微机控制继电器自动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种微机控制继电器自动检测装置。由微型计算机，压力传感器，位移传感器，打印机，计算机接口电路及微机控制可输出交流或直流的专用电源，触点状态检测电路，触点连接方式转换电路等组成。具有自动检测继电器触点压力，触点间隙及超程等机械特性和动作及返回值，动作及返回时间，回跳时间，触点回路及线圈电阻等电气特性，自动判别检测数据是否合格，自动显示记录检测数据的功能。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种微机控制自动检测、鉴定、记录、显示电磁式继电器各种电气特性和机械特性的装置。适用于电力系统的继电保护，铁路系统的通信信号，邮电系统的有线通讯及自动控制等领域各种继电器制造及使用单位。传统的继电器检测方法：1.手持指针式测力计反作用于受力接触的某一触点，当触点断开的瞬间测量该触点的压力。2.利用厚薄规测量各组触点的间隙及触点与支持物的空隙再转换为触点超程。3.利用可调电源逐渐升高或降低继电器的工作电源，观察继电器的动作，测量动作值及返回值。4.将被测继电器工作电源突然接通（切断），利用电秒表测量动作及返回时间。5.利用示波器观察触点的回跳时间。6.利用测量电阻仪表测量触点回路电阻及线圈电阻。上述检测手段以人工检验为主，检验报告由人工填写，所以发生漏检。错报的可能性较大。本技术的目的是利用微型计算机，传感器及接口电路实现自动检测继电器上述各项电气特性和机械特性，并具有自动判别测量值是否合格。自动记录测量数据的功能。本装置是由微型计算机（单板机或单片机），压力传感器，位移传感器，模数、数模转换器，可编程计算机接口芯片，触点状态检测电路，触点连接方式转换电路，记录测量数据的打印机及由微型计算机控制的专用电源等实现的。系统结构框图（图1）触点压力检测系-->统（1）；触点位置检测系统（2）；电气特性检测系统（3）；电阻测量系统（4）；计算机接口电路（6）；微型计算机（7）；打印机（8）。系统工作原理：一.触点压力测量：本系统采用一只压力传感器和一套检测位识别电路及计算机控制软件，实现一只压力传感器可检测多个触点压力，并自动识别被检测触点的功能。1.压力传感器的结构，原理：（图2）利用传统测试方法使用的指针式测力计并进行改造，由四片电气特性近似完全相同的应变片（1）粘贴在原测力簧片（2）的正反两面。在外力的作用下簧片产生变形则各应变片的阻值也相应改变，其变化趋势如图2中箭头所示。利用各应变片阻值变化的趋势不同，接成差动全桥检测电路，构成应变式压力传感器，其特点：应变电势为一片应变片的四倍；各应变片的电阻温度系数引出的误差可相互抵消。2.压力检测系统原理：a.检测位判别电路如图3所示，继电器各静触点（2）经发光二极管（3）限流电阻（4），接正电源，动触点（5）接地。当动静触点闭合时A点电位为“0”，当触点断开时，A点电位为“1”，将此信号经输入接口（1）输入计算机，这样既保持了传统检测方法需要的触点状态显示信号，又为计算机提供了各触点的状态信号，以供计算机利用软件查寻识别被检测位。该电路从理论上讲可将被检测触点组数任意扩展，只需增加输入接口芯片，即可用一只压力传感器同时检测多台继电器各触点的压力。b.工作原理：手持压力传感器检测某一闭合触点的压力时，闭-->合触点在压力传感器施加的反作用压力下，压力逐渐减小，在触点断开的瞬间，静触点电位由“0”变为“1”，计算机接收到该信号后将该时刻压力传感器输出的应变电势Uε经模数转换输入计算机。因为应变片的机械滞后及数据采集系统的时滞特性（图4所示）触点受力断开时刻为t0，则计算机采集的压力应变电势Uε1＝Uε（t0－τ）；触点受力减小而重新闭合时，计算机采集的压力应变电热Uε2＝（t0＋τ），导致测量数据产生误差。本系统采取如下措施消除上述原因引起的测量误差；分别采集触点断开时Uε1，触点重新闭合时的Uε2令：Uε＝(Uε1＋Uε2)/2＝(Uε（t0-τ)+Uε(t0+τ))/2＝Uε（t0）C.鉴于各应变片电气参数不可能绝对相同，且采用精密恒流源及高性能的低温漂放大器成本较高，本装置采用计算机软件校正措施消除上述原因引起的系统误差。系统误差等效电路图5所示，其中：A.理想的系统增益。Uε：理想的应变电势。△Ut：因温度变化系统产生的附加电势。C：系统增益系数。当△Ut＝0，C＝1时；U0＝Uε·A当△Ut≠0，C≠1，Uε＝0时：b0＝△Ut·A·C当△Ut≠0，C≠1，Uε≠0时：U’0＝（Uε＋△Ut）A·C-->所以当△Ut≠0，C≠1时实际值U0与测量值U’0的关系为：U0＝（U’0－b0）／C本装置根据上式引入了系统误差校正软件，实现自动调零校准。二.触点间隙、超程及触点组齐度误差测量：为了自动检测触点间隙、超程和触点组齐度误差，本系统采用人工推动继电器带动动触点的构件（拉杆）模拟继电器动作，由位移传感器测量拉杆的位移，通过计算机检测各触点闭合，断开的状态测量出上述数据。本装置是由一只位移传感器，一套触点状态检测电路和计算机检测软件实现上述功能。1.位移传感器：（机械结构见图6）由于本装置位移分辨率为0.01毫米即可满足要求，位移传感器是由一只在原指针轴上加装了一个圆盘（1）的机械百分表（圆盘周边均布槽口），两只红外光电开关（2）及配套的数字电路构成了简易增量式光电脉冲发生器。电气原理：由两个互差（2n＋1／2）π电气角度的光电开关作为检测元件，鉴别因位移导致圆盘旋转的角度及方向，经数字电路输出增量位移信号＋S、－S，由计算机构成绝对位移测量系统。本装置实现的绝对位移测量系统（图7）是利用可编程计数／定时器芯片组成二个减法计数器C1、C2，一个定时器T0，且均设置为中断申请允许状态，中断优先级别C1，C2，T0。增量位移信号＋S，－S分别输入计数器C1，C2，定时器T0定时发出中断请求使计算机转向定时检测中断服务程序，将增量位移转换为绝对位移；并巡检各触点的状态，若有改变转向数据记录子程序，将该检测周期的绝对位移量存入与动作接点相对应的存贮单元内。当计数器溢出时发出中断请求，计算机转向溢出处理服务程序。-->2.触点间隙超程和触点组齐度误差测量原理：当拉杆带动动触点移动时，计算机巡检各触点的状态，分别将各触点闭合，断开相对于起始位置的位移量存贮记录（图8）其中：C：拉杆全行程的位移量。Ai：第i组动断触点断开时相对于起始位置的位移量。Bi：第i组动合触点闭合时相对于起始位置的位移量。则第i组的触点间隙：Mi＝Bi－Ai动断触点超程：Li＝Ai动合触点超程：Hi＝C－Bi动断触点组齐度误差：△A＝Amax－Amin动合触点组齐度误差：△B＝Bmax－Bmin。三.继电器动作值、返回值的测量：本技术独特的利用集成运算放大器，压控电阻和计算机及接口电路构成了由微机控制可输出交流或直流的专用电源。工作原理（图9）：由计算机给定的数字量Ur（n）与反馈量Uf（n）比较产生偏差E（n），经数字校正环节（1）输出控制量C（n），经数模转换器（2）输出模拟量Uk控制压控电阻（3）使阻值发生变化，而该压控电阻又是放大器（4）的增益控制元件，因为放大器的增益：A＝Uo／Ui＝（r＋R）／R当Uk＝0，R→∞，A＝1；Uk↓，R↑，A↑。若放大器输入正弦信号，且放大器为理想比例环节，输出则为频率，波形完全和输入信号相同，幅值随控制电压Uk变化的正弦电压，经功率放大环节（5）输出一定功率的正弦电压（电流）。由于压控电阻的非线性，输入信号幅值的波动，负载的变化均可导致输出偏离给定值。本电源采用数字校正闭环控制，即输出经整流滤波环节（6），模数转换器（7）的反馈量Uf（n）输入计算机与给定值Ur（n）-->进行比较校正。1.交流供电整流型继电本文档来自技高网...

【技术保护点】
微机控制用于自动检测记录继电器各种电气特性及机械特性的装置，它包括微型计算机（７），压力传感器（１１），位移传感器（２１），计算机接口电路（６），打印机（８），微机控制的专用电源（３１），检测触点识别电路（１２），触点连接方式转换电路（４２），本实用新型的特征是在检测多触点继电器的触点压力时，由一只压力传感器（１１），分别采集各触点的压力信号，由检测触点识别电路（１２）加以区别，经计算机接口电路（６）输入计算机。

【技术特征摘要】
1、微机控制用于自动检测记录继电器各种电气特性及机械特性的装置，它包括微型计算机(7)，压力传感器(11)，位移传感器(21)，计算机接口电路(6)，打印机(8)，微机控制的专用电源(31)，检测触点识别电路(12)，触点连接方式转换电路(42)。本实用新型的特征是在检测多触点继电器的触点压力时，由一只压力传感器(11)，分别采集各触点的压力信号，由检测触点识别电路(12)加以区别，经计算机接口电路(6)输入计算机。2、根据权利要求1所述的装置，其特征是压力传感器（11）由一只在测力簧片正反两面各粘贴了二片应变片的指针式测力计，一个恒流电源，一只放大器组成。3、根据权利要求1所述的装置其特征是被检测继电器各静触点经发光二极管、限流电阻接正电源，动触点接地，静触点又与计算机输入接口相接，组成检测触点识别电路（12）或触点状态检测电路（22）。4、根据权利要求1所述的装置，其特征是在触点间隙、超程及触点组齐度误差测量时，由位移传感器（21），触点状态检测电路（22）分别与计算机（7）连接。5、根据权利要求4所述的装置，其特征是由一只在原指针轴上加装了一个圆盘的机械百分表（圆盘周边均布槽口），二只红外光电开关及整形鉴向电路组成简易增量光电脉冲发生器，由计算机转换为绝对位移传感器。6、根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪德志，吴逸瀚，
申请(专利权)人：吴逸瀚，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]