基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统技术方案

本发明专利技术针对当前寿命实验装置中实验效率低、周期长、成本高具有破坏性等缺点，同时在一定的加速寿命理论研究基础上，提出一种基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统。系统能够以继电器的动作频率和负载作为继电器加速寿命的环境变量，实现一种非破坏性、高效的试验测试技术。系统至少可同时测试的转换触点总数为１０组，线圈总数为１０组，并具有灵活扩展性；采样的参数分辨率为：１μｓ；动作频率可设定为不超过１２０次／ｍｉｎ。系统组成包括：主控制单元，继电器驱动单元，数据采集及处理单元，上位机处理单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子检测技术，具体说就是基于动态特性的继电器 可靠性寿命试验系统。(二)
技术介绍
继电器应用于现代化的电子设备中，是工业自动化、国防现 代化系统中不可或缺的重要组成部分。其正常工作寿命往往决定 了整体系统的工作寿命。对继电器进行可靠性寿命实验，可以得 到其可靠性的参数特征，以此对产品进行筛选、鉴定和对产品质 量的改进。目前，对于继电器的寿命测试有一定的标准规定，如GJB65B-99、 GJB1042A-2002等。但仅限于对继电器进行普通的 寿命实验测试，测试时间较长，属于破坏性实验，效率低下。同 时，测试的特征量较少，不能充分地表现继电器寿命特征。而加 速寿命实验相对普通的寿命实验具有明显的优点，测试时间短， 效率较高。但目前对于继电器的加速寿命实验尚无明确的标准规 定，实验条件尚在研究阶段。因此，研究继电器的加速寿命测试技术，特别是加速寿命实 验的条件和检测对象以及对继电器的寿命预测方法，对整体继电 器寿命检测方向具有重要的理论和实际意义。对整个工业自动化 和国防电子系统的发展，具有重要的应用价值。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对当前寿命实验装置中实验效率低、周期 长、成本高、具有破坏性等缺点，在一定的加速寿命理论研究基础上， 提出一种基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统。系统能够以继 电器的动作频率和负载作为继电器加速寿命的环境变量，实现一种非 破坏性、高效的试验测试技术。本专利技术基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统，至少可同时 测试的转换触点总数为10组，线圈总数为10组，并具有灵活扩展性；采样的参数分辨率为l|is;动作频率可设定为不超过120次/min。本专利技术基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统包括主控制 单元、继电器驱动单元、数据采集及处理单元、上位机处理单元。主控制单元和计算机通过USB接口连接，主控制单元通过控制继电器驱动单元控制待测试继电器的线圈电压大小，主控制单元和各个数据采集处理单元通过CAN总线连接。数据采集及处理单元可以根据实 际测试的继电器的触点数量，灵活增减CAN总线上的数量。所述的主控制单元，接收解析上位机单元传递的命令，并向CAN 总线进行命令传递；向上位机单元发送CAN总线上传递的数据；控 制DAC输出所需继电器线圈电压大小，并将信号传递至继电器驱动 单元。所述的继电器驱动单元，接收主控单元传递的信号，并将信号功 率放大，达到能够驱动继电器线圈的目的。所述的数据采集及处理单元，接收CAN总线上的控制信号，其 内部的控制处理模块按照控制命令，分配本单元的采集对象，然后由 其内部的时序逻辑控制模块控制整体的采集逻辑关系，其内部的AD 采集数据输送至内部的控制处理模块中，计算出需要的参数，并传送 至CAN总线上。所述的上位机单元，向主控单元发送控制命令；接收主控单元传 送的实验测试数据，并分析计算当前寿命试验的状况以及预测以后的 运行情况。本专利技术不仅能够实现连续无间断的监测继电器寿命试验中的大 量有用数据信息，而且结构灵活，组合性强，适用不同种类和数量的 继电器寿命试验。同时，本专利技术能够对继电器进行以负载大小和动作 频率作为加速因子的加速寿命试验。数据采集精度高，响应速度快，数据分析完备。 附图说明图1为本专利技术的整体结构设计框图图2为本专利技术的数据采集及处理单元的结构设计框图 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。首先用户在上位机单元控制选择当前试验继电器的型号，驱 动电压大小、测试样品数量以及进行加速寿命试验的加速因子和加速模型。上位机单元将这些参数设置命令通过USB传输至主控制单元。主控制单元解析分析命令后，将控制命令通过CAN总线传递 至各个数据采集及处理单元，使其组合成适应不同类型和不同测 试对象的要求。如需要检测1组线圈和IO组转换触点的继电器， 系统可同时检测1只，此时主控制单元使所有的数据采集及处理 单元都采用统一的线圈电流输入信号，保证数据采集同步；若需 要检测1组线圈和2组转换触点的继电器，系统可同时检测5只， 此时每两个数据采集及处理单元采用统一的线圈电流输入信号。 其他各种组合方式，以此类推。同时，主控制单元内部的DA根据选择的继电器的型号和驱 动电压大小，向继电器驱动单元传送电压信号，使其电压信号满 足实际驱动电压大小的要求。此时，继电器驱动单元根据电压信 号，通过内部的功率放大模块，将驱动信号进行功率放大，以使 其满足继电器驱动功率的需要。此时.，完成了寿命试验的初始化工作，可以开始进行寿命试 验过程。用户在上位机单元控制寿命试验测试启动，通过主控制单元 的解析和命令传递，各个数据采集及处理单元开始进行数据采集。数据采集及处理单元内部的控制模块ARM接收到CAN总线 上开始采集的控制命令后，其内部的逻辑时序控制模块FPGA开 始工作，同时启动单元内部的AD芯片开始数据采集转换功能。需要采集的继电器参数信号包括线圈电流、触点电压、触点压降和触点电流。参数信号通过数据釆集及处理单元内部的调理电路，使其满足后续AD采集范围的要求。AD将采集的数据存 储至单元内部的存储RAM中，此后控制模块ARM读取RAM中 的采集数据，并进行数据的处理分析计算，得到需要的继电器的 各种寿命试验参数，并将数据信息通过CAN总线传递至主控制单 元，并通过主控制单元的USB接口传输至上位机单元，显示在上 位机单元的软件界面中。此时，装置完成了一次继电器寿命试验 中的动作过程。此后，以此方式，继电器可以进行不间断的寿命 试验动作。当需要寿命试验停止时，用户在上位机单元直接发送停止控 制命令，或者通过开始进行寿命试验时设定的动作次数或动作时 间，在达到一定时间或动作次数后，上位机单元自动发送停止控 制命令。该命令通过USB接口传送至主控制单元中，使其解析命 令后，发送至各个数据采集及处理单元中，使其内部运行程序停 止工作，等待下一条控制命令到来。此时，寿命试验停止。当试验结束后，用户在上位机单元中可以观测到寿命试验的 运行各个参数曲线、动作次数等寿命试验数据信息。还可以根据 需要对试验数据进行试验数据的一定理论预测，得出继电器的寿 命曲线；同时，还能根据用户选择的不同的加速因子方式和不同 的加速试验模型，将加速试验数据结果通过一定的理论计算，推 广至普通的寿命试验结果，得到继电器的寿命曲线。权利要求1.一种基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统，能够以继电器的动作频率和负载作为继电器加速寿命的环境变量，实现一种非破坏性、高效的试验测试技术；系统至少可同时测试的转换触点总数为10组，线圈总数为10组，并具有灵活扩展性；采样的参数分辨率为1μs；动作频率可设定为不超过120次/min；系统组成包括主控制单元、继电器驱动单元、数据采集及处理单元、上位机处理单元；主控制单元和计算机通过USB接口连接，主控制单元通过控制继电器驱动单元控制待测试继电器的线圈电压大小，主控制单元和各个数据采集处理单元通过CAN总线连接；数据采集及处理单元可以根据实际测试的继电器的触点数量，灵活增减CAN总线上的数量。2. 根据权利要求1所述的基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系 统，其主控制单元接收解析上位机单元发送的命令，并向CAN总线 进行命令传递；向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动态特性的继电器可靠性寿命试验系统，能够以继电器的动作频率和负载作为继电器加速寿命的环境变量，实现一种非破坏性、高效的试验测试技术；系统至少可同时测试的转换触点总数为１０组，线圈总数为１０组，并具有灵活扩展性；采样的参数分辨率为：１μｓ；动作频率可设定为不超过１２０次／ｍｉｎ；系统组成包括：主控制单元、继电器驱动单元、数据采集及处理单元、上位机处理单元；主控制单元和计算机通过ＵＳＢ接口连接，主控制单元通过控制继电器驱动单元控制待测试继电器的线圈电压大小，主控制单元和各个数据采集处理单元通过ＣＡＮ总线连接；数据采集及处理单元可以根据实际测试的继电器的触点数量，灵活增减ＣＡＮ总线上的数量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟国富，任立，余琼，叶雪荣，张宾瑞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]