CN103149530B - 继电器测试仪 - Google Patents

Abstract

一种继电器测试仪，包括控制模块和吸合检测电路，吸合检测电路包括继电器线圈控制开关管和单向导通光耦检测电路，继电器线圈控制开关管由控制模块输出的吸合控制信号控制通断，单向导通光耦检测电路包括检测光耦，检测光耦的光发射部分耦合到继电器触点，单向导通光耦检测电路在继电器触点通电时产生单向的弱电流信号至检测光耦的光发射部分以产生光信号，检测光耦的光探测部分将光信号转换成电信号并输出给控制模块，控制模块驱动继电器线圈控制开关管按照设定的吸合频率和吸合次数开通，接收检测光耦反馈的电信号，并根据反馈的电信号判断继电器触点的实际吸合情况。该继电器测试仪不仅检测准确可靠，还较以往的测试仪更为方便灵活。

Description

继电器测试仪

技术领域

本发明涉及一种继电器测试仪。

背景技术

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器的性能测试包括测量继电器的吸合电压、吸合电流等，已有的继电器测试仪功能单一，尤其是对于继电器触点是否能够正常吸合检测效果不佳，检测的准确性、可靠性和灵活性都有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种检测准确可靠且方便灵活的继电器测试仪。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种继电器测试仪，包括控制模块和吸合检测电路，所述吸合检测电路包括耦合在继电器线圈回路上的继电器线圈控制开关管和耦合在继电器触点回路上的单向导通光耦检测电路，所述继电器线圈控制开关管由所述控制模块输出的吸合控制信号控制通断，所述单向导通光耦检测电路包括检测光耦，所述检测光耦的光发射部分耦合到所述继电器触点的一端，所述单向导通光耦检测电路在继电器触点通电时产生单向的弱电流信号至所述检测光耦的光发射部分以产生光信号，所述检测光耦的光探测部分将光信号转换成电信号并输出给所述控制模块，所述控制模块驱动所述继电器线圈控制开关管按照设定的吸合频率和吸合次数开通，接收所述检测光耦反馈的电信号，并根据反馈的电信号判断继电器触点的实际吸合情况。

可进一步采用以下一些技术方案：

每次吸合时，所述控制模块控制所述继电器触点进行多个吸合动作，并检测每次吸合的吸合动作有效个数是否达到设定阈值，达到时判断当次吸合为真实吸合并记录，否则判断当次吸合失败。

每次吸合时，所述控制模块在多个交流正半周内持续控制继电器线圈通电，每个交流正半周对应进行一个吸合动作。

还包括过零检测电路，所述过零检测电路检测交流信号的过零点并将检测结果即时反馈给所述控制模块，所述控制模块根据过零检测结果产生所述吸合控制信号,在交流信号过零点时控制所述继电器触点进行一个吸合动作。

所述过零检测电路包括第一三极管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一三极管的集电极通过耦合电阻接高电平，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过所述第二分压电阻接地并通过所述第一分压电阻接变压器的次级输出信号，所述变压器是用于将交流输入信号转换成次级输出信号，通过整流电路产生直流电源向所述继电器测试仪供电。

所述单向导通光耦检测电路还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极耦合所述继电器触点的一端，所述继电器触点的另一端耦合到交流电源L线，所述第一二极管的阴极通过耦合到所述检测光耦的光发射部分的阳极，所述检测光耦的光发射部分的阴极接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极耦合到交流电源N线，所述继电器触点与所述光发射部分的阳极之间接有限流电阻，所述光发射部分的阴极与交流电源N线之间接有限流电阻。

所述继电器线圈电源为电压可调的线性电源。

所述吸合检测电路还包括吸合控制光耦，所述控制模块的控制信号输出端串接所述吸合控制光耦的光发射部分形成回路，所述吸合控制光耦的光探测部分的输入端耦合到继电器线圈电源，所述继电器线圈控制开关管为第一三极管，所述第一三极管的基极耦合到所述吸合控制光耦的光探测部分的输出端，所述第一三极管的集电极通过继电器线圈耦合到继电器线圈电源，所述第一三极管的发射极接地。

还包括外接负载接口，所述外接负载接口接入负载时，所述交流电源N线与所述第一二极管的阳极之间通过所述负载相连。

所述交流电源L线与所述继电器触点的所述另一端之间设置有外接电流表的接口。

本发明的有益技术效果：

本发明中，通过在继电器线圈回路上设置继电器线圈控制开关管，由控制模块控制通断继电器线圈通电，并在继电器触点回路上设置单向导通光耦检测电路，由检测光耦检测继电器触点的导通状态并产生光信号，并将光信号转换成电信号并输出给控制模块，控制模块可提供设定吸合频率和吸合次数的吸合控制信号，通过检测光耦反馈的电信号，可以判断继电器触点的实际吸合情况，包括在预定吸合次数下的真实吸合次数，从而能够准确可靠地检测出继电器的吸合性能。例如，选定吸合DC电压后，通过控制模块设定所需吸合次数，判断和记录所测得的实际吸合次数，检测强电触点是否能正常吸合，进而判断继电器的性能和效率。控制模块的吸合控制方式是可以通过软件设定而产生的，灵活可调，方便进行多样化的测试。

根据优选的实施方案还能获得进一步的优点，例如，通过设置外接电流表的插座，继电器的瞬时导通通电电流可以外接万用表实时显示出来，方便目测和人工记录；通过设置过零检测电路，还可以能准确检测交流电的过零点，通过在交流电过零点时控制继电器触点吸合，同时检测吸合动作，能够有效提高检测继电器触点吸合性能的准确性；通过将继电器线圈电源设置为电压可调的线性电源，使得继电器的线圈吸合DC电压值可以线性选择，从而可方便地检测出最小吸合电压、最小释放电压和最大吸合电压、最大释放电压，并便于对照规格书检测继电器性能。

附图说明

图1为本发明继电器测试仪一个实施例的吸合检测电路结构图；

图2为本发明一个实施例的交流电过零检测电路结构图；

图3为本发明一个应用实例的功能框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

请参阅图1，在一些实施例里，一种继电器测试仪包括控制模块(未图示)和吸合检测电路，所述吸合检测电路包括耦合在继电器RELAY1线圈回路上的继电器线圈控制开关管和耦合在继电器触点回路上的单向导通光耦检测电路，所述继电器线圈控制开关管由所述控制模块输出的吸合控制信号控制通断，所述单向导通光耦检测电路包括检测光耦U3，所述检测光耦U3的光发射部分耦合到所述继电器触点的一端，所述单向导通光耦检测电路在继电器触点通电时产生单向的弱电流信号至所述检测光耦U3的光发射部分以产生光信号，所述检测光耦U3的光探测部分将光信号转换成电信号并输出给所述控制模块，所述控制模块驱动所述继电器线圈控制开关管按照设定的吸合频率和吸合次数开通，接收所述检测光耦U3反馈的电信号，并根据反馈的电信号判断继电器触点的实际吸合情况。

所述继电器线圈控制开关管可以为三极管。控制模块可以为单片机。

测试时，控制模块控制继电器线圈直流供电，使其产生磁场，吸合触点，触点电路通过吸合检测电路产生反馈信号送至控制模块，并由控制模块检测触点部分是否真实吸合。

如图1所示，优选地，所述吸合检测电路还包括吸合控制光耦U2，所述控制模块的控制信号输出端串接所述吸合控制光耦U2的光发射部分形成回路，所述吸合控制光耦U2的光探测部分输入端耦合到继电器线圈电源CON2。所述继电器线圈控制开关管为三极管Q8，所述三极管Q8的基极耦合到所述吸合控制光耦U2的光探测部分输出端，所述三极管Q8的集电极通过继电器线圈耦合到继电器线圈电源CON2，所述三极管Q8的发射极接地。更优选地，所述继电器线圈的两端并联有起保护作用的二极管D8，所述二极管D8的阳极接所述三极管Q8的集电极，所述二极管D8的阴极接继电器线圈电源CON2。

优选地，所述单向导通光耦检测电路还包括二极管D5和二极管D6，二极管D5的阳极耦合所述继电器触点的一端，所述继电器触点的另一端耦合到交流电源L线，所述二极管D5的阴极通过限流电阻R37耦合到所述检测光耦U3的光发射部分的阳极，所述检测光耦U3的光发射部分的阴极通过限流电阻R38接所述二极管D6的阳极，二极管D6的阴极耦合到交流电源N线。

优选地，所述继电器线圈电源CON2为电压可调的线性电源。

优选地，交流电源N线与二极管D5的阳极之间设置有外接负载的插座CON4，可通过外接负载将交流电源N线与二极管D5的阳极相连。这种设计可以通过调整负载来有效检测继电器的带负载能力。

优选地，所述交流电源L线与所述继电器触点RELAY1的所述另一端之间设置有外接电流表的插座CON3，可测瞬时电流。

工作时，控制模块发送吸合控制信号，通过驱动继电器线圈控制开关Q8，使继电器线圈通电,此时检测触点接通动作，如果触点接通则有反馈电流经过检测光耦U3的光发射部分，检测光耦U3的光探测部分导通，控制模块采集连接检测光耦U3的光探测部分的PIOCHK信号线是否有信号，如果有，经过信号消抖，确认是否真实吸合，如果吸合则记录吸合次数；如果失效，则不记录本次吸合次数。控制模块设定合适的吸合频率，还可以检测继电器线圈的最快放电时间（即最快吸合频率），便于对产品的性能进行评估。

使用图1所示的电路，可以通过交流半波法检测吸合动作。控制模块按照吸合频率的设定，在每个吸合周期内（即一次吸合过程）持续控制继电器线圈通电，并采集PIOCHK端口是否有持续的方波，如果有则判断触点吸合成功，反之，则判断触点吸合失败。具体来说，如果检测到方波信号有效个数累加达到设定阈值，则判断为真实吸合，反之，判断该次吸合失败。通过累计真实吸合次数，与设定吸合次数比较，由此方式可以有效地检测出触点的吸合性能。

优选地，还可以设置交流电过零检测电路，控制模块按照吸合频率的设定，在检测到交流信号过零点时控制继电器进行吸合动作，并检测继电器吸合动作，在一个吸合周期内检测多个过零点吸合动作是否有效，如果有效个数累加达到设定阈值，则判断为真实吸合，反之，判断该次吸合失败。过零点吸合检测与半波法吸合检测相比，其检测结果更为准确可靠。

图2所示为一个具体实施例的交流电过零检测电路，所述过零检测电路包括三极管Q7、分压电阻R9和分压电阻R31，三极管Q7的集电极通过耦合电阻接高电平，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的基极通过所述分压电阻R31接地并通过分压电阻R9接变压器T1的次级输出信号，所述变压器T1是用于将交流电源的输入信号转换成次级输出信号，通过整流电路产生直流电源向所述继电器测试仪供电。

工作原理如下：

交流电输入端口CON1输入的交流电经过变压器T1以后，变压器T1次级输出波形依然是和T1的初级波形一样，只是幅度变化。滤波电容C8、C2用于保证输入稳压模块U1的波形稳定。稳压模块U1的作用是提供+5V稳压电压，此电压用于控制模块（如单片机）、光耦U2、U3以及数码管显示、按键扫描电路（如果有）等供电。当交流电为非过零点部分时候，变压器的次级输出信号经过分压电阻R9、R31的分压导通三极管Q7，此时单片机端口PZERO检测到的是GND的信号；如果交流电为过零点的时候，分压电阻R9、R31的分压无法导通三极管Q7，此时单片机端口PZERO检测到的是电阻R8的高电平+5V，经过PZERO端口的消抖过程之后就可以明确交流电的过零点和非过零点。

参见图1和图2，过零点检测到的同时，单片机输出端口PCTR设置低电平，开始导通三极管Q8，继电器线圈通电，如果吸合成功的话，经过二极管D5、电阻R37、光耦U3、电阻R38、二极管D6形成回路，单片机将从PIOCHK端口采集到高、低电平相间的波形，如果吸合失败，PIOCHK端口维持低电平。依此类推，检测到多次过零点的同时，单片机输出端口PCTR均设置低电平，如果单片机检测到PIOCHK是高、低电平相间的波形，且在一次吸合中累计检出次数达到预设值，且经过信号消抖之后确认有效，则判断触点此次吸合成功；反之，则判断失败。

如图1所示，在优选的实施例里，继电器触点一端可设置插座CON2，其可外接可调线性电源，如直流0V---48V可调电源，以方便手动设置任意一个电压值（此电压值一般是包含所测试继电器的工作电压范围）。通过这种设计，使得继电器线圈的吸合DC电压可调，可便于捕捉到继电器的最小吸合电压和最大吸合电压。比如手动设定12V，此时继电器无法正常的吸合，再次设定13V，此时继电器可以吸合，然后微调12V至13V之间，即可以找到最小的吸合电压点。可以方便地对每一个电压点进行测试和记录，快捷地记录最小吸合电压和有效吸合电压范围。

进一步地，插座CON4可外接负载。插座CON3用于外接电流表、万用表。通过这种设计，可以检测继电器触点吸合瞬间带载或者不带载的电流值。设计成外接式还可方便操作并便于记录数据。

根据实施例，控制模块控制继电器的吸合频率可以设定，吸合次数可以设定，并可挂机测试。优选设置显示器连接控制模块，将所测真实吸合次数显示出来，便于查看设定吸合次数和真实吸合次数的差值。

如图3所示，在一个应用实例里，继电器测试仪包括市电AC220V强电输入模块、保护模块、变压器供电模块、整流滤波、稳压模块、交流电过零点检测模块、交流电正半波采集模块、继电器线圈吸合驱动电路、MCU控制模块、显示驱动模块、按键驱动模块以及蜂鸣器驱动模块等，MCU控制模块对各模块的工作实施控制。

可测试项目如下：最小吸合电压、最快吸合频率、通电判断触电是否吸合（触点吸合率）、吸合线圈放电时间、吸合瞬间负载端电压、负载端电流、继电器吸合次数测试、寿命测试等。

可以对继电器进行挂机测试。设定一个吸合频率和吸合次数，例如设定0.5HZ吸合频率，吸合次数设置10万次，控制模块检测实际的吸合次数和失效吸合次数，并可由数码管显示屏显示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种继电器测试仪，其特征在于,包括控制模块和吸合检测电路，所述吸合检测电路包括耦合在继电器线圈回路上的继电器线圈控制开关管和耦合在继电器触点回路上的单向导通光耦检测电路，所述继电器线圈控制开关管由所述控制模块输出的吸合控制信号控制通断，所述单向导通光耦检测电路包括检测光耦，所述检测光耦的光发射部分耦合到所述继电器触点的一端，所述单向导通光耦检测电路在继电器触点通电时产生单向的弱电流信号至所述检测光耦的光发射部分以产生光信号，所述检测光耦的光探测部分将光信号转换成电信号并输出给所述控制模块，所述控制模块驱动所述继电器线圈控制开关管按照设定的吸合频率和吸合次数开通，接收所述检测光耦反馈的电信号，并根据反馈的电信号判断继电器触点的实际吸合情况；每次吸合时，所述控制模块控制所述继电器触点进行多个吸合动作，并检测每次吸合的吸合动作有效个数是否达到设定阈值，达到时判断当次吸合为真实吸合并记录，否则判断当次吸合失败；

所述继电器测试仪还包括过零检测电路，所述过零检测电路检测交流信号的过零点并将检测结果即时反馈给所述控制模块，所述控制模块根据过零检测结果产生所述吸合控制信号,在交流信号过零点时控制所述继电器触点进行一个吸合动作。

2.如权利要求1所述的继电器测试仪，其特征在于,每次吸合时，所述控制模块在多个交流正半周内持续控制继电器线圈通电，每个交流正半周对应进行一个吸合动作。

3.如权利要求1所述的继电器测试仪，其特征在于,所述过零检测电路包括第一三极管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一三极管的集电极通过耦合电阻接高电平，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过所述第二分压电阻接地并通过所述第一分压电阻接变压器的次级输出信号，所述变压器是用于将交流输入信号转换成次级输出信号，通过整流电路产生直流电源向所述继电器测试仪供电。

4.如权利要求1至3任一项所述的继电器测试仪，其特征在于,所述单向导通光耦检测电路还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极耦合所述继电器触点的一端，所述继电器触点的另一端耦合到交流电源L线，所述第一二极管的阴极通过耦合到所述检测光耦的光发射部分的阳极，所述检测光耦的光发射部分的阴极接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极耦合到交流电源N线，所述继电器触点与所述光发射部分的阳极之间接有限流电阻，所述光发射部分的阴极与交流电源N线之间接有限流电阻。

5.如权利要求1至3任一项所述的继电器测试仪，其特征在于,所述继电器线圈的电源为电压可调的线性电源。

6.如权利要求1至3任一项所述的继电器测试仪，其特征在于,所述吸合检测电路还包括吸合控制光耦，所述控制模块的控制信号输出端串接所述吸合控制光耦的光发射部分形成回路，所述吸合控制光耦的光探测部分的输入端耦合到继电器线圈电源，所述继电器线圈控制开关管为第一三极管，所述第一三极管的基极耦合到所述吸合控制光耦的光探测部分的输出端，所述第一三极管的集电极通过继电器线圈耦合到继电器线圈电源，所述第一三极管的发射极接地。

7.如权利要求4所述的继电器测试仪，其特征在于,还包括外接负载接口，所述外接负载接口接入负载时，所述交流电源N线与所述第一二极管的阳极之间通过所述负载相连。

8.如权利要求4所述的继电器测试仪，其特征在于,所述交流电源L线与所述继电器触点的所述另一端之间设置有外接电流表的接口。