可调机械参数的继电器及该继电器的熔焊力的测量装置及方法
【专利摘要】可调机械参数的继电器及该继电器的熔焊力的测量装置及方法，涉及电接触领域。它解决了现有的继电器不能实现机械参数的可调、熔焊力测量装置不能直接测量继电器触头熔焊力、分断速度达不到实际的继电器分断速度级别及无法获知继电器特有的参数导致的不能应用于实际继电器产品的结构参数优化以及触点材料的选择的问题。它包括测试继电器及其固定装置，触点开距调整装置、磁间隙调整装置、机械反力调整机构、触点速度测量装置和隔振底座；它还包括电阻分压电路、信号调理电路、数据采集处理电路和上位机。熔焊力的测量方法通过触点电压上升沿前后力信号跃变差值得到熔焊力的值。本发明还适用于测量继电器的其他参数。
【专利说明】可调机械参数的继电器及该继电器的熔焊力的测量装置及 方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电接触领域，特别涉及继电器触头实际动作过程中的熔焊力测试装 置。
【背景技术】
[0002] 继电器广泛应用于工业控制自动化、通信工程、电子信息工程、交通工程以及航天 航空工程等行业中，在高端行业、特殊行业中对于电器、电子类元器件的需求普遍体现在 "小型化、低功率、长寿命、高可靠性"几个方面。以电磁继电器为代表的机电元件的结构本 质特征决定了其可靠性与长寿命的提高与机械调整参数组合息息相关。触头熔焊作为继电 器最主要的失效形式，主要由开关电弧引起的触头表面金属熔化和气化最后导致，是现阶 段电接触领域研究重点之一。现有的继电器通常被制成成品，其各个参数都是固定不变的， 这样的继电器无法满足试验中对继电器各个参数进行调节的需求。
[0003] 现阶段的熔焊力测试装置可简单归结为一类。即在静触头后连接应变式力传感器 测量触头接触力，用电机或激振器驱动动触头运动，从而达到测量分断时刻熔焊力的目的。
[0004] 该类装置与实际继电器相比，仍然存在很大差异，主要体现在：1)实际继电器中 触头分断速度可达到1000mm/s级别，而受困于该类装置中使用的力传感器响应速度，该类 装置分断速度远低于l〇〇〇mm/ S这个量级。2)该类装置无法实现继电器特有的参数如磁间 隙和机械反力对熔焊力的影响，因此所得的结论无法直接应用于实际继电器产品的结构参 数优化以及触点材料的选择。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决现有的继电器不能实现机械参数的可调、现有的熔焊力测量装置 不能直接测量继电器实际动作过程中的触头熔焊力、现有的触头熔焊力测量装置的分断速 度达不到实际的继电器分断速度级别及无法获知继电器特有的参数如磁间隙和机械反力 对熔焊力的影响导致的不能应用于实际继电器产品的结构参数优化以及触点材料的选择 的问题，提出了可调机械参数的继电器及该继电器的熔焊力的测量装置及方法。
[0006] 可调机械参数的继电器，它包括测试继电器及其固定装置，触点开距调整装置、磁 间隙调整装置、机械反力调整机构、触点速度测量装置和隔振底座；
[0007] 隔振底座的中心位置固定有二维平面滑台，测试继电器及其固定装置固定在二维 平面滑台上，二维平面滑台用于调整测试继电器的平面位置；触点开距调整装置、磁间隙调 整装置、机械反力调整装置和触点速度测量装置沿逆时针方向位于二维平面滑台的四个外 表面且分别固定在隔振底座的上表面。
[0008] 可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置，它包括电阻分压电路、信号调理电 路、数据采集处理电路和上位机；
[0009] 所述电阻分压电路的两端并联至动触点和静触点的两侧，用于得到触点电压；电 阻分压电路的输出端连接信号调理电路的触点电压信号输入端；
[0010] 所述压电石英力传感器的输出端连接信号调理电路的力信号输入端；信号调理电 路的信号输出端连接数据采集处理电路的信号输入端，数据采集处理电路的信号输出端连 接上位机的信号输入端。
[0011] 本发明还适用于测量继电器的其他参数。
[0012] 本发明所述的继电器，通过一号坚直滑台、二号坚直滑台和三号坚直滑台的上下 滑动，从而实现了静触点和动触点之间的触点开距的调节、继电器线圈铁心与衔铁之间的 磁间隙的调节及反力弹簧的反力大小的调节，进而得到了不同的静压力、磁间隙、反力弹簧 的反力、触点开距等机械参数，解决了现有的继电器不能实现机械参数的可调的问题。
[0013] 可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置，通过电阻分压电路测得了触点电 压，通过可调机械参数的继电器中与静触点相连的压电石英力传感器测得了触点接触力， 所述触点电压及力经过信号调理电路调理及数据采集处理电路后得到熔焊力并在上位机 显示，完成了熔焊力的测量。或者通过霍尔电流传感器测得了触点电流，通过可调机械参数 的继电器中的压电石英力传感器测得了力，所述触点电流及力经过信号调理电路调理及输 出采集处理电路按熔焊力算法处理后得到熔焊力并在上位机中显示，也完成了力的测量。 可调机械参数的继电器的熔焊力的测量方法通过计算触点电压上升沿前后力信号跃变差 值得到熔焊力的值，为获取熔焊力的大小提供了简便的获取方式，且该熔焊力大小还呈现 在波形上，便于观察。
[0014] 本发明的可调机械参数的继电器，解决了现有的触头熔焊力的测量装置的分断速 度达不到实际的继电器分断速度级别的问题，并进一步解决了无法获知继电器特有的参数 如磁间隙和机械反力对熔焊力的影响，使得本发明的继电器能够应用于实际继电器产品的 结构参数优化以及触点材料的选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为可调机械参数的继电器的结构图；
[0016] 图2为可调机械参数的继电器的各部件连接关系图；
[0017] 图3为图2的局部放大图；
[0018] 图4为可调机械参数的继电器的测试继电器及其固定装置与触点开距和静压力 调整装置的结构图；
[0019] 图5为图4的局部放大图；
[0020] 图6为可调机械参数的继电器的磁间隙调整装置的结构图；
[0021] 图7为可调机械参数的继电器的机械反力调整装置的结构图；
[0022] 图8为可调机械参数的继电器的触点速度测量装置的结构图；
[0023] 图9为可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置根据触点电压实现力测量的 电路结构图；
[0024] 图10为可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置根据触点电流实现力测量的 电路结构图；
[0025] 图11为可调机械参数的继电器的熔焊力的测量方法根据触点电压测得的熔焊力 的波形图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0026] 一、参照图1至图8具体说明本实施方式，本实施方式所述的可调机 械参数的继电器，它包括测试继电器及其固定装置1，触点开距调整装置2、磁间隙调整装 置3、机械反力调整机构4、触点速度测量装置5和隔振底座6 ;
[0027] 隔振底座6的中心位置固定有二维平面滑台11，测试继电器及其固定装置1固定 在二维平面滑台11上，二维平面滑台11用于调整测试继电器的平面位置；触点开距调整装 置2、磁间隙调整装置3、机械反力调整装置4和触点速度测量装置5沿逆时针方向位于二 维平面滑台11的四个外表面且分别固定在隔振底座6的上表面；
[0028] 测试继电器及其固定装置1包括被测继电器8、绝缘板9、继电器固定架10、和二维 平面滑台11 ;被测继电器8包括动触点20、静触点21和衔铁24 ;
[0029] 被测继电器8固定在绝缘板9上，绝缘板9与继电器固定架10通过螺栓连接，继 电器固定架10固定在二维平面滑台11上，衔铁24位于被测继电器8的上方，动触点20位 于衔铁24的一端；
[0030] 触点开距调整装置2包括第一直角固定块13, 一号坚直滑台12,传感器连接件7， 压电石英力传感器15,绝缘垫圈16,静簧片17,绝缘垫片18和固定螺栓19 ;
[0031] 所述第一直角固定块13包括第一底座13-1及第一坚直固定块13-2,且第一底座 13-1及第一坚直固定块13-2呈L形且为一体结构；
[0032] 所述第一直角固定块13的第一底座13-1通过螺钉固定在隔振底座6的上表面， 一号坚直滑台12沿第一坚直固定块13-2的外表面上下滑动；
[0033] 传感器连接件7的底座垂直固定在一号坚直滑台12上，压电石英力传感器15、绝 缘垫圈16、静簧片17、绝缘垫片18和平头螺钉19从上至下依次固定在连接件7的连接头 的下端，静触点21位于静簧片17上；
[0034] 通过二维平面滑台11的滑动调节动触点20的位置，使动触点20与静触点21处 于同一直线上，且动触点20在静触点21的上方且正对；
[0035] 磁间隙调整装置3包括磁间隙顶丝23,磁间隙顶丝连接件22,二号坚直滑台25及 第二直角固定块26 ;
[0036] 磁间隙顶丝23的一端通过紧定销钉固定在磁间隙顶丝连接件22的一端的中心位 置，磁间隙顶丝23的另一端位于衔铁24的上方，用于阻止衔铁24继续向上运动；磁间隙顶 丝连接件22的另一端垂直固定在二号坚直滑台25上；
[0037] 第二直角固定块26包括第二底座26-1及第二坚直固定块26-2,且第二底座26-1 及第二坚直固定块26-2呈L形且为一体结构；
[0038] 所述第二直角固定块26的第二底座26-1通过螺钉固定在隔振底座6的上表面， 二号坚直滑台25沿第二坚直固定块26-2的外表面上下滑动；
[0039] 机械反力调整机构4包括反力弹簧27、弹簧拉伸杆28、拉伸杆连接件29、三号坚直 滑台30及第三直角固定块31 ;
[0040] 第三直角固定块31包括第三底座31-1及第三坚直固定块31-2,且第三底座31-1 及第三坚直固定块31-2呈L形且为一体结构；
[0041] 所述第三直角固定块31的第三底座31-1通过螺钉固定在隔振底座6的上表面， 三号坚直滑台30沿第三坚直固定块31-2外表面上下滑动；
[0042] 弹簧拉伸杆28的一端通过拉伸杆连接件29固定在三号坚直滑台30上，弹簧拉伸 杆28的另一端连接机械反力弹簧27的一端，反力弹簧27的另一端与所述衔铁24连接；
[0043] 通过三号坚直滑台30上下移动调节反力弹簧27的反力大小；
[0044] 触点速度测量装置5包括一号棒体32、一号夹持器33、二号棒体34、二号夹持器 35和激光位移传感器36 ;
[0045] -号棒体32和二号棒体34均包含圆盘座和立柱，圆盘座和立柱同轴且为一体结 构；
[0046] -号棒体32的圆盘座固定在隔振底座6上，一号夹持器33安装在一号棒体32的 立柱上，所述一号夹持器33以一号棒体32为轴左右旋转360度，一号夹持器33沿一号棒 体32的立柱上下移动；二号棒体34的圆盘座固定在一号夹持器33上，激光位移传感器36 通过二号夹持器35安装在二号棒体34的立柱上，二号夹持器35以二号棒体34为轴前后 旋转360度，二号夹持器35沿二号棒体34的立柱左右移动；
[0047] 通过调节一号夹持器33和二号夹持器35调节激光位移传感器6的空间位置，使 激光位移传感器6的激光斑点位于动触点20的中心轴线处。
[0048] 被测继电器8连接电源电路，给电时，被测继电器8的动触点20和静触点21吸合， 断电时，被测继电器8的动触点20和静触点21分开。
[0049] 本实施方式中，被测继电器8自身带控制电路，用于开启和关闭被测继电器8。触 点开距和静压力调整装置2中的一号坚直滑台12沿第一坚直固定块13-2的外表面上下滑 动，从而调节静触点21的位置；磁间隙调整装置3中的二号坚直滑台25沿第二坚直固定块 26-2的外表面上下滑动，从而调节衔铁24的位置，得到不同的磁间隙，因为动触点20位于 衔铁24上，所以调节衔铁24的位置也就相当于调节动触点20的位置；通过上述调节，实现 了动触点20和静触点21的触点开距的调节。当被测继电器8被给电时，被测继电器8的动 触点20和静触点21吸合，断电时，被测继电器8的动触点20和静触点21分开。吸合时， 动触点20与静触点21接触，根据不同的触点开距得到不同的碰撞力和静压力；分开时，根 据不同的触点开距得到不同的熔焊力。
[0050] 机械反力调整机构4中的三号坚直滑台30沿第三坚直固定块31-2外表面上下滑 动，从而调节反力弹簧27的伸缩程度，从而得到反力弹簧27的反力大小。
[0051] 激光位移传感器6的激光斑点位于动触点20的中心轴线处，用于测量动触点20 在吸合及分断时的位移与速度。
[0052] 该装置能够实现触点开距、静压力、磁间隙、反力弹簧27的反力的调节。
[0053] 本实施方式所述的继电器解决了现有的继电器不能实现机械参数的可调的问题。
[0054] 本实施方式中，触点开距的可调节为后续熔焊力的测量装置解决了现有的熔焊力 的测量装置的分断速度达不到实际的继电器分断速度级别的问题，且触点速度测量装置5 实时监测触点分断速度。
【具体实施方式】 [0055] 二、参照图9具体说明本实施方式，一所述的可调机 械参数的继电器的熔焊力的测量装置，它包括电阻分压电路37、信号调理电路38、数据采 集处理电路39和上位机40 ;
[0056] 所述电阻分压电路37的两端并联至动触点和静触点的两侧，用于得到触点电压； 电阻分压电路37的输出端连接信号调理电路38的触点电压信号输入端；
[0057] 所述压电石英力传感器15的输出端连接信号调理电路38的力信号输入端；信号 调理电路38的信号输出端连接数据采集处理电路39的信号输入端，数据采集处理电路39 的信号输出端连接上位机40的信号输入端。
[0058] 本实施方式中，数据采集处理电路39对经过调理后的触点电压信号及力信号按 熔焊力算法进行计算，得到的以熔焊力为主的力特性参数并在上位机40上显示。动触点20 和静触点21的两端之间串联负载回路，该部分为公知常识，这里不再赘述。所述电阻分压 电路37的两端并联至动触点和静触点的两侧，也就是与负载回路并联。
【具体实施方式】 [0059] 三、采用二所述的可调机械参数的继电器的熔焊力的 测量装置实现熔焊力测量的方法，所述熔焊力测量的方法包括以下步骤：
[0060] 步骤一、调整一号坚直滑台12的上下滑动从而调节静触点21的位置，调整二号坚 直滑台25的上下滑动从而调节动触点20的位置，使动触点20及静触点21之间的触点开 距的大小达到触点开距设定值，调整三号坚直滑台30的上下滑动从而调节反力弹簧27的 拉伸长度；
[0061] 步骤二、启动被测继电器8,动触点20及静触点21通电吸合，电阻分压电路37采 集吸合时的触点电压信号并将采集的触点电压信号发送至信号调理电路38,压电石英力传 感器15采集吸合时的力信号并将采集的吸合时的力信号发送至信号调理电路38 ;
[0062] 步骤三、关闭被测继电器8,动触点20及静触点21通电分断，电阻分压电路37采 集分断时触点电压信号并将采集的触点电压信号发送至信号调理电路38,压电石英力传感 器15采集分断时力信号并将采集的分断时的力信号发送至信号调理电路38 ;
[0063] 步骤四、信号调理电路38将接收的吸合时和分断时的触点电压信号及吸合时和 分断时的力信号发送至数据采集处理电路39,经数据采集处理电路39处理后得到熔焊力；
[0064] 步骤五、在上位机40中显示并记录熔焊力的大小。
[0065] 本实施方式中，步骤一所述的内容是实现熔焊力测量的前期准备，然后启动被测 继电器8,此时动触点20和静触点21吸合；再关闭被测继电器8,此时动触点20和静触点 21分开；最后在上位机40中显示有所需要的熔焊力的大小。
[0066] 本实施方式中，熔焊力的大小直接显示在上位机上，实现了直接测量继电器实际 动作过程中的触头的熔焊力。
[0067]
【具体实施方式】四、本实施方式是对【具体实施方式】三所述的可调机械参数的继电器 的熔焊力测量的方法的进一步说明，步骤四中所述数据采集处理电路39处理后得到熔焊 力，该处理过程为：
[0068] 步骤A、根据可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置得到触点电压信号及力 信号，并将所述触点电压信号及力信号在同一坐标系下显示，所述坐标系为直角坐标系，且 横坐标为时间，纵坐标分别为电压和力；
[0069] 步骤B、通过阈值判断法定位到所述的触点电压信号的上升沿；
[0070] 步骤C、通过算数平均法对所述力信号进行滤波，并得到滤波后的力信号；
[0071] 步骤D、通过最小值算法定位到所述滤波后的力信号的最低值；
[0072] 步骤E、通过最大值算法定位到所述触点电压信号的上升沿与所述力信号的相交 点的最大值；
[0073] 步骤F、通过所述触点电压信号的上升沿与所述力信号的相交点的最大值和力信 号的最低值做差，得到熔焊力的值。
[0074] 在满足燃弧条件时，动静触点一旦脱离接触，动静触点间电弧开始燃烧，触点电压 立即跃升至起弧电压，因此起弧电压10V左右这一电压上升沿是判断触点脱离接触、熔焊 现象消失的标志。
[0075] 本实施方式中，步骤C中对所述力信号进行滤波，是为了避免因毛刺信号干扰引 起测量失效。步骤D中所述通过最小值算法定位到所述力信号的最低值，也就是熔焊力作 用最大的时候。图11为该处理过程的具体显示。
[0076] 原理：可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置在动静触点分断过程中测量得 到的触点电压信号和力信号通过上述算法处理后得到熔焊力。
[0077] 实际动静触点分断过程中，熔焊力在脱离接触前作用效果最大，脱离接触后以触 点电压上升沿为标志熔焊力迅速完全消失。因此该熔焊力算法可简单定义为计算触点电压 上升沿前后力信号跃变差值。
【具体实施方式】 [0078] 五、参照图10具体说明本实施方式，一所述的可调机 械参数的继电器的熔焊力的测量装置，它包括霍尔电流传感器41、信号调理电路38、数据 采集处理电路39和上位机40 ;
[0079] 霍尔电流传感器41的两端分别连接静触点21的一端及动触点20的一端，用于得 到触点电流，霍尔电流传感器41的输出端连接信号调理电路38的输入端；
[0080] 所述压电石英力传感器15的输出端连接信号调理电路38的力信号输入端；信号 调理电路38的信号输出端连接数据采集处理电路39的信号输入端，数据采集处理电路39 的信号输出端连接上位机40的信号输入端。
[0081] 本实施方式中所述的霍尔电流传感器41可替换分压电阻电路，本实施方式达到 的效果与【具体实施方式】二达到的效果是一样的。
[0082]
【具体实施方式】六、采用【具体实施方式】五所述的可调机械参数的继电器的熔焊力的 测量装置实现熔焊力测量的方法，所述熔焊力测量的方法包括以下步骤：
[0083] 步骤一 A、调整一号坚直滑台12的上下滑动从而调节静触点21的位置，调整二号 坚直滑台25的上下滑动从而调节动触点20的位置，使动触点20及静触点21之间的触点 开距的大小达到触点开距设定值，调整三号坚直滑台30的上下滑动从而调节反力弹簧27 的拉伸长度；
[0084] 步骤二A、启动被测继电器8,动触点20及静触点21通电吸合，霍尔电流传感器41 采集吸合时的触点电流信号并将采集的触点电流信号发送至信号调理电路38,压电石英力 传感器15采集吸合时的力信号并将采集的吸合时的力信号发送至信号调理电路38 ;
[0085] 步骤三A、关闭被测继电器8,动触点20及静触点21通电分断，霍尔电流传感器41 采集分断时触点电流信号并将采集的触点电流信号发送至信号调理电路38,压电石英力传 感器15采集分断时力信号并将采集的分断时的力信号发送至信号调理电路38 ;
[0086] 步骤四A、信号调理电路38将接收的吸合时和分断时的触点电流信号及吸合时和 分断时的力信号发送至数据采集处理电路39,经数据采集处理电路39处理后得到熔焊力；
[0087] 步骤五A、在上位机40中显示并记录熔焊力的大小。
[0088]
【具体实施方式】七、本实施方式是对【具体实施方式】六所述的可调机械参数的继电器 的熔焊力测量的方法的进一步说明，步骤四A中所述数据采集处理电路39处理后得到熔焊 力，该处理过程为：
[0089] 步骤A1、根据可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置得到触点电流信号及力 信号，并将所述触点电流信号及力信号在同一坐标系下显示，所述坐标系为直角坐标系，且 横坐标为时间，纵坐标分别为电流和力；
[0090] 步骤B1、通过阈值判断法定位到所述的触点电流信号的下降沿；
[0091] 步骤C1、通过算数平均法对所述力信号进行滤波，并得到滤波后的力信号；
[0092] 步骤D1、通过最小值算法定位到所述滤波后的力信号的最低值；
[0093] 步骤E1、通过最大值算法定位到所述触点电流信号的下降沿与所述力信号的相交 点的最大值；
[0094] 步骤F1、通过所述触点电流信号的下降沿与所述力信号的相交点的最大值和力信 号的最低值做差，得到熔焊力的值。
[0095] 本发明的可调机械参数的继电器实现了机械参数的可调节，在采用可调机械参数 的继电器的熔焊力的测量装置测出熔焊力以后，工作人员能够根据继电器的不同的触点开 距、磁间隙、反力弹簧的拉伸长度及测出的熔焊力的值研究上述参数对熔焊力的影响，从而 在实际生产继电器时，完成对继电器的结构参数的优化及触点材料的选择。
【权利要求】
1.可调机械参数的继电器，其特征在于，它包括测试继电器及其固定装置（1)，触点开 距调整装置（2)、磁间隙调整装置（3)、机械反力调整机构（4)、触点速度测量装置（5)和隔 振底座（6); 隔振底座￠)的中心位置固定有二维平面滑台（11)，测试继电器及其固定装置（1)固 定在二维平面滑台（11)上，二维平面滑台（11)用于调整测试继电器的平面位置；触点开距 调整装置（2)、磁间隙调整装置（3)、机械反力调整装置（4)和触点速度测量装置（5)沿逆 时针方向位于二维平面滑台（11)的四个外表面且分别固定在隔振底座￠)的上表面； 测试继电器及其固定装置（1)包括被测继电器（8)、绝缘板（9)、继电器固定架（10)、和 二维平面滑台（11);被测继电器（8)包括动触点（20)、静触点（21)和衔铁（24); 被测继电器（8)固定在绝缘板（9)上，绝缘板（9)与继电器固定架（10)通过螺栓连接， 继电器固定架（10)固定在二维平面滑台（11)上，衔铁（24)位于被测继电器（8)的上方， 动触点（20)位于衔铁（24)的一端； 触点开距调整装置（2)包括第一直角固定块（13)，一号坚直滑台（12)，传感器连接 件⑵，压电石英力传感器（15)，绝缘垫圈（16)，静簧片（17)，绝缘垫片（18)和固定螺栓 (19)； 所述第一直角固定块（13)包括第一底座（13-1)及第一坚直固定块（13-2)，且第一底 座（13-1)及第一坚直固定块（13-2)呈L形且为一体结构； 所述第一直角固定块（13)的第一底座（13-1)通过螺钉固定在隔振底座6的上表面， 一号坚直滑台（12)沿第一坚直固定块（13-2)的外表面上下滑动； 传感器连接件（7)的底座垂直固定在一号坚直滑台（12)上，压电石英力传感器（15)、 绝缘垫圈（16)、静簧片（17)、绝缘垫片（18)和平头螺钉（19)从上至下依次固定在连接件 (7)的连接头的下端，静触点（21)位于静簧片（17)上； 通过二维平面滑台（11)的滑动调节动触点（20)的位置，使动触点（20)与静触点（21) 处于同一直线上，且动触点（20)在静触点（21)的上方且正对； 磁间隙调整装置（3)包括磁间隙顶丝（23)，磁间隙顶丝连接件（22)，二号坚直滑台 (25)及第二直角固定块（26); 磁间隙顶丝（23)的一端通过紧定销钉固定在磁间隙顶丝连接件（22)的一端的中心位 置，磁间隙顶丝（23)的另一端位于衔铁（24)的上方，用于阻止衔铁（24)继续向上运动；磁 间隙顶丝连接件（22)的另一端垂直固定在二号坚直滑台（25)上； 第二直角固定块（26)包括第二底座（26-1)及第二坚直固定块（26-2)，且第二底座 (26-1)及第二坚直固定块（26-2)呈L形且为一体结构； 所述第二直角固定块（26)的第二底座（26-1)通过螺钉固定在隔振底座￠)的上表 面，二号坚直滑台（25)沿第二坚直固定块（26-2)的外表面上下滑动； 机械反力调整机构（4)包括反力弹簧（27)、弹簧拉伸杆（28)、拉伸杆连接件（29)、三号 坚直滑台（30)及第三直角固定块（31); 第三直角固定块（31)包括第三底座（31-1)及第三坚直固定块（31-2)，且第三底座 31-1及第三坚直固定块（31-2)呈L形且为一体结构； 所述第三直角固定块（31)的第三底座（31-1)通过螺钉固定在隔振底座￠)的上表 面，三号坚直滑台（30)沿第三坚直固定块（31-2)外表面上下滑动； 弹簧拉伸杆（28)的一端通过拉伸杆连接件（29)固定在三号坚直滑台（30)上，弹簧 拉伸杆（28)的另一端连接机械反力弹簧（27)的一端，反力弹簧（27)的另一端与所述衔铁 (24)连接； 通过三号坚直滑台（30)上下移动调节反力弹簧（27)的反力大小； 触点速度测量装置（5)包括一号棒体（32)、一号夹持器（33)、二号棒体（34)、二号夹持 器（35)和激光位移传感器（36); 一号棒体（32)和二号棒体（34)均包含圆盘座和立柱，圆盘座和立柱同轴且为一体结 构； 一号棒体（32)的圆盘座固定在隔振底座（6)上，一号夹持器（33)安装在一号棒体 (32)的立柱上，所述一号夹持器（33)以一号棒体（32)为轴左右旋转360度，一号夹持器 33沿一号棒体（32)的立柱上下移动；二号棒体（34)的圆盘座固定在一号夹持器（33)上， 激光位移传感器（36)通过二号夹持器（35)安装在二号棒体（34)的立柱上，二号夹持器 (35)以二号棒体（34)为轴前后旋转360度，二号夹持器（35)沿二号棒体（34)的立柱左右 移动； 通过调节一号夹持器（33)和二号夹持器（35)调节激光位移传感器6的空间位置，使 激光位移传感器（6)的激光斑点位于动触点（20)的中心轴线处。
2. 权利要求1所述的可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置，其特征在于，它包 括电阻分压电路（37)、信号调理电路（38)、数据采集处理电路（39)和上位机（40); 所述电阻分压电路（37)的两端并联至动触点和静触点的两侧，用于得到触点电压；电 阻分压电路（37)的输出端连接信号调理电路（38)的触点电压信号输入端； 所述压电石英力传感器（15)的输出端连接信号调理电路（38)的力信号输入端；信号 调理电路（38)的信号输出端连接数据采集处理电路（39)的信号输入端，数据采集处理电 路（39)的信号输出端连接上位机（40)的信号输入端。
3. 采用权利要求2所述的可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置实现熔焊力测 量的方法，其特征在于，所述熔焊力测量的方法包括以下步骤： 步骤一、调整一号坚直滑台（12)的上下滑动从而调节静触点（21)的位置，调整二号坚 直滑台（25)的上下滑动从而调节动触点（20)的位置，使动触点（20)及静触点（21)之间 的触点开距的大小达到触点开距设定值，调整三号坚直滑台（30)的上下滑动从而调节反 力弹簧（27)的拉伸长度； 步骤二、启动被测继电器（8)，动触点（20)及静触点（21)通电吸合，电阻分压电路 (37)采集吸合时的触点电压信号并将采集的触点电压信号发送至信号调理电路（38)，压 电石英力传感器（15)采集吸合时的力信号并将采集的吸合时的力信号发送至信号调理电 路（38); 步骤三、关闭被测继电器（8)，动触点（20)及静触点（21)通电分断，电阻分压电路 (37) 采集分断时触点电压信号并将采集的触点电压信号发送至信号调理电路（38)，压电 石英力传感器（15)采集分断时力信号并将采集的分断时的力信号发送至信号调理电路 (38) ； 步骤四、信号调理电路（38)将接收的吸合时和分断时的触点电压信号及吸合时和分 断时的力信号发送至数据采集处理电路（39)，经数据采集处理电路（39)处理后得到熔焊 力； 步骤五、在上位机（40)中显示并记录熔焊力的大小。
4. 根据权利要求3所述的可调机械参数的继电器的熔焊力测量的方法，其特征在于步 骤四中所述数据采集处理电路（39)处理后得到熔焊力，该处理过程为： 步骤A、根据可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置得到触点电压信号及力信号， 并将所述触点电压信号及力信号在同一坐标系下显示，所述坐标系为直角坐标系，且横坐 标为时间，纵坐标分别为电压和力； 步骤B、通过阈值判断法定位到所述的触点电压信号的上升沿； 步骤C、通过算数平均法对所述力信号进行滤波，并得到滤波后的力信号； 步骤D、通过最小值算法定位到所述滤波后的力信号的最低值； 步骤E、通过最大值算法定位到所述触点电压信号的上升沿与所述力信号的相交点的 最大值； 步骤F、通过所述触点电压信号的上升沿与所述力信号的相交点的最大值和力信号的 最低值做差，得到熔焊力的值。
5. 权利要求1所述的可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置，其特征在于，它包 括霍尔电流传感器（41)、信号调理电路（38)、数据采集处理电路（39)和上位机（40); 霍尔电流传感器（41)的两端分别连接静触点（21)的一端及动触点（20)的一端，用于 得到触点电流，霍尔电流传感器（41)的输出端连接信号调理电路（38)的输入端； 所述压电石英力传感器（15)的输出端连接信号调理电路（38)的力信号输入端；信号 调理电路（38)的信号输出端连接数据采集处理电路（39)的信号输入端，数据采集处理电 路（39)的信号输出端连接上位机（40)的信号输入端。
6. 采用权利要求5所述的可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置实现熔焊力测 量的方法，其特征在于，所述熔焊力测量的方法包括以下步骤： 步骤一 A、调整一号坚直滑台（12)的上下滑动从而调节静触点（21)的位置，调整二号 坚直滑台（25)的上下滑动从而调节动触点（20)的位置，使动触点（20)及静触点（21)之 间的触点开距的大小达到触点开距设定值，调整三号坚直滑台（30)的上下滑动从而调节 反力弹簧（27)的拉伸长度； 步骤二A、启动被测继电器（8)，动触点（20)及静触点（21)通电吸合，霍尔电流传感器 (41)采集吸合时的触点电流信号并将采集的触点电流信号发送至信号调理电路（38)，压 电石英力传感器（15)采集吸合时的力信号并将采集的吸合时的力信号发送至信号调理电 路（38); 步骤三A、关闭被测继电器（8)，动触点（20)及静触点（21)通电分断，霍尔电流传感 器（41)采集分断时触点电流信号并将采集的触点电流信号发送至信号调理电路（38)，压 电石英力传感器（15)采集分断时力信号并将采集的分断时的力信号发送至信号调理电路 (38)； 步骤四A、信号调理电路（38)将接收的吸合时和分断时的触点电流信号及吸合时和分 断时的力信号发送至数据采集处理电路（39)，经数据采集处理电路（39)处理后得到熔焊 力； 步骤五A、在上位机（40)中显示并记录熔焊力的大小。
7.根据权利要求6所述的可调机械参数的继电器的熔焊力测量的方法，其特征在于， 步骤四A中所述数据采集处理电路（39)处理后得到熔焊力，该处理过程为： 步骤A1、根据可调机械参数的继电器的熔焊力的测量装置得到触点电流信号及力信 号，并将所述触点电流信号及力信号在同一坐标系下显示，所述坐标系为直角坐标系，且横 坐标为时间，纵坐标分别为电流和力； 步骤B1、通过阈值判断法定位到所述的触点电流信号的下降沿； 步骤C1、通过算数平均法对所述力信号进行滤波，并得到滤波后的力信号； 步骤D1、通过最小值算法定位到所述滤波后的力信号的最低值； 步骤E1、通过最大值算法定位到所述触点电流信号的下降沿与所述力信号的相交点的 最大值； 步骤F1、通过所述触点电流信号的下降沿与所述力信号的相交点的最大值和力信号的 最低值做差，得到熔焊力的值。
【文档编号】H01H50/00GK104124106SQ201410347791
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】任万滨, 金建炳, 王海 申请人:哈尔滨工业大学