瞬時(shí)通斷測量?jì)x測量方法研究

瞬時(shí)通斷測量儀是為配合此試驗而產(chǎn)生的設備，在繼電器抖動(dòng)試驗過(guò)程中，它可準確無(wú)誤地檢測出繼電器每路觸點(diǎn)瞬時(shí)出現的誤動(dòng)作，本文研究對此類(lèi)設備的測量方法。

　　1 瞬時(shí)通斷測量儀的作用

　　繼電器抖動(dòng)試驗如圖1 所示。

　　圖 1 繼電器抖動(dòng)試驗示意圖

　　繼電器在振動(dòng)或沖擊試驗過(guò)程中，由于在外界振動(dòng)或沖擊力的作用下，質(zhì)量差的繼電器有可能改變由內部彈簧或電磁力的作用下應保持的狀態(tài)，產(chǎn)生誤動(dòng)作，觸點(diǎn)出現這樣的誤動(dòng)作靠人工判斷根本無(wú)法完成，只有利用專(zhuān)用的監測設備，當出現達到預定值的誤動(dòng)作時(shí)，瞬時(shí)通斷測量?jì)x發(fā)出聲、光報警(有的產(chǎn)品還會(huì )顯示出誤動(dòng)作的時(shí)間)，所以瞬時(shí)通斷測量?jì)x是為配合繼電器振動(dòng)或沖擊試驗而工作的專(zhuān)用測量設備。

　　2 瞬時(shí)通斷測量?jì)x工作原理

　　瞬時(shí)通斷測量?jì)x工作原理如圖2 所示。根據繼電器工作情況，分為給繼電器加激勵電壓和不加激勵電壓2 種方式，這2 種狀態(tài)繼電器觸點(diǎn)誤動(dòng)作狀態(tài)相反：在繼電器不加激勵電壓時(shí)，被檢測的繼電器故障為動(dòng)合觸點(diǎn)的抖閉狀態(tài)、靜合觸點(diǎn)的抖斷2 種狀態(tài);在繼電器加電激勵狀態(tài)下，檢測故障為動(dòng)合觸點(diǎn)出現抖斷狀態(tài)，靜態(tài)閉合觸點(diǎn)出現抖閉狀態(tài)。被試驗的繼電器與瞬時(shí)通斷測量?jì)x按確定的狀態(tài)正確連接后，先進(jìn)行自檢，檢查被測繼電器觸點(diǎn)與瞬時(shí)通斷測量?jì)x是否正確和可靠連接，沒(méi)有使用的通道在進(jìn)行自查時(shí)，自動(dòng)屏蔽不被使用，使已被連接通道方便觀(guān)察;瞬時(shí)通斷測量?jì)x的數據采集端電源由機內電源提供(6 V 開(kāi)路電壓，或10 mA 的短路電流)，開(kāi)路電壓端被接到抖動(dòng)閉合繼電器觸點(diǎn)兩端，短路電流接入抖動(dòng)斷開(kāi)觸點(diǎn)兩端;試驗時(shí)，瞬時(shí)通斷測量?jì)x采集端通過(guò)對觸點(diǎn)進(jìn)行通斷狀態(tài)采集取樣，當發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)間時(shí)，測量誤動(dòng)作的時(shí)間間隔大小,再由故障判斷電路進(jìn)行分析，判斷誤動(dòng)作是否達到預先設置參數值，從而確定此動(dòng)作是否為誤動(dòng)作;滿(mǎn)足預設值的誤動(dòng)作發(fā)生后，設備保存故障狀態(tài)，通過(guò)光、聲報警，提示有誤動(dòng)作發(fā)生，并顯示檢測到的誤動(dòng)作時(shí)間。光的不同顏色代表不同故障性質(zhì)。

　　圖2 瞬時(shí)通斷測量?jì)x原理圖

　　此儀器不僅可以用于繼電器抖動(dòng)監測，而且也可以作為各種接插件、連接件和開(kāi)關(guān)抖動(dòng)或沖擊試驗時(shí)的監測設備。

　　3 瞬時(shí)通斷測量?jì)x測量方法

　　3.1 瞬時(shí)通斷測量?jì)x技術(shù)指標

　　1) 接插件觸點(diǎn)的負載電壓：6 V，最大允許誤差±5%;

　　2) 每路接點(diǎn)的閉合電流：10 mA，最大允許誤差±5%;

　　3) 繼電器線(xiàn)包電源電壓：2 V~30 V，最大允許誤差±2%，紋波電壓小于50 mV;

　　4) 繼電器線(xiàn)包電源電流：0 A~5 A;

　　5) 繼電器抖閉、抖斷時(shí)間判定：1 μs~99 μs，最大允許誤差±5%;

　　6) 檢測靈敏度：±5%。

　　此儀器的第5)項技術(shù)指標是瞬時(shí)通斷測量?jì)x測量的關(guān)鍵，在本文主要對第5)項技術(shù)指標的測量方法進(jìn)行研究， 對第 6)項的測量方法在完成第5)項準備的基礎上才能完成，技術(shù)指標中1)~4)為普通電源的技術(shù)指標，其測量方法在本文中略。

　　3.2 對抖斷、抖閉模擬方法試驗過(guò)程

　　要完成脈沖瞬時(shí)通斷測量?jì)x第5)項的測量，首先要給瞬時(shí)通斷測量?jì)x一個(gè)標準的接通或斷開(kāi)時(shí)間來(lái)模擬繼電器的動(dòng)作的時(shí)間，曾經(jīng)采用了以下兩種方法試驗，這些方法直接模擬通斷時(shí)間。

　　采用時(shí)間控制的繼電器動(dòng)作來(lái)測量瞬時(shí)通斷測量?jì)x。繼電器接通時(shí)，兩觸點(diǎn)導通時(shí)電阻約為零，兩觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)電阻為無(wú)窮大，是一種較理想的開(kāi)關(guān)，但是在測量時(shí)發(fā)現，瞬時(shí)通斷測量?jì)x測得的數據總是隨機的，觸點(diǎn)的斷開(kāi)、閉合時(shí)間每次不一樣，通過(guò)觀(guān)測發(fā)現繼電器在閉合、斷開(kāi)過(guò)程中，它總是通過(guò)一個(gè)振蕩的過(guò)渡過(guò)程，而振蕩過(guò)程表現為通斷狀態(tài)不可控的狀態(tài)，所以此方法通過(guò)試驗證明不能使用。

　　采用電子開(kāi)關(guān)模擬觸點(diǎn)的誤動(dòng)作。利用開(kāi)關(guān)管制作電子開(kāi)關(guān)，用代表誤動(dòng)作時(shí)間的脈沖信號驅動(dòng)，其開(kāi)關(guān)動(dòng)作無(wú)振蕩現象，其導通、斷開(kāi)完全受控于控制脈沖，當把開(kāi)關(guān)管串入瞬時(shí)通斷測量?jì)x輸入端時(shí)，瞬時(shí)通斷測量?jì)x在此開(kāi)關(guān)作用時(shí)仍然無(wú)動(dòng)作，經(jīng)分析，這類(lèi)電子開(kāi)關(guān)存在較大的管壓降和動(dòng)態(tài)電阻，即管子導通時(shí)有動(dòng)態(tài)電阻和管壓降，斷開(kāi)時(shí)也不是徹底斷開(kāi)，所以這種辦法也不能完成對瞬時(shí)通斷測量?jì)x的測量。

　　以上試驗證明兩種開(kāi)關(guān)的方法均不能使用，達不到測量的目的，所以用代表時(shí)間信息控制開(kāi)關(guān)通斷的測量方法不能完成測量。

　　3.3 信號采集和測量狀態(tài)分析

　　采用可控制開(kāi)關(guān)的辦法難于完成測量，需采用其他辦法進(jìn)行繼電器觸點(diǎn)通斷過(guò)程的模擬。首先對繼電器觸點(diǎn)處電壓波形進(jìn)行分析，由于瞬時(shí)通斷測量?jì)x接入抖閉觸點(diǎn)的電壓為6 V，通過(guò)抖斷觸點(diǎn)的電流為10 mA，當繼電器觸點(diǎn)出現抖閉現象時(shí)電壓波形應如圖3 所示(抖閉觸點(diǎn)在正常狀態(tài)時(shí)所加的+6 V 電壓在抖閉狀態(tài)時(shí)被直接短路，電位被鉗制在0 V)，形成一個(gè)負跳變脈沖，其抖閉時(shí)間為脈沖寬度，而出現抖斷觸點(diǎn)的電壓波形如圖4 所示。

　　分析方法與對抖閉分析方法類(lèi)似，只是電壓狀態(tài)變化過(guò)程相反，出現一個(gè)正跳變脈沖。分析出采集的電壓波形，在瞬時(shí)通斷測量?jì)x對抖閉、抖斷狀態(tài)出現時(shí)的觸點(diǎn)通、斷狀態(tài)的模擬可轉化為對觸點(diǎn)通、斷狀態(tài)發(fā)生時(shí)電壓的模擬，通斷時(shí)間測量轉化為脈沖寬度的測量，選擇好觸發(fā)電平，用標準脈沖寬度信號就可以完成測量。

　　圖3 抖閉觸點(diǎn)波形圖