CN103116078A - 继电器动态电阻在线检测装置 - Google Patents

Abstract

继电器动态电阻在线检测装置，涉及电气器件检测装置。提供一种结构简单、使用方便，适合与生产线配套使用的继电器动态电阻在线检测装置。包括控制开关、信号产生电路、电流传感器、信号调理电路、微控制器、显示电路、通信电路、操作按键和电源电路；控制开关用于控制待测继电器的通断，控制开关输出端接信号产生电路输入端，信号产生电路输出端接电流传感器输入端，电流传感器输出端接信号调理电路输入端，信号调理电路输出端接微控制器输入端，微控制器输出端分别接控制开关输入端和显示电路输入端，通信电路与微控制器双向连接，操作按键输出端接微控制器输入端，电源电路输出端接微控制器输入端。

Description

继电器动态电阻在线检测装置

技术领域

本发明涉及电气器件检测装置，尤其是涉及一种与生产线配套的继电器动态电阻在线检测装置。

背景技术

目前常用的几种测试继电器触点接触电阻的方法有标准法、四端法和双臂电桥法。标准中提到的方法用到电压表或电流表，主要是利用人工手动对继电器进行检测，适用于抽样检查，不适合在生产线上进行检测。四端法测试方法适用于小电流情况下进行，因为大电流将造成触点温度升高，测出来的阻值偏大。双臂电桥法存在与四端法同样的问题，而且需要调整桥臂电阻，也不适合生产线上进行检测。由于接触电阻的动态过程短暂，上述方法都很难实现对动态电阻的检测。继电器的接触电阻是影响继电器是否可靠工作的最重要因素之一，在生产过程中需要对每个产品进行测试，检验其接触电阻或者触点压降是否符合要求。此外，失效触点接触电阻峰值均值比未失效触点大很多；因此对接触电阻的最大值进行检测，也非常重要。

目前，如何在生产线上实现对继电器动态电阻在线检测已成为业内十分关注的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便，适合与生产线配套使用的继电器动态电阻在线检测装置。

本发明包括控制开关、信号产生电路、电流传感器、信号调理电路、微控制器、显示电路、通信电路、操作按键和电源电路；

控制开关用于控制待测继电器的通断，控制开关输出端接信号产生电路输入端，信号产生电路输出端接电流传感器输入端，电流传感器输出端接信号调理电路输入端，信号调理电路输出端接微控制器输入端，微控制器输出端分别接控制开关输入端和显示电路输入端，通信电路与微控制器双向连接，操作按键输出端接微控制器输入端，电源电路输出端接微控制器输入端。

所述控制开关最好采用无触点MOS管开关。

所述电流传感器，可采用型号为ACS713ELCTR-20A，量程为单向20A的电流传感器。

所述通信电路可采用UART异步串行通信电路，通信电路可用于实现微控制器之间、微控制器与其他PC机之间的数据传输。

所述微控制器可采用单片机。

所述显示电路最好采用液晶显示器。

与现有技术比较，本发明具有如下优点：

通过信号产生电路的电参数能够明显反映出继电器动态电阻的峰值与稳定值信息，信息容易提取。由于本发明动态过程很短暂，响应快，能在极短时间内检测继电器触点动态电阻的峰值与稳定值，因此适合在生产线上自动高效率进行检测。本发明是基于微控制器的一个检测装置，它隶属于60次振动循环测试机，串接在继电器自动生产线上。本发明对车辆继电器的吸合与断开动作时的触点状态实行在线定性检测，判断是否合格，进而与机械构件，PLC控制部分配合进行筛选。

本发明使用时，当待测继电器进入设于生产线上的检测点时，首先由微控制器发出控制信号，控制开关进行相应的开通与断开，实现继电器线圈的通电与断电，信号产生电路产生能够反映出动态电阻中的峰值和稳定值，然后接入到电流传感器、电流传感器连接到线圈的触点电路，电流传感器将采集到的信号接入到信号调理电路，信号经调理后接入到微控制器，通过显示电路（显示屏）显示。

附图说明

图1为本发明实施例的电路原理框图。

图2为对只包含常开触点的继电器进行动态电阻检测的电路框图。

图3为本发明实施例进行检测时，信号产生电路的波形图。在图3中，(a)为微控制器提供周期性的矩形脉冲电压图，横坐标为时间，纵坐标为电压；(b)为继电器接触电阻的变化图，横坐标为时间，纵坐标为接触电阻值；(c)为图2中R₁支路的电流波形图，横坐标为时间，纵坐标为电流；(d)为图2中C、R₂支路的电流波形图，横坐标为时间，纵坐标为电流；(e)为图R₁和C、R₂两支路的电流之和，横坐标为时间，纵坐标为电流。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明实施例包括控制开关1、信号产生电路2、电流传感器3、信号调理电路4、微控制器5、显示电路6、通信电路7、操作按键8和电源电路9。

控制开关1用于控制待测继电器的通断；控制开关1输出端接信号产生电路2输入端，信号产生电路2输出端接电流传感器3输入端，电流传感器3输出端接信号调理电路4输入端，信号调理电路4输出端接控制器5输入端，微控制器5输出端分别接控制开关1输入端和显示电路6输入端，通信电路7与微控制器3双向连接，操作按键8输出端接控制器3输入端。

所述控制开关1采用无触点MOS管开关。所述电流传感器3采用型号为ACS713ELCTR-20A的电流传感器。所述通信电路7采用UART异步串行通信电路，通信电路可用于实现微控制器之间、微控制器与其他PC机之间的数据传输。所述微控制器5采用单片机。所述显示电路6采用液晶显示器。

参见图2，本发明实施例进行检测时，控制开关1、信号产生电路2、电流传感器3与待测继电器P（只包含常开触点）共同形成动态电阻检测电路。图2中K为继电器P的线圈。R_x为继电器P常开触点接触电阻，C、R₂组成微分电路，R₁为比例电路，且为微分通路提供放电路径。采用无触点的MOS管IRF540导通与截止来实现开关，由微控制器发出的信号控制，通过光电耦合MOS管进行相应的控制，实现继电器线圈的通电与断电。

参见图3，为给待测继电器线圈提供周期为T的矩形脉冲电压U_N，相关参数波形如图3所示。

（1）当继电器动静触点刚接触到时，电路闭合，产生电流，这时继电器接触电阻为最大值R_MAX，由于电容上电压不能突变，则此时U_C＝0,各支路电流为：

$i_1=\frac{U}{R_{\mathrm{MAX}}+(R_1//R_2)}\·\frac{R_2}{R_1+R_2}---(2-9)$

$i_2=\frac{U}{R_{\mathrm{MAX}}+(R_1//R_2)}\·\frac{R_1}{R_1+R_2}---(2-10)$

电流I出现最大值I_MAX：

$I=I_{\mathrm{MAX}}=i_1+i_2=\frac{U}{R_{\mathrm{MAX}}+(R_1//R_2)}---(2-11)$

（2）之后电容开始充电，i₁逐渐变小。触点接触电阻也逐渐变小，待触点稳定闭合后，此时电容早已充电完成，这时继电器接触电阻为R_W,则此时电路电流为I_W：

$I=I_W=i_1=\frac{U}{R_W+R_1}---(2-12)$

（3）线圈断电后，触点分开，此时R₁、R₂、C构成放电电路,但I＝0。

由上述分析与波形图可见，电流波形的峰值I_MAX与稳定值I_W能够反映出动态接触电阻R_x中的峰值R_MAX与稳定值R_W。

根据式（2-11）、（2-12）可得：

$R_{\mathrm{MAX}}=\frac{U}{I_{\mathrm{MAX}}}-\frac{R_1{R}_2}{R_1+R_2}---(2-13)$

$R_W=\frac{U}{I_W}-R_1---(2-14)$

显然，通过检测电流I，就可方便的得到R_MAX、R_W的信息，实现继电器动态电阻检测。

由此可见，信号产生电路的电参数能够明显反映出待测继电器动态电阻的峰值与稳定值信息，且容易提取，通过电流传感器即可对参数信息进行检测。控制器部分主要完成继电器检测过程中的控制开关闭合与断开的控制；对信号处理部分输出信号的判断；与PLC的通信，完成生产线自动化设备对待检继电器的装夹与剔除；控制LCD输出显示。控制部分主要是由ATMAGE16L微控制器为核心构成的控制系统。通信部分，UART异步串行通信是单片机经常用到的一种通信模式，本发明师生例中，与PLC或LCD显示屏幕的通信都通过该单元来完成，本发明能够自动地协调PLC进行继电器检测，能进行检测类型选择，并且在液晶显示器上以友好的界面展示检测状态及结果。

Claims (6)

1.继电器动态电阻在线检测装置，其特征在于包括控制开关、信号产生电路、电流传感器、信号调理电路、微控制器、显示电路、通信电路、操作按键和电源电路；

控制开关用于控制待测继电器的通断，控制开关输出端接信号产生电路输入端，信号产生电路输出端接电流传感器输入端，电流传感器输出端接信号调理电路输入端，信号调理电路输出端接微控制器输入端，微控制器输出端分别接控制开关输入端和显示电路输入端，通信电路与微控制器双向连接，操作按键输出端接微控制器输入端，电源电路输出端接微控制器输入端。

2.如权利要求1所述的继电器动态电阻在线检测装置，其特征在于所述控制开关采用无触点MOS管开关。

3.如权利要求1所述的继电器动态电阻在线检测装置，其特征在于所述电流传感器采用型号为ACS713ELCTR-20A，量程为单向20A的电流传感器。

4.如权利要求1所述的继电器动态电阻在线检测装置，其特征在于所述通信电路采用UART异步串行通信电路。

5.如权利要求1所述的继电器动态电阻在线检测装置，其特征在于所述微控制器采用单片机。

6.如权利要求1所述的继电器动态电阻在线检测装置，其特征在于所述显示电路采用液晶显示器。

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