一种继电器参数测试装置的制作方法

本实用新型涉及继电器领域，特别涉及一种继电器参数测试装置。

背景技术：

继电器的机械与电气参数有较大的离散性，必须在出厂前对其进行客观、高效率、全面的测试。在电力系统的继电-接触器控制运行前，经常也需要对大量类型与型号各异的继电器进行参数整定，工作量巨大、繁琐。目前，现有继电器综合参数测试主要采用可调直流稳压源和低阻表组合进行测量，由于操作复杂，必须要有专业人员进行测试，导致测试环节繁琐，效率低下，对于大批量的继电器生产测试极为困难。目前，市面上虽然有一些继电器参数测试仪或装置，但这些测试仪或装置大多功能单一或操作复杂，无法完成大批量，同时适合类型与型号各异的继电器参数进行测试。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便、工作效率高的继电器参数测试装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种继电器参数测试装置，包括微处理器、上位机、显示模块、继电器切换模块、线圈电阻测量模块、触点电阻测量模块、吸合释放电压和吸合释放时间测量模块，所述上位机通过RS232总线与微处理器相连，显示模块与微处理器相连，微处理器与继电器切换模块的一端相连，继电器切换模块的另一端分别与线圈电阻测量模块、触点电阻测量模块、吸合释放电压和吸合释放时间测量模块相连。

上述继电器参数测试装置，所述触点电阻测量模块包括电源、开关、标准电阻和待测电阻，所述电源、开关、标准电阻、待测电阻依次串接并构成一个连接回路。

上述继电器参数测试装置，所述吸合释放电压和吸合释放时间测量模块包括运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻，所述运算放大器的同相输入端经第九电阻后与被测继电器线圈的一端相连，运算放大器的反相输入端经第十电阻后与被测继电器线圈的另一端相连，第十一电阻的一端接地，第十一电阻的另一端接运算放大器的同相输入端，第十二电阻跨接在运算放大器的反相输入端与输出端之间，运算放大器的输出端与微处理器相连。

上述继电器参数测试装置，所述运算放大器的输出端与微处理器之间设有两个钳位二极管。

上述继电器参数测试装置，所述继电器切换模块包括用于选择被测继电器线圈输入电流大小的分流选择切换单元、用于选择被测继电器线圈输入电压的电压选择切换单元、继电器类型切换单元。

上述继电器参数测试装置，所述分流选择切换单元包括分流主电路和分流控制电路，分流控制电路包括第十三电阻、第一二极管、第五电容、第一继电器、第一三极管，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极经第十三电阻后接微处理器，第一三极管的集电极与第一继电器线圈一端、第一二极管正极相连，第一二极管负极与第一继电器线圈另一端相连并接15V电源，所述第五电容负极接地，第五电源正极与第一二极管负极相连；分流主电路包括第一继电器的辅助触点，分流主电路具有两个电流输入端和一个电流输出端，两个电流输入端通过第一继电器的辅助触点与电流输出端连接；微处理器输出控制信号至第一三极管，通过控制第一三极管的通断来控制第一继电器线圈电源的通断，通过第一继电器的辅助触点的通断选择其中一个电流输入端与电流输出端连接。

上述继电器参数测试装置，所述电压选择切换单元包括选择主电路和选择控制电路，选择控制电路包括第十四电阻、第二二极管、第六电容、第二继电器、第二三极管，所述第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极经第十四电阻后接微处理器，第二三极管的集电极与第二继电器线圈一端、第二二极管正极相连，第二二极管负极与第二继电器线圈另一端相连并接15V电源，所述第六电容负极接地，第六电容正极与第二二极管负极相连；选择主电路包括第二继电器的辅助触点，选择主电路具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，第一输入端与分流主电路的电流输出端连接，第二输入端接输入电压，第一输入端、第二输入端通过第二继电器的辅助触点与第一输出端连接；微处理器输出控制信号至第二三极管，通过控制第二三极管的通断来控制第二继电器线圈电源的通断，通过第二继电器的辅助触点的通断选择第一输出端与第一输入端或第二输入端连接。

上述继电器参数测试装置，所述继电器类型切换单元包括切换主电路和切换控制电路，切换控制电路包括第二十二电阻、第五二极管、第十一电容、第三继电器、第四三极管，所述第四三极管的发射极接地，第四三极管的基极经第二十二电阻后接微处理器，第四三极管的集电极与第三继电器线圈一端、第五二极管正极相连，第五二极管负极与第三继电器线圈另一端相连并接15V电源，所述第十一电容负极接地，第十一电容正极与第五二极管负极相连；切换主电路包括稳压器和第三继电器的辅助触点，稳压器的输出端经第三继电器的辅助触点后连接被测继电器触点；微处理器输出控制信号至第四三极管，通过控制第四三极管的通断来控制第三继电器线圈电源的通断，通过第三继电器的辅助触点的通断选择是否接通稳压器和被测继电器触点。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型包括线圈电阻测量模块、触点电阻测量模块、吸合释放电压和吸合释放时间测量模块，可在线进行四个参数的参数：线圈电阻，吸合/释放电压，触点电阻，吸合/释放时间，从而对继电器参数进行客观、高效率、全面的检测。

2、本实用新型包括上位机和由显示模块、微处理器构成的下位机，下位机完成检测、基本显示功能，上位机完成参数管理、保存、参数比较、显示等功能，上位机与微处理器之间采用RS232通信。

3、本实用新型的继电器切换模块包括用于选择被测继电器线圈输入电流大小的分流选择切换单元、用于选择被测继电器线圈输入电压的电压选择切换单元、继电器类型切换单元；通过继电器类型切换单元能够对不同类型或不同型号继电器进行成批次检测，检测效率高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构框图。

图2为图1中线圈电阻测量模块的电路图。

图3为图1中触点电阻测量模块的电路图。

图4为图1中吸合释放电压和吸合释放时间测量模块的电路图。

图5为图1的继电器切换模块中分流选择切换单元的电路图。

图6为图1的继电器切换模块中电压选择切换单元的电路图。

图7为图1的继电器切换模块中继电器类型切换单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种继电器参数测试装置，包括微处理器、上位机、显示模块、继电器切换模块、线圈电阻测量模块、触点电阻测量模块、吸合释放电压和吸合释放时间测量模块，所述上位机通过RS232总线与微处理器相连，显示模块与微处理器相连，微处理器与继电器切换模块的一端相连，继电器切换模块的另一端分别与线圈电阻测量模块、触点电阻测量模块、吸合释放电压和吸合释放时间测量模块相连。继电器切换模块一方面接收微处理器的信号进行切换测量被测继电器的不同参数，另一方面将测量得到的数据存入给微处理器；微处理器即可将数据送至LCD显示模块进行显示，又可将数据送至上位机处理；同时，微处理器也接收上位机发送来的控制信号完成相应工作；上位机与微处理器之间采用RS232通信，上位机完成参数管理、保存、参数比较、显示等功能。

以常开型继电器为例，采用对线圈电阻两端通恒流源读取的方式，线圈电阻测量模块的电路原理图如图2所示。在电阻R两端通恒定电流I，此时，电阻两端的电压可被采集出，根据欧姆定律：R=U/I，即得到线圈电阻两端的电阻，同时，根据电磁继电器线圈电阻具有不同阻值的特点，测试系统应设置多种大小的恒流源以便选择。

如图3所示，所述触点电阻测量模块包括电源、开关K、标准电阻Rn和待测电阻Rx，所述电源、开关、标准电阻Rn、待测电阻Rx依次串接并构成一个连接回路。采用四端法测试，测试时，合上开关K，通过测试标准电阻Rn两端的电压Un，则可以得到电流I。再测试待测电阻两端的电压Ux，则可求出待测电阻Rx=Ux/I。当待测电阻较小时，为减小误差，则要求电源要稳定，线路接线（因线路也含有电阻会影响测量值）尽可能短。

吸合/释放电压、吸合/释放时间测量使用的同一个电路，如图4所示，所述吸合释放电压和吸合释放时间测量模块包括运算放大器U3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12，所述运算放大器U3的同相输入端经第九电阻R9后与被测继电器线圈的一端相连，运算放大器U3的反相输入端经第十电阻R10后与被测继电器线圈的另一端相连，第十一电阻R11的一端接地，第十一电阻R11的另一端接运算放大器U3的同相输入端，第十二电阻R12跨接在运算放大器U3的反相输入端与输出端之间，运算放大器U3的输出端经两个钳位二极管后与微处理器相连。根据吸合电压大于释放电压的特点，测量吸合/释放电压的同时，通过微处理器的内部计数器记录吸合/释放时间。被测继电器线圈电阻两端分别接在电压采集模块的L_Res和XQZu两端，通过放大后的电压值输入微处理器内部AD转换单元的ADC_COIL_RES端。BAT54S内含的两个二极管用来钳位，保证输入不会过高和过低。运算放大器U3的型号为OP07。

所述继电器切换模块包括用于选择被测继电器线圈输入电流大小的分流选择切换单元、用于选择被测继电器线圈输入电压的电压选择切换单元、继电器类型切换单元。通过继电器切换模块的选择功能，系统可以执行微处理器的指令。对于继电器类型的选择、线圈电阻两端接入电压的选择、以及根据不同类型电阻接入不同大小电流的选择都是通过继电器切换模块来实现。

所述分流选择切换单元包括分流主电路和分流控制电路，如图5所示，分流控制电路包括第十三电阻R13、第一二极管D1、第五电容C5、第一继电器K1、第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极经第十三电阻R13后接微处理器，第一三极管Q1的集电极与第一继电器K1线圈一端、第一二极管D1正极相连，第一二极管D1负极与第一继电器K1线圈另一端相连并接15V电源，所述第五电容C5负极接地，第五电源正极与第一二极管D1负极相连；分流主电路包括第一继电器K1的辅助触点，分流主电路具有两个电流输入端和一个电流输出端，两个电流输入端通过第一继电器K1的辅助触点与电流输出端连接；微处理器输出控制信号至第一三极管Q1，通过控制第一三极管Q1的通断来控制第一继电器K1线圈电源的通断，通过第一继电器K1的辅助触点的通断选择其中一个电流输入端与电流输出端连接。

I_CHOSE作为由微处理器发出给继电器，用于测试线圈电阻。由于电磁继电器的种类繁多，线圈电阻大小也会有一定的不同，对于线圈电阻较大的一类(1000到2000欧姆)，可采用通1mA的电流；对于线圈电阻较小的一类(0到1000欧姆)，可采用通10mA的电流。

所述电压选择切换单元包括选择主电路和选择控制电路，如图6所示，选择控制电路包括第十四电阻R14、第二二极管D2、第六电容C6、第二继电器K2、第二三极管Q2，所述第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极经第十四电阻R14后接微处理器，第二三极管Q2的集电极与第二继电器K2线圈一端、第二二极管D2正极相连，第二二极管D2负极与第二继电器K2线圈另一端相连并接15V电源，所述第六电容C6负极接地，第六电容C6正极与第二二极管D2负极相连；选择主电路包括第二继电器K2的辅助触点，选择主电路具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，第一输入端与分流主电路的电流输出端连接，第二输入端接输入电压，第一输入端、第二输入端通过第二继电器K2的辅助触点与第一输出端连接；微处理器输出控制信号至第二三极管Q2，通过控制第二三极管Q2的通断来控制第二继电器K2线圈电源的通断，通过第二继电器K2的辅助触点的通断选择第一输出端与第一输入端或第二输入端连接。

在测试不同的参数，例如：在测试线圈电阻时，系统需要往线圈上通电流，采样电压值。而在测试触点电阻时，在线圈电阻两端所加入的应当是电压，只有控制线圈两端的电压，才能够控制触点发生吸合/释放的过程。所以，对于电流、电压的选择输入，这里同样需要一个继电器进行选择判断。第二继电器K2通过微处理器发来的指令V_CHOSE，可以判断输入量是电流还是电压，这里CURRENT就是和前一部分做出的1mA和10mA的电流连接线，另一端Prog-v则是输入电压的部分，底下的接口XQ11则接在线圈电阻的一侧。这里所用的1N4001二极管主要是起到保护继电器的作用。

所述继电器类型切换单元包括切换主电路和切换控制电路，如图7所示，切换控制电路包括第二十二电阻R22、第五二极管D5、第十一电容C11、第三继电器K3、第四三极管Q4，所述第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的基极经第二十二电阻R22后接微处理器，第四三极管Q4的集电极与第三继电器K3线圈一端、第五二极管D5正极相连，第五二极管D5负极与第三继电器K3线圈另一端相连并接15V电源，所述第十一电容C11负极接地，第十一电容C11正极与第五二极管D5负极相连；切换主电路包括稳压器和第三继电器K3的辅助触点，稳压器的输出端经第三继电器K3的辅助触点后连接被测继电器触点；微处理器输出控制信号至第四三极管Q4，通过控制第四三极管Q4的通断来控制第三继电器K3线圈电源的通断，通过第三继电器K3的辅助触点的通断选择是否接通稳压器和被测继电器触点。

在测试触点电阻的过程中，当触点发生吸合现象后，可以在触点两端通电流，采样触点电压的方法测试出触点电阻的大小。由于触点电阻阻值非常小，所以要求给触点电阻通大电流。一来可以保证触点的电压足够大，便于采样；二来可以减小导线产生的误差。正是对大电流的要求，系统最终采用LM317。LM317是三端可调正稳压器集成电路，它的输出电压范围是1.2V到37V，负载的最大电流可以达到1.5A。图7中，I_ON_OFF是微处理器用于控制第三继电器K3接通或断开的指令端口，I_1TO4是用于继电器类型选择上的。通过微处理器发出的测试信号，I_1TO4与VOUT接通，开始对触点通大电流，在测试完毕之后，I_1TO4打到另外一端断开防止电流一直导通。

显示模块采用LCD12864的中文液晶显示模块，型号为ST7920。

共进行10次完整的测试，吸合电压的上限值是8.40V，吸合电压的下限值是7.50V。测试结果全部合格，如表1所示。

表1 继电器10次参数测试结果