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继电器综测仪吸合 /释放时间校验方法研究

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2019-10-28 10:34????浏览量:
0 引 言
继电器综测仪[1] 主要由时间测量单元、电压测量单元、电流测量单元、电阻测量单元、线圈电源、负载电源、测试夹具和计算机等部分组成, 用于测试继电器的吸合时间、释放时间、电压、电流、线圈电阻、触头接触电阻等参数的综合参数测试仪, 简称继电器综测仪。
 
继电器综测仪测试继电器吸合时间和释放时间的原理框图如图 1 所示, 左边框为继电器综测仪, 右边框为被测继电器。将继电器的转换触点、常闭触点和常开触点分别连接到继电器综测仪对应的转换端、常闭端和常开端, 继电器的线圈接到继电器综测仪的线圈电源端。
仪器校验
吸合时间测量方法如下: 设置继电器综测仪为吸合时间测量功能, 启动测量, 当继电器综测仪的线圈电源端输出继电器线圈所需的额定电压时, 继电器线圈通电, 继电器综测仪开始计时, 经过一段时间后, 转换触点与常开触点闭合, 继电器综测仪停止计时, 这一段时间间隔为继电器的吸合时间。释放时间测量方法如下: 设置继电器综测仪为释放时间测量功能, 首先, 继电器综测仪的线圈电源端输出继电器线圈所需的额定电压加到继电器线圈上, 使继电器导通, 此时转换触点与常开触点是闭合的。启动测量, 当继电器综测仪的线圈电源端输出电压由线圈的额定电压变为 0V 时, 即给继电器线圈断电, 继电器综测仪开始计时, 经过一段时间后,转换触点与常闭触点接通, 继电器综测仪停止计时,这一段时间间隔为继电器的释放时间。
 
目前, 继电器综测仪是根据所测继电器参数而研制的专用测试设备, 对其校验还没有专用的仪器校验装置、检定规程或仪器校验规范。现行的一种仪器校验方法是用示波器作为标准仪器, 校验连接如图 2 所示。
仪器校验
将示波器的 3 个通道 CH1、CH2、CH3 用电缆分别连接到继电器综测仪的线圈电源正端、常开端和常闭端, 转换端和线圈电源的负端均连接到地。设继电器综测仪线圈电源端输出的电压为 V1, 常开端对转换端的电压为 V2, 常闭端对转换端的电压为 V3。吸合时间的校验: 设置继电器综测仪为吸合时间测量功能, 启动测量, 当继电器综测仪的线圈电源端输出电压 V1 时, 示波器的 CH1 通道测得起点波形, 经过一段时间后, 转换触点与常开触点闭合, 示波器的 CH2 通道测得终点波形。则示波器 CH1 通道测得的起点和 CH2 通道测得的终点之间的时间间隔 T0 即为实测的吸合时间, 同时, 继电器综测仪测得的吸合时间为 T。释放时间校验: 设置继电器综测仪为释放时间测量功能, 启动测量, 当继电器综测仪的线圈电源端断电即从 V1变为 0V 时, 示波器的 CH1 通道测得起点波形, 经过一段时间后, 转换触点与常闭触点接通, 示波器的 CH3 通道测得终点波形。则示波器CH1 通道测得的起点和 CH3 通道测得的终点之间的时间间隔 T0 即为实测的释放时间, 同时, 继电器综测仪测得的释放时间为 T。吸合 /释放时间测量误差按式( 1) 计算:ΔT = T - T0 ( 1)式中: ΔT—吸合 /释放时间测量误差, s; T—继电器综测仪测得的吸合 /释放时间, s; T0—示波器测得的吸合 /释放时间, s。这种仪器校验方法的难点在于: 由于仪器校验的时间间隔由继电器的吸合时间或释放时间所决定, 而每种类型的继电器的吸合时间和释放时间是固定的, 因而不能精确设定 要 校 准 的 时 间 间 隔 点, 如 1ms、10ms、100ms 等。尤其是测量的上限和下限, 从而造成所校验的点不能覆盖整个量程范围。目前, 典型的继电器综测仪的吸合/释放时间测量的主要技术指标为: 时间测量范围: ( 0. 1 ~ 120) ms, 最大允 许 误 差: ± ( 1% 读 数 + 0. 10ms ) , 分 辨 力:0. 01ms。
 
1 校验装置
针对吸合 /释放时间校验难点, 建立了仪器校验装置。[2] 由美国是德科技有限企业( Keysight) 生产的33250A 型函数 /任意波形发生器、[3] 日本日置企业( HIOKI) 生产的 8861 型波形记录仪、[4] 开关和两只NPN 型晶体三极管组成。
 
2 校验方法
校验连接示意图如图 3 所示。函数 /任意波形发生器的外触发端和输出端 Output 分别与继电器综测仪线圈电源正端和开关 K 的转换端 A 相连; 开关 K 的常闭端 B 和常开端 C 分别与三极管 L 和 M的基极相连; 三极管 L 和 M 的集电极分别与继电器综测仪的常闭端和常开端相连; 三极管 L 和 M 的发射极均连接到地端 GND。波形记录仪的 3 个通道CH1、CH2、CH3 分别与继电器综测仪的线圈电源正端、常闭端和常开端相连。利用函数 /任意波形发生器的外触发延迟功能, 将继电器综测仪线圈电源端输出的线圈电压信号精确的延迟时间 T1 后, 去触发函数 /任意波形发生器。函数 /任意波形发生器输出一个单脉冲电压信号, 去控制仪器校验装置的 2 个 NPN型晶体三极管的饱和导通或截止, 来精确模拟继电器的吸合时间和释放时间。同时, 用波形记录仪对吸合时间和释放时间进行测量, 从而实现对继电器
仪器校验
继电器综测仪吸合时间校验方法如下: 将开关K 打到 C 位置, 设置函数 /任意波形发生器为外触发, 触发沿为上升沿, 触发延迟时间为 T1。根据函数 /任意波形发生器外触发输入电压的范围要求, 调节继电器综测仪线圈电源的输出电压为 V1, 使其满足要求。设置函数 /任意波形发生器输出波形为脉冲波( pulse) , 直流偏置为 0V, 高电平为 1V, 低电平为 - 1V。开起函数 /任意波形发生器的脉冲串 Burst功能, 脉冲串设为 1cyc 即为 1 个脉冲。设置继电器综测仪为吸合时间测量功能, 启动测量。当继电器综测仪的线圈电源端在 t1 时刻输出电压 V1 时, 继电器综测仪开始计时, 波形记录仪的 CH1 通道测得起点波形, 如图 4 所示。同时触发函数 /任意波形发生器, 经延迟时间 T1 后, 从输出端 Output 输出 1 个单脉冲信号, 经转换端 A 后, 到达晶体三极管 M 的基极, 在 t2时刻使晶体三极管 M 饱和导通。则继电器综测仪 的 常 开 端 短 路, 停止计时, 波形记录仪的CH3 通道测得终点波形, 波形记录仪 CH1 通道测得的起点和 CH3 通道测得的终点之间的时间间隔 T0即为实测的吸合时间, 同时, 继电器综测仪测得的吸合时间为 T。继电器综测仪释放时间校验方法如下: 将校验装置的开关 K 打到 B 位置, 设置函数 /任意波形发生器为外触发, 触发沿为下降沿, 触发延迟时间为T1。根据函数 /任意波形发生器外触发输入电压的范围要求, 调节继电器综测仪线圈电源的输出电压为 V1, 使其满足要求。设置函数 /任意波形发生器输出波形为脉冲波, 直流偏置为 0V, 高电平为 1V,低电平为 - 1V。开起函数 /任意波形发生器的脉冲串 Burst 功能, 脉冲串设为 1cyc 即为 1 个脉冲。设置继电器综测仪为释放时间测量功能, 启动测量, 当继电器综测仪的线圈电源端在 t3 时刻输出电压由V1变为 0V 时, 继电器综测仪开始计时, 波形记录仪的 CH1 通道测得起点波形, 如图 5 所示。同时, 触发函数 /任意波形发生器, 经延迟时间 T1 后, 从输出端 Output 输出 1 个单脉冲信号, 经开关 K 的转换端A 后, 到达晶体三极管 L 的基极, 在 t4时刻使晶体三极管 L 饱和导通。则继电器综测仪的常闭端短路,停止计时, 波形记录仪的 CH2 通道测得终点波形。波形记录仪 CH1 通道测得的起点和 CH2 通道测得的终点之间的时间间隔 T0 即为实测的释放时间, 同时, 继电器综测仪测得的释放时间为 T。
仪器校验
5 结束语
仪器校验装置由函数 /任意波形发生器、波形记录仪、开关和两只 NPN 型晶体三极管组成。通过函数 /任意波形发生器外触发功能产生延迟时间连续可调的延迟信号, 去控制 2 只晶体三极管的饱和导通, 来精确模拟继电器的吸合 /释放时间。同时, 用波形记录仪进行测量, 从而实现了对继电器综测仪吸合 /释放时间的校验。研究和实践表明, 本仪器校验装置简单可靠, 方便实用, 满足量值传递要求。
 

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