一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，包括以下步骤1)信号数据处理子系统的微处理器通过单片机通用输入输出口采集旋转式转换开关的触点通断信号，并获取角度采集模块实时采集的角度信号；2)微处理器按照设定的数据格式发送数据包到上位机，上位机通过自适应算法消除装置运行中的干扰信号，并精确测量旋转式转换开关触点通断角度时序波形；3)上位机神经网络识别待测试的旋转式转换开关的种类，从数据库中匹配标准波形，并与所测波形比对，获取制造误差并判断是否合格。与现有技术相比，本发明专利技术具有自动化测试、抗干扰能力强、直观简单、智能诊断产品质量等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法
本专利技术涉及旋转式转换开关触点通断角度自动检测技术，尤其是涉及一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法。
技术介绍
转换开关的接触系统是由数个装嵌在绝缘壳体内的静触头座和可动支架中的动触头构成。动触头是双断点对接式的触桥，在附有手柄的转轴上，随转轴旋至不同位置使电路接通或断开。定位机构采用滚轮卡棘轮结构，配置不同的限位件，可获得不同档位的开关。其中，旋转式转换开关广泛适用于生产与生活中，而且随着机场、军事场所、医院、大型工业生产线等敏感性负载对供电的连续性可靠性的要求的提高，旋转式转换开关在不同场合的供电系统中得到更加广泛的应用，因此如何使得旋转式转换开关装置能够安全、可靠地运行显得尤其重要，因此能够快速地对旋转式转换开关触点的检测与分析具有重要意义，而其中开关触点通断角度时序的正确与否又是最重要的参考依据之一。以往对旋转式转换开关触点通断角度时序的检测全部由人工进行，由于转换开关品种繁多，各种开关触点的组合逻辑也千变万化，检测起来不仅费时费力，还不能保证检测的可靠性，可见相关生产单位迫切需要一种新的快速检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，该方法通过旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试系统实现，所述的旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试系统包括信号数据处理子系统以及分别与信号数据处理子系统连接的旋转控制器、角度采集模块、上位机和供电模块，所述的角度采集模块与待测的旋转式转换开关连接；该方法包括以下步骤：1)信号数据处理子系统的微处理器通过单片机通用输入输出口采集旋转式转换开关的触点通断信号，并获取角度采集模块实时采集的角度信号；2)微处理器按照设定的数据格式发送数据包到上位机，上位机通过自适应算法消除装置运行中的干扰信号，并精确测量旋转式转换开关触点通断角度时序波形；3)上位机根据角度时序波形数据包准确判断开关触点对数量，调整绘图格式后绘制旋转式转换开关旋转360度对应的触点通断角度时序波形，通过神经网络识别待测试的旋转式转换开关的种类，从数据库中匹配标准波形，并与所测波形比对，获取制造误差并判断是否合格。所述的步骤1)具体包括以下步骤：101)将旋转式转换开关每N对触点作为一组，其组数与单片机通用输入输出口的组数相同，每组触点按顺序连接到单片机通用输入输出口，所述的N的取值与单片机位数相同，如8、16和32；102)微处理器通过单片机通用输入输出口与旋转控制器连接，控制旋转式转换开关按正方向转动；103)将旋转式转换开关的每对触点一个连接至单片机通用输入输出口，另一个连接至公共接地端，当触点接通时，单片机通用输入输出口的电平被拉高，触点断开时被拉低；104)角度采集模块实时采集旋转式转换开关的角度位置信号，并通过A/D模块转换为角度信号后发送到微处理器。所述的步骤2)中，微处理器将触点通断信号与角度信号转换成设定的数据格式，并通过串口通信模块发送给上位机，所述的数据包对应的数据格式具体为：标记符序号段角度段开关信号数据其中，标记符用以标记一次数据包的开始，序号段为数据包的发送顺序，角度段为转换开关的旋转角度，其余数据段为十六进制位段的开关信号数据。每十六个开关信号组成四位十六进制数据，并在每组开关信号数据前添加两位数据用以表示组号，十六进制位段长度根据转换开关的触点数量而改变，数据包中的每个数据段通过空格隔开。所述的步骤2)中，上位机通过自适应算法消除装置运行中的干扰信号具体包括以下步骤：201)上位机接收并解析微处理器传送的数据包，依次读取数据包中的开始标记符、角度段数据和十六进制位段的开关信号数据；202)当旋转式转换开关启动、制动或抖动发生旋转速度不均匀，造成上位机收到的数据发生数据颠倒，包括接收到的数据段换位、前后接收的数据包顺序与实际发送顺序颠倒时，通过以下方式处理：对一次接收到的数据按间隔位拆分，通过判断数据格式依次检验每段数据的有效性，进一步判断数据位段是否换位；从每次接收的数据包提取出序号段数据，通过序号大小判断数据包的接收顺序是否颠倒，若颠倒则纠正顺序；从每次接收的数据包提取出角度段数据，通过角度大小判断本次的数据包是否需要，若本次接收的角度数值低于上一次的角度数值，则丢弃本次的数据包。所述的步骤3)具体包括以下步骤：301)上位机接收到微处理器传送的数据并解析，得到角度信号和触点通断信号，通过角度判断测试完成后，在上位机界面绘图区绘制波形图，所述的波形图以角度为横坐标，各触点对的通断信号按顺序添加为纵坐标，并间隔为2个单位；302)绘制完波形图后，通过训练好的神经网络进行分类识别，获取旋转式转换开关对应的标准波形序号，将序号作为关键码从数据库检索出标准参数与波形图，将实际得到的波形矩阵与标准波形矩阵分别通过差分运算获取差分矩阵，并获取两个差分矩阵中每行的正负变化位置对应的角度，将获得的角度做差即得待测的旋转式转换开关的角度误差；303)根据用户产品质量要求设定角度阈值，若误差角度大于阈值，则判断产品不合格，上位机打印不合格信息。所述的步骤302)中，波形矩阵内的元素为各个角度对应的各触点对的通断信号，该通断信号由值0和1构成，其中，1代表触点对接通，0代表关断，所述的正负变化位置具体为在差分矩阵中值1和-1对应的位置，其中，1代表触点关断到接通的变化位置，-1代表开关接通到关断的变化位置。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、自动化测试：本专利技术避免了纯人工测试，采用自动化测试，快速而高效。二、抗干扰能力强：采用特定的数据包格式并运用自适应算法智能处理，可消除装置运行中的干扰信号，从而精确绘制触点通断时序波形。三、直观简单：本专利技术通过采集旋转式转换开关旋转一周的角度信号和触点通断信号，绘制完整一周的旋转式转换开关触点通断时序波形，非常直观的看出旋转式转换开关通断变化情况。四、智能诊断产品质量：采用神经网络算法准确识别开关种类，并从数据库中匹配出标准波形，获取制造误差并智能判断产品是否合格。附图说明图1为本专利技术适用对象旋转式转换开关的结构示意图。其中，旋转式转换开关共有64对触点，图中显示的为其中一组32对。图中的字母表明着该对触点所对应的出厂设计通断角度时序的标准波形，A、B、C、D、E、F、G共七类。图2为本专利技术的原理框图。其中，1为旋转控制器，2为旋转式转换开关，3为供电模块，4为信号数据处理子系统，5为角度采集模块，6为上位机。图3为信号数据处理子系统的组成图。其中，7为单片机通用输入输出口，8为微处理器，9为A/D模块，10为采样保持电路，11为串口通信模块，12为时钟产生模块。图4为触点通断角度时序波形图。图5为实施例中的误差波形图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术提供的一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试方法，具体步骤包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，该方法通过旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试系统实现，所述的旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试系统包括信号数据处理子系统(4)以及分别与信号数据处理子系统(4)连接的旋转控制器(1)、角度采集模块(5)、上位机(6)和供电模块(3)，所述的角度采集模块(5)与待测的旋转式转换开关(2)连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：1)信号数据处理子系统的微处理器通过单片机通用输入输出口采集旋转式转换开关的触点通断信号，并获取角度采集模块实时采集的角度信号；2)微处理器按照设定的数据格式发送数据包到上位机，上位机通过自适应算法消除装置运行中的干扰信号，并精确测量旋转式转换开关触点通断角度时序波形；3)上位机根据角度时序波形数据包准确判断开关触点对数量，调整绘图格式后绘制旋转式转换开关旋转360度对应的触点通断角度时序波形，通过神经网络识别待测试的旋转式转换开关的种类，从数据库中匹配标准波形，并与所测波形比对，获取制造误差并判断是否合格。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，该方法通过旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试系统实现，所述的旋转式转换开关触点通断角度时序波形测试系统包括信号数据处理子系统(4)以及分别与信号数据处理子系统(4)连接的旋转控制器(1)、角度采集模块(5)、上位机(6)和供电模块(3)，所述的角度采集模块(5)与待测的旋转式转换开关(2)连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：1)信号数据处理子系统的微处理器通过单片机通用输入输出口采集旋转式转换开关的触点通断信号，并获取角度采集模块实时采集的角度信号；2)微处理器按照设定的数据格式发送数据包到上位机，上位机通过自适应算法消除装置运行中的干扰信号，并精确测量旋转式转换开关触点通断角度时序波形；3)上位机根据角度时序波形数据包准确判断开关触点对数量，调整绘图格式后绘制旋转式转换开关旋转360度对应的触点通断角度时序波形，通过神经网络识别待测试的旋转式转换开关的种类，从数据库中匹配标准波形，并与所测波形比对，获取制造误差并判断是否合格。2.根据权利要求1所述的一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，其特征在于，所述的步骤1)具体包括以下步骤：101)将旋转式转换开关每N对触点作为一组，其组数与单片机通用输入输出口的组数相同，每组触点按顺序连接到单片机通用输入输出口，所述的N的取值与单片机位数相同；102)微处理器通过单片机通用输入输出口与旋转控制器连接，控制旋转式转换开关按正方向转动；103)将旋转式转换开关的每对触点一个连接至单片机通用输入输出口，另一个连接至公共接地端，当触点接通时，单片机通用输入输出口的电平被拉高，触点断开时被拉低；104)角度采集模块实时采集旋转式转换开关的角度位置信号，并通过A/D模块转换为角度信号后发送到微处理器。3.根据权利要求1所述的一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，其特征在于，所述的步骤2)中，微处理器将触点通断信号与角度信号转换成设定的数据格式，并通过串口通信模块发送给上位机，所述的数据包对应的数据格式具体为：标记符序号段角度段开关信号数据其中，标记符用以标记一次数据包的开始，序号段为数据包的发送顺序，角度段为转换开关的旋转角度，其余数据段为十六进制位段的开关信号数据。4.根据权利要求3所述的一种旋转式转换开关触点通断角度时序波形的测试方法，其特征在于，每十六个开关信号组成四位十...

【专利技术属性】
技术研发人员：金立军，吕利军，乔辛磊，周刚捷，朱庆荷，戴守祥，孙跃，
申请(专利权)人：同济大学，宁波耀华电气科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31