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24500字硕士毕业论文继电器参数自动测试仪的探讨

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:24500字
论点:继电器,触点,参数
论文概述:

本文对对国际和国家标准中规定的一些检测电路进行了改进,使其能够满足现代自动化的测量。针对继电器电气参数检测中,被检测对象比较多,信息量比较丰富的特点,木文设计了采用虚拟仪器的

论文正文:

介绍

 1.1继电器检测的意义电磁继电器具有两个回路:一个是输入回路;另一个是输出回路。这两个回路的分别用于低电压控制和高电压被控两个子系统。继电器电子线路又被称为“自动开关”,具有一定的驱动功能,即输入端可以输入非常小的电流和电压,而输出端则可以输出非常大的电流,在自动化控制中可将电路关闭或者打开,具有安全保护、转换电路,以及自动调整电压或电流等功能⑴。从原理上来说,一定大小的电压信号加载到电磁继电器的输入端,即其线圈的两端,电磁继电器的输出端就会有电流产生。根据电磁场的原理,线圈中通以一定大小的电流会产生磁场,电流和磁场的方向由“右手法则”决定。由于磁场的存在,继电器的衔铁会吸向铁芯,在此过程中电磁力将抵消并大于弹簧的拉伸力,这就是衔铁的静触点和动触点被吸合的原因。在工程应用中,衔铁的静触点处在接通时的状态被称之为“常幵触点”。衔铁的动触点又被称之为常闭触点。电磁中的吸引力随着线圈的断电而消失,静触点(常闭触点)和原来动触点被释放,由于弹簧反作用力的作用,衔铁会返回到原来的位置上。继电器作为“电子开关”是通过控制衔铁的吸合与释放实现对电路的切断与导通的。电磁继电器的主要特点是触点能够带很大负载,并且体积相对比较小,控制起来简便灵活,在断态的绝缘性能与通态的低电阻性能方面是很多其它的电子器件不能媳美的,同时,其价格较便宜。我国在生产电磁继电器中的很多道工序都是采用手工进行操作,在生产流程中,受材料、加工、装配、工艺等诸多因素的影响,造成性能质量一致性较差,可靠性较低,其机械参数、结构参数和电气参数有较大的离散性,因此,经常在工业现场出现事故。当触点的接触电阻在闭合或者断开时的频率比较高的时,时间参数的数值会比较短。这样短的时间参数对继电器以及整个电子线路瞬间的影响非常大,所以要设计测试仪器来采集继电器的触点电阻值,在断开和闭合的瞬间,得到电阻值的变化趋势。电磁继电器触点的接触电阻参数的变化趋势的测量对于分析动作值和释放值具有非常重要的意义,通过这个数值可以对继电器的可靠性做初步的判断,并分析其失效的原因。本文所研究是对电磁继电器的电气参数和时间参数的测试,电气参数包括线圈电流、触点接触电阻、吸合值及释放值;时间参数包含触点的动作时间、返回时间、回跳时间、稳定动作时间、稳定返回时间。 1.2继电器检测国内外研究现状在国外,较早的开展了对于电磁继电器性能试验标准的制定工作。在20世纪60年代,美国发表了 MIL-R-39016的军用标准《有可靠性指标的电磁继电器总规范》;紧随其后,德国和日木等发达国家也相继发布了相关的性能试验标准,例如1980年日木发布了《有可靠性要求的控制用小型继电器通则》的日木工业标准JISC5440、德国发布了《低压幵关电器规范》VDE0660的标准。
 2继电器电气参数测试方法及原理
 2.1引言电磁继电器是通过关闭和断开电子线路来实现“电子开关”功能的。对于机械器件,当继电器线圈中通以电流时,产生的磁场不能立即使衔铁稳定的闭合或者断开,这期间会有一个抖动的阶段,也就是将会有一个时间的延后,使得电磁继电器的接触点不会马上就被吸合或者是被释放。在电磁继电器触点闭合或断开的瞬间,抖动触点会发生振荡而回弹,并发生弹性碰撞。从信号处理的角度看,这个抖动是一个高频的信号,它将降低电磁继电器的使用时的可靠性。这种抖动会持续一段时间并使继电器触点的电气参数成为一个不固定的值,这将影响继电器的性能指标,而电磁继电器的可靠性和性能得好坏都受触点这个关键部分所影响。因此,在制造和测试过程中,电磁继电器的时间和接触电阻这两个参数是非常重要的。动作值和释放值是电磁继电器电气参数中两个最基木的性能指标,通过测试和分析这几个关键参数,来初步判断电磁继电器是否有故障。接触电阻的检测较为复染,接触电阻不固定,相对较小。时间参数反弹的时间比较短,不易被测试。线圈中的电流是相对容易被检测的,它是重要的参数,该量的分析可以用作检测继电器接点的接触电阻和时间参数中的辅助分析量。
 3数据采集系统设计................263.1引言................263.2数据采集系统................263.3单片机与数据采集系统................273.4继电器电源驱动电路设计................283.5软件设计................363.6本章小结................384实验研究................404.1实验结果及分析................404.2本章小结................445结论................45 结 论
 对国际和国家标准中规定的一些检测电路进行了改进,使其能够满足现代自动化的测量。针对继电器电气参数检测中,被检测对象比较多,信息量比较丰富的特点,木文设计了采用虚拟仪器的方法设计检测系统,实现电磁继电器电气参数的自动化测试,上位机软件采用NI的Labview软件对得到的数据进行显示,与下位机通信时采用RS-232通信方式。对电磁继电器的电气参数测量,得到其电气参数的检测数据,提高继电器的可靠性,并可指导应用工程师设计出更好更稳定的电子线路。本文的具体工作如下所述:(1)首先对继电器检测的国际标准进行了研究,然后对国家标准进行了研究,并对其中一些电气参数测试电路提出了改进的方法;(2)设计了一个可通过软件控制的电源,该电源用于电磁继电器电气参数检测中提供不同的输入电压,电源的输出电压范围为0-48V,电压可调整的最小值为0.2V,其具有比较大的电压输出范围,比较适合电磁继电器的检测电路设计要求;(3)完成了电磁继电器动作和释放两个值的自动化检测,并且误差为0.1V;完成了触点的接触电阻、时间参数和线圈的电流参数的自动化检测,检测时时间参数的A/D的采样间隔为2yS,线圈电流的采样间隔为50us,电流的分辨力为0.5mA,触点的接触电阻的釆样间隔为2ys。(4)上位机釆用NI公司的Labview软件进行设计,通过此软件可以使电磁继电器各个被测参数的曲线在PC机屏幕上显示出来,其与下位机的通信方式为RS-232。在本检测系统中,虽然上述方法实现了多个继电器参数的高精度检测的目的,但在参数的实际的应用和显示上,还可能做进一步的改进和优化。例如该自动化检测装置采用的是RS-232作为其通信接口,这种接口的通信方式是比较传统的,并且传输速度很有限,可以用USB作为通信接口代替RS-232,USB通信接口也是普遍采用的接口之一。若是条件允许,也可应用蓝牙技术等无线传输的方式进行通信借口设计,这样的话不仅可以在工业现场,也可以在办公室里就能够获知产品质量的相关情况。此外此自动化检测装置在显示部分对外做了扩展,用户能够按照其所需再另外加入一些显示模块。
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