CN104977528A - 磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于继电器测试领域，尤其涉及一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置。磁保持继电器使用手册中未给出精确的动作时间和复归时间，在这两个参数必须精确的应用场合，本发明提出将电网电压同步信号作为参考，应用单片机测量施加给磁保持继电器的驱动电压开始时刻与磁保持继电器闭合或者关断时刻的时间差来确定动作时间或复归时间，并在液晶屏上显示这两个时间。本发明可简单方便地检测磁保持继电器精确的动作时间和复归时间，快速和直观地显示这两个参数。
Description
技术领域
本发明属于继电器测试领域，尤其涉及一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置。
背景技术
磁保持继电器是继电器的一种，也是一种自动开关。依靠一定宽度的脉冲电信号实现开关状态的转换，对电路起着自动闭合和关断作用，去除脉冲电信号后仍能保持状态的一种继电器。
磁保持继电器可简单地理解为在输入端施加规定的电信号使其输出端闭合或关断的一种开关。为了使磁保持继电器工作可靠，要保证工作线路能给磁保持继电器线圈供给额定电压。磁保持继电器的性能参数中有与闭合和关断时间相关的几个参数：动作时间是指处于复归状态的磁保持继电器，从给线圈施加阶跃额定电压的瞬间起，到磁保持继电器的常开触点闭合瞬间为止的时间（不含动作回跳时间）；复归时间是指处于动作状态的磁保持继电器，从复归线圈施加额定电压的瞬间起，到磁保持继电器的常闭触点闭合瞬间为止的时间（不含释放回跳时间）；回跳时间是指从触点闭合瞬间到稳定闭合为止的时间。这几个时间一般以“ms”为单位表示。磁保持继电器的使用指南中给出了动作时间和复归时间（额定电压下）小于等于20ms，其只给出了一个范围值，动作时间和复归时间与磁保持继电器运行环境有关，受到触点参数、环境温度、电源波动情况的影响，导致不能给出精确的动作时间和复归时间。在动作时间和复归时间必须精确的应用场合，例如在电网电压过零点闭合的应用中，必须确定动作时间，所以针对不同应用环境需要对磁保持继电器的动作时间和复归时间进行测量。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置，用于精确测量动作时间和复归时间。
为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是检测施加额定电压瞬间到磁保持继电器开始闭合或关断瞬间的时间差来测量动作时间和复归时间。其特征在于，检测装置由开关电源、液晶屏、按键面板、电压互感器、同步检测电路、单片机、磁保持继电器驱动电路、闭合关断检测电路构成；开关电源提供各个模块的直流电压；液晶屏和按键面板完成测试功能的显示和操作；电压互感器和同步检测电路将生成电网电压同步信号，并输入到单片机GPIO口，作为磁保持继电器闭合或关断时刻的参考；单片机通过GPIO口完成按键面板指令接收、液晶屏显示和脉冲触发信号生成的功能；驱动电路完成磁保持继电器的驱动功能；闭合关断检测电路完成磁保持继电器状态反馈的功能；装置通过单片机检测电压同步信号上升沿，启动定时器，生成驱动信号；磁保持继电器闭合或者关断后由闭合关断检测电路产生反馈信号，单片机测量电压同步信号上升沿与反馈信号的时间差，该时间差即为动作时间或复归时间，并在液晶屏上显示该时间。
其中，所述开关电源的输入为220V电压有效值的单相交流电，输出为+5V和+24V直流电压，+24V的输出电压端口根据驱动电路需要可输出不同电压值。
所述单片机采用stm8系列单片机。
所述按键面板的按键操作是由单片机GPIO口来检测的，单片机通过串行通讯将按键面板操作信息输入到液晶屏上。
所述电网电压同步信号由同步检测电路生成，电压互感器检测电网电压产生电压信号后进行过零比较产生电压同步信号，电网电压为正时电压同步信号为+5V高电平，当电网电压为负时电压同步信号为0V低电平，将电压同步信号输入单片机GPIO口。
所述驱动电路完成磁保持继电器的驱动功能，单片机输出驱动信号经过放大电路放大后驱动磁保持继电器，驱动脉冲要持续100ms。
所述闭合关断检测电路在磁保持继电器闭合时输出低电平，在磁保持继电器关断时输出高电平，并将信号输入到单片机GPIO口。
所述时间差由stm8系列单片机的定时器记录时间来得出，根据需要设置定时器周期。
所述动作时间或复归时间的测量需在单片机中设置定时器周期个数计数变量，记录定时器的周期数。
所述动作时间或复归时间由电压同步信号开始时刻与闭合或关断信号反馈时刻之间的定时器周期个数乘以周期得出。
本发明具有以下有益效果：精确检测磁保持继电器的动作时间和复归时间，接线容易，简单方便，适合不同环境下的磁保持继电器动作时间和复归时间的测量；通过液晶屏快速和直观地显示磁保持继电器的动作时间和复归时间。
附图说明
图1为本发明的磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置示意图。
图2为本发明的动作时间和复归时间检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1为本发明的磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置示意图。开关电源提供各个模块的直流电压，输出为+5V和+24V直流电压，+24V的输出电压端口根据驱动电路需要可输出不同的电压值。电压互感器检测电网电压，同步检测电路将检测到的电网电压信号进行过零比较产生电压同步信号，输入单片机GPIO口。按键面板与单片机GPIO口相连，读取GPIO口电平高低变化可判断是否进行检测操作，当进行检测操作时单片机进入检测程序。在电压同步信号上升沿时单片机GPIO口产生上升沿中断，在中断程序中启动定时器进行计时，设置定时器周期，再设置一个定时器周期计数变量，记录定时器的周期数，例如设置每20ms内记录200个周期。在由电压同步信号产生的GPIO口上升沿中断的程序中，单片机输出驱动信号经过放大电路放大后驱动磁保持继电器，驱动脉冲要持续100ms。当磁保持继电器闭合或者关断后产生反馈信号，反馈信号输入到单片机GPIO口，下降沿（闭合）或者上升沿（关断）产生中断，将由电压同步信号产生的上升沿中断时刻与由磁保持继电器反馈信号产生的中断时刻相减，此为磁保持继电器动作时间或者复归时间。液晶屏与单片机GPIO口相连，通过数据并行通讯方式传送数据，并在液晶屏上显示动作时间和复归时间。
图2为本发明的动作时间和复归时间检测示意图，当电压同步信号上升沿到来时刻产生单片机GPIO口上升沿中断，在中断程序中启动定时器并输出闭合驱动信号，检测磁保持继电器闭合时刻产生的单片机GPIO口中断，两次中断之间的时间差即为动作时间Δt 1；同样的过程用于检测复归时间Δt 2。
Claims (5)
1.一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置，其特征在于，检测装置由开关电源、液晶屏、按键面板、电压互感器、同步检测电路、单片机、磁保持继电器驱动电路、闭合关断检测电路构成；开关电源提供各个模块的直流电压；液晶屏和按键面板完成测试功能的显示和操作；电压互感器和同步检测电路将生成电网电压同步信号，并输入到单片机GPIO口，作为磁保持继电器闭合或关断时刻的参考；单片机通过GPIO口完成按键面板指令接收、液晶屏显示和脉冲触发信号生成的功能；驱动电路完成磁保持继电器的驱动功能；闭合关断检测电路完成磁保持继电器状态反馈的功能；装置通过单片机检测电压同步信号上升沿，启动定时器，生成驱动信号；磁保持继电器闭合或者关断后由闭合关断检测电路产生反馈信号，单片机测量电压同步信号上升沿与反馈信号的时间差，该时间差即为动作时间或复归时间，并在液晶屏上显示该时间。
2.根据权利要求1所述的一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置,开关电源的输入为220V电压有效值的单相交流电，输出为+5V和+24V直流电压，+24V的输出电压端口根据驱动电路需要可输出不同电压值。
3.根据权利要求1所述的一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置,单片机采用stm8系列单片机，所述按键面板的按键操作是由单片机GPIO口来检测的，单片机通过串行通讯将按键面板操作信息输入到液晶屏上。
4.根据权利要求1所述的一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置,闭合关断检测电路在磁保持继电器闭合时输出低电平，在磁保持继电器关断时输出高电平，并将信号输入到单片机GPIO口。
5.根据权利要求1所述的一种磁保持继电器动作时间和复归时间检测装置,时间差由stm8系列单片机的定时器记录时间来得出，根据需要设置定时器周期；动作时间或复归时间的测量需在单片机中设置定时器周期个数计数变量，记录定时器的周期数；动作时间或复归时间由电压同步信号开始时刻与闭合或关断信号反馈时刻之间的定时器周期个数乘以周期得出。
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