觸點動態接觸電阻測試裝置及測試方法
2023-06-09 23:21:46
專利名稱：觸點動態接觸電阻測試裝置及測試方法
技術領域：
本發明屬於一種接觸電阻測試裝置及測試方法，特別涉及低壓電器產品觸點的動態接觸電阻測試裝置和方法的設計。
上述觸點動態接觸電阻的測試電路，包括同步控制電路、數字高速採集系統、緩衝器和工業控制用計算機A。其連接方式是將觸點J1與數字高速採集系統測試端相連，同步控制電路由觸點J2上取同步信號，並依次與數字高速採集系統、緩衝器和工業控制用計算機A連接。該裝置採用蓄電池作為觸點間負載電源，這樣可降低電壓的波動，減小所測數據的誤差。
試品驅動控制電路包括光控雙向晶閘管SR、三極體T、光耦合器SU、鎖存器和工業控制用計算機A，其連接方式是試品線圈的兩端分別與光控雙向晶閘管SR和單刀雙擲開關的公共端K相連，光控雙向晶閘管SR另一端與交流電源相連，同時工業控制用計算機A輸出的驅動信號經鎖存器與光控雙向晶閘管SR的門極控制端相連；工業控制用計算機A又依次與鎖存器、光耦合器SU、三極體T基極相連，三極體T發射極與直流電源負極相連，三極體T集電極與交流電源相連，單刀雙擲開關的一端1與交流電源相連，另一端2與直流電源的正極相連。
觸點動態接觸電阻的測試方法是在不同溫度下對試品進行可靠性測試，使試品在DC24V/1A的負載下進行可靠性測試操作，並且每操作一定次數進行一次觸點動態接觸電阻的測試，直至試品全部失效。利用工業控制用計算機A配以模塊化電路和數字高速採集系統，對小容量觸點動態接觸電阻進行即時測試。在測試中，模擬試品現場工作狀況，將試品放入調溫調溼箱中。為了確保所測結果與實際工作狀況相吻合，在工作熱態下即時進行測試，即每操作一定次數後立即進行測試，而不是採用冷態滯後測試的方法。這樣測得結果能夠較好地反映實際狀況。因接觸電阻相對較小，在小電流下不能較好的反映出觸點閉合的動態過程，為提高測試精度和靈敏度，測試中在觸點上施加較大短時脈衝電流來測試觸點閉合過程中觸點上的動態接觸電阻。其所施加的電流，應在所用試品的額定發熱電流範圍內。當採樣測試過程一結束，立刻回饋信號，切斷電流，故對試品觸點影響很小。有益效果本發明專利研製了一臺能對觸點每次操作的動態接觸電阻進行測試的測試裝置，實現了對低壓電器產品進行自動測試，從而成功地解決了觸點動態接觸電阻的精確測試這一關鍵問題。該裝置操作簡便，提高了測試效率、減少了勞動強度、同時也減少了人為原因造成的不可靠因素，保證了測試的精度。另外，本發明採用具有高速數字記憶功能，以及高速A/D轉換器的數字高速採集系統，可完成對高頻現象的測試、記憶和分析。通過在工業控制用計算機上運行應用軟體實現了測試的自動控制。
在應用軟體開發中，充分利用了彙編語言強大的硬體處理功能和高級語言的流程控制、模塊化結構和繪圖功能，達到了使測試裝置的控制直觀和增強裝置性能的目的。該裝置軟體是通過比較獨立的子程序模塊來完成，便於調用。其中用戶界面的主要作用是對測試運行軟體進行統一的組織管理，方便用戶操作。因此，在用戶界面的設計過程中，注意了所應遵循的原則，屏幕界面軟體本著直觀、易讀的原則對屏幕窗口、幫助信息等進行設計。本裝置的應用軟體設有幫助信息欄，在每一操作過程中給以必要的指導說明，同時對各菜單的功能有專門的注釋窗口予以說明。
在測試中，為模擬試品現場工作狀況，我們引入了調溫調溼箱，確保了所測結果與實際工作狀況相吻合，在工作熱態下即時進行測試，即每操作一定次數後立即進行，而不是採用冷態滯後測試的方法，這樣測得結果能夠較好地反映實際狀況。在不同環境條件下對觸點動態接觸電阻進行了測試並對試驗數據進行了統計分析，提出提高觸點接觸可靠性的措施，對提高電器產品質量有重要作用。我們採用了較大短時脈衝電流，來測試觸點閉合過程中觸點上動態接觸電阻；所施加電流為所用試品的額定發熱電流範圍內的短時脈衝電流，即採樣測試過程一結束，立刻回饋信號，切斷電流，故對試品觸點影響很小。
本發明專利可應用於各接觸器、繼電器生產廠家。使他們的產品可靠性得到提高，這樣，不僅可提高企業的信譽和銷售量，帶來顯著的經濟效益，更重要的是由於產品可靠性的提高，可使應用這些產品的控制系統少出故障、減少損失，從而帶來重大的社會效益。綜上所述該裝置具有以下特點(1)該裝置採用蓄電池作為觸點間負載電源，極大地降低了電壓的波動，減小了所測數據的誤差；(2)採用工業控制用計算機作為主機，控制與檢測電路採用模塊化結構，輸入輸出光隔離等抗幹擾措施，具有較強的抗幹擾能力；(3)採用較大的脈衝電流來測試觸點的動態接觸電阻，提高了測試精度，同時不影響觸點壽命；(4)由主機自動控制試品的操作，並完成觸點動態接觸電阻的測試。
工業控制用計算機A配以模塊化電路和數字高速採集系統對小容量觸點動態接觸電阻進行實時測試。從
圖1可見，一種觸點動態接觸電阻測試裝置包括觸點動態接觸電阻的測試電路、試品驅動控制電路、調溫調溼箱和工業控制用計算機A等，其連接方式是工業控制用計算機A分別與觸點動態接觸電阻測試電路、試品驅動控制電路相連，觸點動態接觸電阻測試電路與試品觸點相連，試品驅動控制電路與試品線圈相連。為模擬試品現場工作狀況，我們將試品HH52P型電磁繼電器(DC24V線圈電壓，包括兩對轉換觸點)放入調溫調溼箱中，在-20℃下對試品進行測試。為了確保所測結果與實際工作狀況相吻合，在負載DC24V/1A的工作熱態下即時進行測試，即每操作一定次數後立即進行，而不是採用冷態滯後測試的方法，並每操作一定次數進行一次觸點動態接觸電阻的測試，直至試品全部失效，這樣測得結果能夠較好地反映實際狀況。所施加電流應在所用試品的額定發熱電流範圍內，為短時脈衝電流，當採樣測試過程一結束，立刻回饋信號，切斷電流。由於觸點閉合時觸點電壓相當小，我們採用較大短時脈衝電流，來測試觸點閉合過程中觸點上動態接觸電阻的變化過程。由於觸點的動態接觸電阻隨時間變化，故操作過程中需要隨時檢測。
圖1中的觸點動態接觸電阻的測試電路如圖2所示，包括同步控制電路、數字高速採集系統、緩衝器和工業控制用計算機A。其連接方式是將觸點J1與數字高速採集系統測試端相連，同步控制電路由觸點J2上取同步信號，並依次與數字高速採集系統、緩衝器和工業控制用計算機A連接。其中，J1、J2為一對轉換觸點，J1為被測觸點，J2為同步控制用觸點；R1為測試用負載電阻，R2為同步控制用負載電阻。需要說明的是，該裝置採用蓄電池作為觸點間負載電源，這樣可降低電壓的波動，減小所測數據的誤差。測試中在觸點上施加5A較大短時脈衝電流來測試觸點閉合過程中觸點上的動態接觸電阻。
圖1中的試品驅動控制電路如圖3所示，包括光控雙向晶閘管SR、三極體T、光耦合器SU、鎖存器和工業控制用計算機A。其連接方式是試品線圈的兩端分別與光控雙向晶閘管SR和單刀雙擲開關的公共端K相連，光控雙向晶閘管SR另一端與交流電源相連，同時工業控制用計算機A輸出的驅動信號經鎖存器與光控雙向晶閘管SR的門極控制端相連；工業控制用計算機A又依次與鎖存器、光耦合器SU、三極體T基極相連，三極體T發射極與直流電源負極相連，三極體T集電極與交流電源相連，單刀雙擲開關的一端1與交流電源相連，另一端2與直流電源的正極相連。本試品線圈為直流，單刀雙擲開關K要與端子2相連。
對於直流線圈的控制，我們在電路中加上了光耦合器SU和三極體T。通過控制光控雙向晶閘管SR和光耦合器SU的通、斷來完成直流試品線圈通、斷電控制。工業控制用計算機A先經鎖存器給光控雙向晶閘管SR以觸發導通信號，使之處於導通狀態；然後又通過鎖存器給光耦合器SU以觸發導通信號使之導通，光耦合器SU的導通為三極體T提供了使之導通的基極電流，從而使輸出迴路導通，線圈通電；當工業控制用計算機A給光耦合器SU以關斷信號使之截止時，三極體T失去了使之導通的基極電流，導致輸出迴路截止，全部線圈斷電，完成直流線圈的斷電控制操作。由此可見，光控雙向晶閘管SR在直流輸出迴路中起總開關的作用。當工業控制用計算機A執行輸出控制程序時，輸出的信號數據送至鎖存器保存，並通過光控雙向晶閘管SR和光耦合器SU及三極體T的通、斷來控制試品的吸合與釋放。工業控制用計算機A向光控雙向晶閘管SR發出觸發脈衝，線圈處於通電狀態。撤消脈衝後，由於直流電沒有過零現象，控制直流線圈時，利用光耦合器SU在脈衝撤消後不導通，線圈完成斷電。在溫度-20℃條件下測試後，再調節調溫調溼箱，分別設定20℃和55℃的條件，進行測試。
由圖4可見本發明的計算機軟體程序框圖。運行測試軟體，首先進行系統初始化，設定系統測量參數，然後根據所輸入的功能鍵分別執行各自子程序，包括初始化子程序，參數修改子程序，測試子程序，數據顯示子程序，實驗操作子程序和數據存貯子程序。
實施例2以試品155型電磁繼電器(AC220V線圈電壓，包括三對轉換觸點)為試品進行動態接觸電阻測試。圖3中單刀雙擲開關K端與端子1相連，其它同實施例1。進行交流試品的測試時，在工業控制用計算機A通過鎖存器始終給光控雙向晶閘管SR以觸發導通信號的情況下，可使光控雙向晶閘管SR一直導通，從而使線圈處於通電狀態；而當工業控制用計算機A通過鎖存器給光控雙向晶閘管SR以關斷信號時，通過對電路參數的選擇可使光控雙向晶閘管SR不導通，則輸出迴路將在交流電自然過零時因通過光控雙向晶閘管SR的電流小於其導通維持電流而被關斷。
權利要求
1.一種觸點動態接觸電阻測試裝置，其特徵在於它主要包括觸點動態接觸電阻的測試電路、試品驅動控制電路、調溫調溼箱和工業控制用計算機A，其連接方式是工業控制用計算機A分別與觸點動態接觸電阻測試電路、試品驅動控制電路相連，觸點動態接觸電阻測試電路與試品觸點相連，試品驅動控制電路與試品線圈相連。
2.按照權利要求1所述的一種觸點動態接觸電阻測試裝置，其特徵是觸點動態接觸電阻的測試電路包括同步控制電路、數字高速採集系統、緩衝器和工業控制用計算機A，其連接方式是將觸點J1與數字高速採集系統測試端相連，同步控制電路由觸點J2上取同步信號，依次與數字高速採集系統、緩衝器和工業控制用計算機A連接，並且採用蓄電池作為觸點間負載電源。
3.按照權利要求1所述的一種觸點動態接觸電阻測試裝置，其特徵是試品驅動控制電路包括光控雙向晶閘管SR、三極體T、光耦合器SU、鎖存器和工業控制用計算機A，其連接方式是試品線圈的兩端分別與光控雙向晶閘管SR和單刀雙擲開關的公共端K相連，光控雙向晶閘管SR另一端與交流電源相連，同時工業控制用計算機A輸出的驅動信號經鎖存器與光控雙向晶閘管SR的門極控制端相連；工業控制用計算機A又依次與鎖存器、光耦合器SU、三極體T基極相連，三極體T發射極與直流電源負極相連，三極體T集電極與交流電源相連，單刀雙擲開關的一端1與交流電源相連，另一端2與直流電源的正極相連。
4.按照權利要求1所述的一種觸點動態接觸電阻的測試方法，其特徵是在不同溫度下對試品進行可靠性測試，使試品在DC24V/1A的負載下進行可靠性測試操作，並且每操作一定次數進行一次觸點動態接觸電阻的測試，直至試品全部失效；利用工業控制用計算機配以模塊化電路和數字高速採集系統對小容量觸點動態接觸電阻進行即時測試。在測試中，模擬試品現場工作狀況，將試品放入調溫調溼箱中，在工作熱態下即時進行測試，即每操作一定次數後立即進行測試，而不是採用冷態滯後測試的方法。測試中在觸點上施加較大短時脈衝電流，來測試觸點閉合過程中觸點上的動態接觸電阻，所施加電流應在所用試品的額定發熱電流範圍內，當採樣測試過程一結束，立刻回饋信號，切斷電流。
全文摘要
觸點動態接觸電阻測試裝置及測試方法，屬於低壓電器產品觸點的動態接觸電阻測試裝置和測試方法。本發明解決了動態接觸電阻的精確測試問題，它包括觸點動態接觸電阻測試電路、試品驅動控制電路、調溫調溼箱和工業控制用計算機，其連接方式是工業控制用計算機分別與觸點動態接觸電阻測試電路、試品驅動控制電路相連，觸點動態接觸電阻測試電路與試品觸點相連，試品驅動控制電路與試品線圈相連。該裝置採用蓄電池降低電壓波動，測試時觸點上施加較大短時脈衝電流，解決了精確測試問題。該裝置操作簡便，實現了自動測試。可用於各接觸器、繼電器廠，提高生產產品的可靠性，並使應用這些產品的控制系統少出故障，從而帶來重大社會效益和經濟效益。
文檔編號G01R27/02GK1419132SQ0214863
公開日2003年5月21日 申請日期2002年11月14日 優先權日2002年11月14日
發明者李志剛, 李文華, 李奎, 劉幗巾, 姚芳, 蘇秀蘋 申請人:河北工業大學