办法从原理上一般可概括为直流规范电压发生器法、直流比较法、直流规范仪器法3种。
详细选用哪一种办法，可依据所具有的规范设备和被检仪器的等级挑选一种最合适、最经济牢靠而又简洁的办法。
依据该检定仪的规划原理及精确度(0.05级)，咱们挑选用直流电位差计做规范的检定办法(直流规范仪器法)。该办法是用直流电位差计(UJ51)和被检检定仪丈量同一电压，以直流电位差计的读数为实践值求出被检检定仪的示值差错。因为检定仪输入电阻很高，用直流电位差计可直接检定检定仪，此刻可把直流电位差计作为一个直流规范电压源，从其不知道电压端(即X端)输出规范电压信号给被检检定仪。如图5所示。
当直流电位差计输出一个规范电压UN(用其读数盘读数)，被检检定仪显现读数UX，检定仪的根本差错依照检定规程应表明为
Δ=±(a%UX+b%Um) (11)
式中:UX——检定仪显现值；Um——检定仪满刻度值；a——检定仪精确度等级；b——与满刻度值有关的差错系数。
检定仪答应差错应小于等于式(8)、式(9)。
在检守时应留意以下几个问题:
1.应运用0.01及以上级精确度低电势直流电位差计(满意计量规范设备归纳差错小于被检检定仪答应差错的1/5)。以便检定仪最大量程的丈量上限不高于所用直流电位差计的丈量上限，并确保直流电位差计在第一个十进盘有大于零的示值。其丈量盘的最小步进值应小于检定仪的灵敏度，以确保检定的精确度。
2.检定前先进行预热调零。操作过程如下:“检定仪”外接电阻开关于“0Ω”挡，外表、热偶开关处于“热偶”方位，并将接线端“+”、“-”短路，通电预热一小时后进行调零，然后去掉短路线，接上直流电位差计进行。若检守时直流电位差计量程不满意，可运用两个规范电池串联运用二倍直流电位差计作业电压来扩展量程进行检定。
3.检守时若直流电位差计检流计灵敏度不行，可加扩大器以进步检流计灵敏度。
4.检定设备应有杰出的屏蔽、接地办法，防止串模、共模搅扰，以消除走漏电流的影响。
5.检定点在各量程均匀选取10点进行，上升下降各丈量一次。
