煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器技术方案

本实用新型专利技术涉及传输中转系统校准技术，具体是一种煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器。本实用新型专利技术解决了目前尚无一种专用于对煤矿安全监测系统中的监测分站进行校准的装置的问题。煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器包括本质安全供电单元、单片机、频率信号发生器、标准电压发生器、以及标准电流发生器；所述频率信号发生器包括温度补偿晶体振荡器、以及分频器；所述标准电压发生器包括基准电压源、以及分压器；所述标准电流发生器包括运算放大器、以及电流取样电阻。本实用新型专利技术适用于煤矿安全监测系统中的监测分站的校准。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及传输中转系统校准技术，具体是一种煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器。
技术介绍
煤矿安全监测系统通常由各类传感器(如浓度传感器、风速传感器、温度传感器、压力传感器等)和监测分站组成。工作时，各类传感器实时采集矿井下的各类信号，并将采集到的信号实时发送至监测分站。在现有技术条件下，为了保证煤矿安全监测系统正常工作，通常仅对各类传感器进行校准，但却不对监测分站进行校准。实践表明，监测分站若未经校准投入工作，其在接收传感器信号的过程中便容易产生误差，由此便会影响煤矿安全监测系统的正常工作。基于此，有必要专利技术一种专用于对煤矿安全监测系统中的监测分站进行校准的装置，然而目前并无一种装置。
技术实现思路
本技术为了解决目前尚无一种专用于对煤矿安全监测系统中的监测分站进行校准的装置的问题，提供了一种煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器。本技术是采用如下技术方案实现的:煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器，包括本质安全供电单元、单片机、频率信号发生器、标准电压发生器、以及标准电流发生器；所述频率信号发生器包括温度补偿晶体振荡器、以及分频器；所述标准电压发生器包括基准电压源、以及分压器；所述标准电流发生器包括运算放大器、以及电流取样电阻；其中，温度补偿晶体振荡器的信号输出端与分频器的信号输入端连接；基准电压源的信号输出端与分压器的信号输入端连接；运算放大器的信号输入端通过电流取样电阻与分压器的信号输出端连接；分频器的控制信号输入端、分压器的控制信号输入端、运算放大器的控制信号输入端均与单片机的控制信号输出端连接；单片机的供电输入端、温度补偿晶体振荡器的供电输入端、分频器的供电输入端、基准电压源的供电输入端、分压器的供电输入端、运算放大器的供电输入端均与本质安全供电单元的供电输出端连接。工作时,分别将分频器的信号输出端、分压器的信号输出端、运算放大器的信号输出端与煤矿安全监测系统中的监测分站的信号输入端连接。当对监测分站进行校准时，断开传感器与监测分站之间的连接，并分别建立频率信号发生器、标准电压发生器、标准电流发生器与监测分站之间的连接。具体工作过程包括:一、通过温度补偿晶体振荡器产生方波信号，通过单片机控制分频器对方波信号进行分频，并将分频得到的频率信号发送至监测分站。通过频率信号模拟传感器的信号(如浓度、风速、温度、压力等)，并将监测分站接收到的模拟传感器输出的频率信号与单片机设置(以下同理)输入的标准电子信号进行比对。若监测分站接收到的模拟传感器输出的频率信号与设置输入的标准电子信号的差值在允许误差范围内，则说明监测分站合格。若监测分站接收到的模拟传感器输出的频率信号与设置输入的标准电子信号(如浓度、风速、温度、压力等)的差值超出允许误差范围，则说明监测分站不合格，由此对监测分站进行在线校准。二、通过基准电压源产生基准电压信号，通过单片机控制分压器对基准电压信号进行分压，并将分压得到的标准电压信号发送至监测分站。通过标准电压信号模拟传感器的信号(如浓度、风速、温度、压力等)，并将监测分站接收到的模拟传感器输出的标准电压信号与设置输入的标准电子信号(如浓度、风速、温度、压力等)进行比对。若监测分站接收到的模拟传感器输出的标准电压信号与设置输入的标准电子信号的差值在允许误差范围内，则说明监测分站合格。若监测分站接收到的模拟传感器输出的标准电压信号与设置输入的标准电子信号的差值超出允许误差范围，则说明监测分站不合格，由此对监测分站进行在线校准。三、通过电流采样电阻对分压得到的信号进行采样，通过单片机控制运算放大器对采样得到的信号进行放大，并将放大得到的标准电流信号发送至监测分站。通过标准电流信号模拟传感器的信号(如浓度、风速、温度、压力等)，并将监测分站接收到的模拟传感器输出的标准电流信号与设置输入的标准电子信号进行比对。若监测分站接收到的模拟传感器输出的标准电流信号与设置输入的电子标准信号的差值在允许误差范围内，则说明监测分站合格。若监测分站接收到的模拟传感器输出的标准电流信号与设置输入的电子标准信号的差值超出允许误差范围，则说明监测分站不合格，由此对监测分站进行在线校准。在此过程中，本质安全供电单元持续向单片机、温度补偿晶体振荡器、分频器、基准电压源、分压器、运算放大器进行供电。基于上述过程，本技术所述的煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器通过采用频率信号、标准电压信号、标准电流信号对传感器信号进行模拟，实现了对煤矿安全监测系统中的监测分站进行在线校准，由此保证了监测分站接收传感器信号的准确性，进而保证了煤矿安全监测系统的正常工作。本技术结构合理、设计巧妙，有效解决了目前尚无一种专用于对煤矿安全监测系统中的监测分站进行校准的装置的问题，适用于煤矿安全监测系统中的监测分站的校准。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中:1_本质安全供电单元，2-单片机，3-温度补偿晶体振荡器，4-分频器，5-基准电压源，6-分压器，7-运算放大器，8-电流取样电阻，9-监测分站。具体实施方式煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器，包括本质安全供电单元1、单片机2、频率信号发生器、标准电压发生器、以及标准电流发生器；所述频率信号发生器包括温度补偿晶体振荡器3、以及分频器4 ;所述标准电压发生器包括基准电压源5、以及分压器6 ；所述标准电流发生器包括运算放大器7、以及电流取样电阻8 ;其中，温度补偿晶体振荡器3的信号输出端与分频器4的信号输入端连接；基准电压源5的信号输出端与分压器6的信号输入端连接；运算放大器7的信号输入端通过电流取样电阻8与分压器6的信号输出端连接；分频器4的控制信号输入端、分压器6的控制信号输入端、运算放大器7的控制信号输入端均与单片机2的控制信号输出端连接；单片机2的供电输入端、温度补偿晶体振荡器3的供电输入端、分频器4的供电输入端、基准电压源5的供电输入端、分压器6的供电输入 端、运算放大器7的供电输入端均与本质安全供电单元I的供电输出端连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器，其特征在于：包括本质安全供电单元（1）、单片机（2）、频率信号发生器、标准电压发生器、以及标准电流发生器；所述频率信号发生器包括温度补偿晶体振荡器（3）、以及分频器（4）；所述标准电压发生器包括基准电压源（5）、以及分压器（6）；所述标准电流发生器包括运算放大器（7）、以及电流取样电阻（8）；其中，温度补偿晶体振荡器（3）的信号输出端与分频器（4）的信号输入端连接；基准电压源（5）的信号输出端与分压器（6）的信号输入端连接；运算放大器（7）的信号输入端通过电流取样电阻（8）与分压器（6）的信号输出端连接；分频器（4）的控制信号输入端、分压器（6）的控制信号输入端、运算放大器（7）的控制信号输入端均与单片机（2）的控制信号输出端连接；单片机（2）的供电输入端、温度补偿晶体振荡器（3）的供电输入端、分频器（4）的供电输入端、基准电压源（5）的供电输入端、分压器（6）的供电输入端、运算放大器（7）的供电输入端均与本质安全供电单元（1）的供电输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿安全监测系统分站在线校准电子标准器，其特征在于:包括本质安全供电单元(I)、单片机(2)、频率信号发生器、标准电压发生器、以及标准电流发生器；所述频率信号发生器包括温度补偿晶体振荡器(3)、以及分频器(4);所述标准电压发生器包括基准电压源(5)、以及分压器(6);所述标准电流发生器包括运算放大器(7)、以及电流取样电阻(8);其中，温度补偿晶体振荡器(3)的信号输出端与分频器(4)的信号输入端连接；基准电压源(5 )的信号输出端与分压器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁淑芳，张金亮，朱庆科，高斐，王五一，尹王保，
申请(专利权)人：山西省计量科学研究院，
类型：新型
国别省市：山西;14