一款智能參數測試儀的設計

3.1 微處理器控制程序

圖4 所示是本系統的微處理器控制程序。本程序的核心部分是線(xiàn)圈電阻子程序、觸點(diǎn)電阻子程序、吸合/ 釋放電壓子程序、吸合/ 釋放時(shí)間子程序。

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3.2 吸合電壓算法設計

對于吸合/ 釋放電壓的測試，這里將對比三種測試算法：

二分算法、步進(jìn)自適應中值算法和差異比較算法[8].

3.2.1 二分算法

函數f(x)，對于一個(gè)實(shí)數a,當x=a 時(shí)，若f(a)=0,則把x=a 叫做函數f(x) 的零點(diǎn)。設f(x) 在區間(X,Y) 上連續，a、b 屬于區間(x,y)，且f(a)，f(b) 異號，則在區間(a,b) 內一定存在至少一個(gè)零點(diǎn)，然后求f[(a+b)/2].假定a0,那么：

如果f[(a+b)/2]=0,則x=(a+b)/2 就是零點(diǎn)。

如果f[(a+b)/2]<0,說(shuō)明區間((a+b)/2,b) 內有零點(diǎn)，再次對新區間((a+b)/2,b) 取中值代入函數，進(jìn)行中點(diǎn)函數值判斷。

如果f[(a+b)/2]>0,說(shuō)明區間(a,(a+b)/2) 內有零點(diǎn)，再次對新區間(a,(a+b)/2) 取中值代入函數，進(jìn)行中點(diǎn)函數值判斷。

通過(guò)以上反復的區間取值，可以把f(x) 的零點(diǎn)所在小區間收縮一半，使區間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步迫近函數的零點(diǎn)，最終以求得零點(diǎn)的近似值。

這就是二分算法的基本原理。

3.2.2 步進(jìn)自適應中值算法

同簡(jiǎn)單二分算法一樣，確定A、B 兩個(gè)電壓值，其中A 無(wú)法使觸點(diǎn)吸合，B 保證發(fā)生觸點(diǎn)吸合。然后求得A、B 的平均值C,如果C 小于觸點(diǎn)的閾值電壓，則在B 電壓量的基礎上步進(jìn)式地減小一定幅度的電壓X,得到電壓量D ;如果C 大于觸點(diǎn)的觸發(fā)電壓，那么在A(yíng) 電壓量的基礎上，步進(jìn)式地增加一定幅度的電壓X[9],然后重復以上步驟。如果發(fā)生某一步進(jìn)增加時(shí)，觸點(diǎn)發(fā)生吸合，則繼電器的吸合電壓介于觸點(diǎn)觸發(fā)的前后兩個(gè)電壓平均數值之間。

3.2.3 差異比較算法

差異比較算法是通過(guò)比較輸入值和輸出值的大小，將發(fā)生差異型變化的數值進(jìn)行篩選并記錄。選擇這個(gè)算法主要是針對二次發(fā)生的吸合釋放過(guò)程。

三種算法中，二分算法有可能讓程序進(jìn)入死循環(huán)，差異比較算法相對前兩者速度較慢，所以本系統最終采用步進(jìn)自適應中值算法。

3.3 上位機程序設計

本系統的上位機界面程序采用C++ 程序編寫(xiě)，它主要包括參數設置區域、參數顯示區域、繼電器類(lèi)型選擇和控制按鍵等幾部分。參數設置區域是完成對所測繼電器的相關(guān)參數上下限參數的設置，比如吸合電壓上下限的設置。參數顯示區域是顯示所測參數大小的，這里還包括了一個(gè)參數選擇復選框，如果選上則表示需要對此參數進(jìn)行檢測，如果不選則系統不對此部分參數進(jìn)行檢測。圖5 所示為其上位機界面。

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3.4 實(shí)驗結果

在調試好的樣機上分別可對吸合電壓等六個(gè)參數進(jìn)行測試，為了減少一次測試數據的偶然性，每個(gè)參數均測試了八組數據進(jìn)行處理，實(shí)驗結果如表1 所示。從表1 中的數據可以發(fā)現，其測試數據變化范圍小，系統性能較穩定，總體性能能夠令人滿(mǎn)意。

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4 結語(yǔ)

本文是結合前人的研究成果基礎上而提出的一種基于STM32 的智能參數測試儀的設計方案，該方案中所設計的測試儀由STM32 作為主控芯片，并結合先進(jìn)的電子測量線(xiàn)路來(lái)對繼電器的主要電氣參數進(jìn)行測量。實(shí)驗結果表明，本系統測試結果準確性高，工作穩定，總體性能令人滿(mǎn)意。