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专利名称：电磁继电器静态特性测试分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是继电器特性检测装置，具体是一种电磁继电器静态特性测试分析装置。
背景技术：
继电器特性测试主要包含了电磁特性测试，机械特性测式两大类。至今为止，关于继电器电磁特性的自动化测试装置国内外研究的较多，而且技术水平及自动化程度很高。虽然关于继电器机械特性的测试方法也较多，但自动化测试装置国内外却较少，而且主要是针对断路器、接触器、大型继电器等的测量。继电器机械特性的测试方法按测试对象可分为测力与测位移两类。其中测力方法主要有1.弹簧称测力法，该方法一般用于大型继电器、接触器和断路器中触点压力的测量，但精度较低；2.弹簧压缩法测力法，该方法弹簧的长度测试精度低，不适合精确测试中小型继电器的力特性，也不适用于不含弹簧的电器；3.克力计测力法，该方法操作简单，实用性强，在现有的继电器吸反力特性测试中应用最为普遍，但手工操作存在测试者主观判断和操作误差，使测试特性曲线不能符合实际特性，而且测量行程步长直接取决于垫片厚度；4.力传感器测力法，该方法一般分两种情况，一是将应变片直接贴在被测构件上；二是通过弹性敏感元件变换成应变量，进行间接测量，这种方法获得的力信号精度高，是吸反力特性中测试力的有效方法之一，也是自动化测试的前提。位移测试方法，主要有1.塞非磁性垫片测位移，采用不同厚度的垫片塞入气隙，利用各种厚度的垫片依次塞测衔铁气隙或触点间隙，获得气隙的范围，但手工操作存在测试者主观判断和操作误差，精度不高；2.位移传感器测位移法，主要有两种情况，一是电位器式，测量时将电位式传感器的电刷端与被测继电器的衔铁机械连接，另一种是螺管式电感传感器，可方便地用来测量电器运动行程，它利用线圈自感和互感的变化来实现位移等参数的测量，分辨率高、零点稳定、精度高等特点，但频响低；3.CCD摄像测位移，该方法采用CCD摄像的方法，将触点间隙，衔铁气隙拍摄成图像，再用图像处理的方法计算得到实际位移值，该方法避免了与触点直接接触，但成本很高，技术难度大。

发明内容
本发明的目的是提供一种电磁继电器静态特性测试分析装置，它能检测出继电器的电磁系统静态吸力、反力以及合力的特性曲线。它由力传感器2、一级放大电路3、滤波电路4、二级放大电路5、AD转换电路6、直线光栅位移传感器7、差动放大电路8、五倍频电路9、一维数控平台10、电动机驱动电路11、CPLD器件12、单片机电路13、三维调整机构15、底座16组成；三维调整机构15的下端面连接在底座16的左侧上端面上，待测继电器1固定在三维调整机构15的上端右侧面上；一维数控平台10的下端面连接在底座16的右侧上端面上，力传感器2通过支架2-1连接在一维数控平台10的上端面上，力传感器2的拨针2-2与待测继电器1上的衔铁相接触，一维数控平台10中的数控步进电动机10-1的控制输入端连接电动机驱动电路11的控制输出端，电动机驱动电路11的数据输入端连接CPLD器件12的电动机驱动数据信号输出端，力传感器2的检测信号输出端连接一级放大电路3的信号输入端，一级放大电路3的信号输出端连接滤波电路4的信号输入端，滤波电路4的信号输出端连接二级放大电路5的信号输入端，二级放大电路5的信号输出端连接AD转换电路6的信号输入端，AD转换电路6的数据信号输出端连接CPLD器件12的数据输入端，AD转换电路6的控制数据输入输出端连接CPLD器件12的控制数据输出输入端，待测继电器1的触点输出端子连接CPLD器件12的触点状态检测输入端，直线光栅位移传感器7的外壳连接在一维数控平台10的上端面上，直线光栅位移传感器7的检测信号输出端连接差动放大电路8的信号输入端，差动放大电路8的信号输出端连接五倍频电路9的信号输入端，五倍频电路9的数据输出输入端连接CPLD器件12的数据输入输出端，CPLD器件12的总线数据输出输入端连接单片机电路13的总线数据输入输出端，单片机电路13的数据输出输入端连接系统PC机14的数据输入输出端。工作原理检测时，单片机电路13通过CPLD器件12、电动机驱动电路11、数控步进电动机10-1、一维数控平台10、力传感器2、拨针2-2使待测继电器1中的衔铁运动，同时力传感器2通过一级放大电路3、滤波电路4、二级放大电路5、AD转换电路6、CPLD器件12把力值数据输入到单片机电路13中，直线光栅位移传感器7通过差动放大电路8、五倍频电路9、CPLD器件把位移数据输入到单片机电路13中；当待测继电器1的触点通断状态改变时，单片机电路13将根据这些状态变换记下当前的位移值，将此作为力特性分析时用，最后停止上述动作，并计算出待测继电器1的静态吸力、反力以及合力的力特性曲线，再传给系统PC机14。本发明能检测出继电器的电磁系统静态吸力、反力以及合力的特性曲线，直接对所有关键点进行连续测量，它具有集成度高、体积小、可靠性高、精度高等优点，它的主要技术指标是力测试分辨率为0.005N，误差小于0.5％，位移误差最大±2μm。


图1是本发明的整体结构示意图，图2是AD转换电路6的电路结构示意图。
具体实施例方式结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由力传感器2、一级放大电路3、滤波电路4、二级放大电路5、AD转换电路6、直线光栅位移传感器7、差动放大电路8、五倍频电路9、一维数控平台10、电动机驱动电路11、CPLD器件12、单片机电路13、三维调整机构15、底座16组成；三维调整机构15的下端面连接在底座16的左侧上端面上，待测继电器1固定在三维调整机构15的上端右侧面上；一维数控平台10的下端面连接在底座16的右侧上端面上，力传感器2通过支架2-1连接在一维数控平台10的上端面上，力传感器2的拨针2-2与待测继电器1上的衔铁相接触，一维数控平台10中的数控步进电动机10-1的控制输入端连接电动机驱动电路11的控制输出端，电动机驱动电路11的数据输入端连接CPLD器件12的电动机驱动数据信号输出端，力传感器2的检测信号输出端连接一级放大电路3的信号输入端，一级放大电路3的信号输出端连接滤波电路4的信号输入端，滤波电路4的信号输出端连接二级放大电路5的信号输入端，二级放大电路5的信号输出端连接AD转换电路6的信号输入端，AD转换电路6的数据信号输出端连接CPLD器件12的数据输入端，AD转换电路6的控制数据输入输出端连接CPLD器件12的控制数据输出输入端，待测继电器1的触点输出端子连接CPLD器件12的触点状态检测输入端，直线光栅位移传感器7的外壳连接在一维数控平台10的上端面上，直线光栅位移传感器7的检测信号输出端连接差动放大电路8的信号输入端，差动放大电路8的信号输出端连接五倍频电路9的信号输入端，五倍频电路9的数据输出输入端连接CPLD器件12的数据输入输出端，CPLD器件12的总线数据输出输入端连接单片机电路13的总线数据输入输出端，单片机电路13的数据输出输入端连接系统PC机14的数据输入输出端。所述AD转换电路6由AD转换芯片U1、电容C1组成；AD转换芯片U1的脚1、脚7端接电源+VCC端，AD转换芯片U1的脚2端接电源+VCC端，AD转换芯片U1的脚5端连接电容C1的一端，电容C1的另一端、AD转换芯片U1的脚3端与AD转换芯片U1的脚6端相连接，AD转换芯片U1的脚6、脚4端连接二级放大电路5的信号输出端，AD转换芯片U1的脚21、脚22端连接AD转换芯片U1的脚23端，AD转换芯片U1的脚14端接地，AD转换芯片U1的脚23、脚24端连接CPLD器件12的控制数据输出输入端，AD转换芯片U1的脚(8～13)、脚(15～20)端连接CPLD器件12的数据输入端。力传感器2选用的参数是刚度为100N/mm、其分辨率为0.001N、精度为0.1％，一级放大电路3的芯片选用的型号是AD620，滤波电路4的芯片选用的型号是MAX280，二级放大电路5的芯片选用的型号是AD620，直线光栅位移传感器7选用的技术参数是位移范围0-10mm、栅距20μm、分辨率为20μm、准确度为±2μm，差动放大电路8的芯片选用的型号是AD620，五倍频电路9的芯片选用的型号是SJ0204，数控步进电动机10-1选用的型号是KH56-KM2，电动机驱动电路11的芯片选用的型号是IM386，单片机电路13的芯片选用的型号是80C552，AD转换芯片U1选用的型号是AD7892。
权利要求
1.电磁继电器静态特性测试分析装置，它由力传感器(2)、一级放大电路(3)、滤波电路(4)、二级放大电路(5)、AD转换电路(6)、直线光栅位移传感器(7)、差动放大电路(8)、五倍频电路(9)、一维数控平台(10)、电动机驱动电路(11)、CPLD器件(12)、单片机电路(13)、三维调整机构(15)、底座(16)组成；三维调整机构(15)的下端面连接在底座(16)的左侧上端面上，待测继电器(1)固定在三维调整机构(15)的上端右侧面上；其特征在于一维数控平台(10)的下端面连接在底座(16)的右侧上端面上，力传感器(2)通过支架(2-1)连接在一维数控平台(10)的上端面上，力传感器(2)的拨针(2-2)与待测继电器(1)上的衔铁相接触，一维数控平台(10)中的数控步进电动机(10-1)的控制输入端连接电动机驱动电路(11)的控制输出端，电动机驱动电路(11)的数据输入端连接CPLD器件(12)的电动机驱动数据信号输出端，力传感器(2)的检测信号输出端连接一级放大电路(3)的信号输入端，一级放大电路(3)的信号输出端连接滤波电路(4)的信号输入端，滤波电路(4)的信号输出端连接二级放大电路(5)的信号输入端，二级放大电路(5)的信号输出端连接AD转换电路(6)的信号输入端，AD转换电路(6)的数据信号输出端连接CPLD器件(12)的数据输入端，AD转换电路(6)的控制数据输入输出端连接CPLD器件(12)的控制数据输出输入端，待测继电器(1)的触点输出端子连接CPLD器件(12)的触点状态检测输入端，直线光栅位移传感器(7)的外壳连接在一维数控平台(10)的上端面上，直线光栅位移传感器(7)的检测信号输出端连接差动放大电路(8)的信号输入端，差动放大电路(8)的信号输出端连接五倍频电路(9)的信号输入端，五倍频电路(9)的数据输出输入端连接CPLD器件(12)的数据输入输出端，CPLD器件(12)的总线数据输出输入端连接单片机电路(13)的总线数据输入输出端，单片机电路(13)的数据输出输入端连接系统PC机(14)的数据输入输出端。
2.根据权利要求1所述的电磁继电器静态特性测试分析装置，其特征在于AD转换电路(6)由AD转换芯片(U1)、电容(C1)组成；AD转换芯片(U1)的脚1、脚7端接电源(+VCC)端，AD转换芯片(U1)的脚2端接电源(+VCC)端，AD转换芯片(U1)的脚5端连接电容(C1)的一端，电容(C1)的另一端、AD转换芯片(U1)的脚3端与AD转换芯片(U1)的脚6端相连接，AD转换芯片(U1)的脚6、脚4端连接二级放大电路(5)的信号输出端，AD转换芯片(U1)的脚21、脚22端连接AD转换芯片(U1)的脚23端，AD转换芯片(U1)的脚14端接地，AD转换芯片(U1)的脚23、脚24端连接CPLD器件(12)的控制数据输出输入端，AD转换芯片(U1)的脚(8～13)、脚(15～20)端连接CPLD器件(12)的数据输入端。
全文摘要
电磁继电器静态特性测试分析装置，它涉及的是继电器特性检测装置，具体是一种电磁继电器静态特性测试分析装置。(10)的下端面连接在(16)的右侧上端面上，(2)通过(2－1)连接在(10)的上端面上，(2)的(2－2)与(1)上的衔铁相接触，(10－1)的控制输入端连接(11)的控制输出端，(11)的数据输入端连接(12)的电动机驱动数据信号输出端，(2)的检测信号输出端通过(3)、(4)、(5)、(6)与(12)的数据输入端相连接，(1)的触点输出端子连接(12)的触点状态检测输入端，(7)的检测信号输出端通过(8)、(9)与(12)的数据输入输出端相连接，(12)通过(13)与(14)的数据输入输出端相连接。本发明能检测出继电器的电磁系统静态吸力、反力以及合力的特性曲线，直接对所有关键点进行连续测量。
文档编号G01R31/327GK1609625SQ20041004404
公开日2005年4月27日 申请日期2004年11月12日 优先权日2004年11月12日
发明者梁慧敏, 翟国富, 任万滨, 周学, 李新刚 申请人:哈尔滨工业大学