一种热电偶调理模块响应时间测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种热电偶调理模块响应时间测试系统，包括为热电偶调理模块生成测试信号的前置处理模块；还包括示波器；所述前置处理模块包括2个信号源发生器、串联的切换开关、负载1、负载2，负载1两端的电压值高于示波器纹波噪声，其中示波器的通道1CH1接负载1两端，示波器的通道2CH2获取热电偶调理模块的输出信号，热电偶调理模块的输入端接负载2的两端，切换开关用于按照一定的频率切换2个信号源发生器。上述热电偶调理模块响应时间测试系统可以使用示波器自动化执行热电偶模块响应时间测试，解决目前示波器测量时间的瓶颈，自动化测试才能更方便的实现测试数据的量化，达到验证热电偶调理模块响应时间满足设计要求的效果。

A response time test system of thermocouple conditioning module

【技术实现步骤摘要】
一种热电偶调理模块响应时间测试系统
本专利技术涉及核电
，具体涉及核电厂用的热电偶响应时间测试系统。
技术介绍
热电偶响应时间定义：热电偶调理模块输入信号变化到热电偶调理模块稳定输出为热电偶调理模块的响应时间；常规的热电偶响应时间测试方法使用示波器探头连接热电偶调理模块输入及输出测试响应时间，通俗的来说，就是用示波器采集热电偶的输入端，测定输入端信号发生变化的时刻，同时用示波器采集热电偶的输出端，观测对应的输出变化的时刻，将2个时刻相减，即可得到响应时间。而对于核电厂安全级DCS平台用的热电偶调理模块，其采用常规的示波器直接采集输入端和输出端信号时，则存在以下问题：1、核电厂安全级DCS平台用的热电偶调理模块的输入范围一般为0℃-1300℃，对应的电压输入范围0-55mV，也就是说，在测试时，需要模拟出0-55mV的电压信号作为输入源接入待热电偶调理模块，但示波器探头的纹波噪声高达几十mV，因此直接将示波器探头接入到输入端上，则无法分别出变化点，导致示波器难以判定热电偶响应时间的起点。2、由于核电厂安全级DCS平台用的热电偶调理模块，一般是高速ADC采样输出，热电偶调理模块的输出范围为4mA-20mA的电流信号，由于输出信号受硬件电路及软件滤波本身处理的影响，每次温度变化，其输出信号分都是为2-3段波动变化后进行输出，因此导致热电偶调理模块输出负载两端电压值有3段电压值，(参考附图1)即，热电偶调理模块采集到信号后，由于软硬件滤波导致输出跟随输入信号变化有3段输出，使用示波器测试需要确定热电偶模块输出的最后一段波形为响应时间终点，由于测试响应时间需要多次重复采集，然后取平均值，因此在多次采集的过程中，我们发现，由于热电偶软件处理关系导致输出波形有规律变化，可能导致倒数第二段与最后一段的电压差较小，示波器同样难以判定热电偶响应时间终点，参考图1所示，其输出的第二段电压值与第三次电压值就会非常接近，因此，难以识别最终稳定输出点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热电偶调理模块响应时间测试系统，该专利技术首要解决采用示波器获取输入信号变化时刻点。本专利技术的具体技术方案为：一种热电偶调理模块响应时间测试系统，包括为热电偶调理模块生成测试信号的前置处理模块；还包括示波器；所述前置处理模块包括2个信号源发生器、串联的切换开关、负载1、负载2，负载1两端的电压值高于示波器纹波噪声，其中示波器的通道1CH1接负载1两端，示波器的通道2CH2获取热电偶调理模块的输出信号，热电偶调理模块的输入端接负载2的两端，切换开关用于按照一定的频率切换2个信号源发生器。在上述方案中，由于本专利技术的对象是输入信号范围为mV级的热电偶调理模块，为了解决示波器直接采集热电偶调理模块输入端的信号所带来的识别难度问题，因此，本专利技术将传统的一个mV级的信号源改为2个信号源发生器，同时增加了2个负载，其负载1、负载2可以根据其输入的信号源发生器的电压值、以及负载1、负载2本身，使得其中负载2两端产生与热电偶调理模块输入范围向匹配的电压，热电偶调理模块的输入端接负载2两端，使得负载1两端的电压达到可以忽略示波器纹波噪声的影响的电压值，这样将示波器测量输入变化的通道接负载1的两端；优选其中2个信号源发生器中的至少1个信号源发生器为伏特级的信号源。也就是说，本专利技术的上述总体理念为，用具有高电压值的负载1接入示波器，由于负载1和负载2的再信号变化时的变化起始是箱体的，因此接负载1就相当于接负载2两端，也即相当于接热电偶输入两端，只是在本专利技术的上述内容下，我们只需要调节信号源的大小、负载1、负载2的大小，使得负载1的电压足够大，大到可以忽略噪声影响，这样就是的示波器能很好的识别出响应时间测试的起点。优选的，由于热电偶调理模块的输入范围的起点可能是0，也可以是大于0的值，但无论其范围如何，我们只需要保证2个信号源发生器之间的输出不同即可，也就是需要模拟出温度变化状态，那么在切换开关的动作下，就发生了一次变化，而这种变化就可以反应到负载1、负载2的电压变化上，因此，所述2个信号源发生器为输出电压信号的信号源发生器，其中一个信号源发生器生成的电压信号大于另外一个信号源发生器生成的电压信号。优选的，当热电偶调理模块的输入范围的起点是0时，所述2个信号源发生器为输出电压信号的信号源发生器，其中一个信号源发生器生成的电压信号大于0V，另一个信号源发生器生成的电压信号为0V。优选的，由于产生0V电压的信号发生情况有多种，优选的，可以直接采用电压制造1个0V的输出，也可以直接将其接地，因此，所述2个信号源发生器中一个信号源发生器为输出大于0V电压信号的信号源发生器，另一个信号源发生器为地线，该地线视为输出0V电压信号。上述信号源发生器为地线，实际上可以理解为切换开关的一触点空置或接地等，都视为地线。优选的，所述负载1为电阻R1、负载2为电阻R2，其中，电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值。优选的，当热电偶调理模块的输入范围为0-55mV时，其2个信号源发生器分别输出0V电压信号、5V电压信号，其中负载1为阻值为10KΩ的电阻R1、负载2为组织为100Ω的电阻R2，此时R2两端电压为50mV。对于本专利技术
技术介绍
中，还描述了输出的问题，由于热电偶调理模块本身的问题，其在一次变化后，其输出信号是需要经过三次跳变才能得到最终的值，而对响应时间测试时，需要对其中的第三次跳变进行抽取，找到第三次跳变的时刻，而由于第三次跳变与第二次跳变之间的变化会出现变化小的情况，因此，有些测试次数会将第三次跳变时刻和第二次跳变时刻混淆，导致测试失误，因此为了解决该问题，本专利技术采用可比较输出的设计思想，即，预先推算第三次跳变的最终值，设置好阈值电压，采用电压比较器，来比较，只要其电压达到阈值，则起电压比较器就会输出一个信号来标志最终的稳定时刻点到达，即，将示波器的另一用于识别稳定时刻点的通道接电压比较器的输出端，这样就可以获得非常稳定的稳定时刻点，因此本专利技术还包括对热电偶调理模块的输出信号进行调理的后置处理模块，所述后置处理模块包括电压比较器、阈值信号源，电压比较器的一个输入端接热电偶调理模块的输出端，另一个输入端接阈值信号源，电压比较器的输出端接示波器。由于热电偶调理模块输出端连接高精度低延迟电压比较器的输入端，通过阈值信号源来匹配热电偶调理模块的输出电压，当热电偶调理模块输出电压高于阈值信号源设置的电压时，电压比较器输出高电平，否则为低；电压比较器输出的信号为响应时间测试终点，可以解决热电偶输出信号多段，且多段信号之间差异小时，无法识别的问题。优选的，热电偶调理模块的输出端加载有一个负载电阻R3。当热电偶调理模块的输入范围为0-55mV时，其2个信号源发生器分别输出0V电压信号、5V电压信号，其中负载1为阻值为10KΩ的电阻R1、负载2为组织为100Ω的电阻R2，此时R2两端电压为50mV；所述阈值信号源输出2V电压信号。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：上述热电偶调理模块响应时间测试系统可以使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电偶调理模块响应时间测试系统，其特征在于：包括为热电偶调理模块生成测试信号的前置处理模块；还包括示波器；所述前置处理模块包括2个信号源发生器、串联的切换开关、负载1、负载2，负载1两端的电压值高于示波器纹波噪声，其中示波器的通道1CH1接负载1两端，示波器的通道2CH2获取热电偶调理模块的输出信号，热电偶调理模块的输入端接负载2的两端，切换开关用于按照一定的频率切换2个信号源发生器。/n

【技术特征摘要】
1.一种热电偶调理模块响应时间测试系统，其特征在于：包括为热电偶调理模块生成测试信号的前置处理模块；还包括示波器；所述前置处理模块包括2个信号源发生器、串联的切换开关、负载1、负载2，负载1两端的电压值高于示波器纹波噪声，其中示波器的通道1CH1接负载1两端，示波器的通道2CH2获取热电偶调理模块的输出信号，热电偶调理模块的输入端接负载2的两端，切换开关用于按照一定的频率切换2个信号源发生器。


2.根据权利要求1所述的一种热电偶调理模块响应时间测试系统，其特征在于，所述2个信号源发生器为输出电压信号的信号源发生器，其中一个信号源发生器生成的电压信号大于另外一个信号源发生器生成的电压信号。


3.根据权利要求1所述的一种热电偶调理模块响应时间测试系统，其特征在于，所述2个信号源发生器为输出电压信号的信号源发生器，其中一个信号源发生器生成的电压信号大于0V，另一个信号源发生器生成的电压信号为0V。


4.根据权利要求1所述的一种热电偶调理模块响应时间测试系统，其特征在于，所述2个信号源发生器中一个信号源发生器为输出大于0V电压信号的信号源发生器，另一个信号源发生器为地线，该地线视为输出0V电压信号。


5.根据权利要求1所述的一种热电偶调理模块响应时间测试系统，其特征在于，所述负载1为电阻R1、负载2为电阻R2，其中，电阻R1的阻值大于电阻R2的阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志武，刘明星，张影，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：新型
国别省市：四川;51