热工信号校验仪(Thermal Signal Calibrator)是一种用于校准和测试温度、压力、电流、电压等过程信号的便携式仪器,广泛应用于工业自动化、仪表维护和计量检测领域。其核心工作原理涉及信号模拟、测量、比较和修正,具体可分为以下几个部分:
(1) 信号生成(模拟输出)
D/A转换(数模转换):
通过数字处理器(如MCU或FPGA)生成精确的数字信号,再经高精度D/A转换器输出模拟信号(如4~20mA、0~10V、热电偶mV信号等)。
例如:模拟PT100电阻时,校验仪会计算对应温度的电阻值,并通过可调电阻或电子负载输出。
高稳定性基准源:
采用低温漂电压/电流基准(如LTZ1000),确保输出信号的长期稳定性。
(2) 信号测量(输入检测)
A/D转换(模数转换):
将被测仪表输出的信号(如热电偶的毫伏信号、压力变送器的4~20mA)转换为数字量,由内部算法计算实际值。
高精度测量电路:
电流测量:通过精密采样电阻(如0.01%精度)和运放电路。
电压测量:采用高输入阻抗差分放大器,减少负载效应。
电阻测量:恒流源法或电桥法(如PT100的三线制补偿)。
(3) 信号比较与校准
闭环反馈控制:
校验仪将输出信号与被测仪表的反馈信号进行实时比对,自动修正误差(如调整D/A输出以匹配标准值)。
标准参考源:
内置高等级标准传感器(如基准热电偶、铂电阻)或外部溯源标准(如Fluke 5520A多功能校准器)。
(4) 通信与数据处理
协议支持:
支持HART、Modbus等通信协议,可读写智能变送器的参数。
数据记录与报告:
存储校准数据,生成符合ISO 17025标准的报告。