CN110031755B

CN110031755B - 一种便携式接触器触点寿命监测仪

Info

Publication number: CN110031755B
Application number: CN201910362430.0A
Authority: CN
Inventors: 陈斯伟; 罗万黔; 刘安全; 李文明
Original assignee: Guizhou Zhenhua Qunying Electric Appliance Co ltd State Owned No 891 Factory
Current assignee: Guizhou Zhenhua Qunying Electric Appliance Co ltd State Owned No 891 Factory
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2039-04-30
Also published as: CN110031755A

Abstract

一种便携式接触器触点寿命监测仪，其特征在于：所述监测仪包括单片机、液晶屏显示电路、触点电压比较器电路、同步电路、键盘输入电路；本发明采用单片机控制并进行相应的电路设计，通过液晶屏显示电路、触点电压比较器电路、同步电路、键盘输入电路设计大大缩小了监测仪的体积，由于此发明未配置负载电源，负载电阻，且监测方式采用了单片机处理触点监测电压，显示单元采用LCD液晶显示屏，大大减小了体积，此发明的体积（300*200*350）mm，非常便于携带。

Description

一种便携式接触器触点寿命监测仪

技术领域

本发明涉及一种监测仪，特别是一种便携式接触器触点寿命监测仪。

背景技术

接触器在进行寿命试验时需要对触点压降进行监测，因接触器种类多，负载电压范围大，从几十伏到几百伏，目前的监测设备体积大，将负载电源、负载，计算机控制设备，监测部分集成于一体，体积达到(2000*1500*2200)mm,对于不需要提供负载电源，负载电阻，只需要对触点电压进行监测的情况，或者需要移动监测设备到不同地方监测的情况，使用极其不便，因体积庞大，对空间狭小的地方甚至不能使用。此外，由于目前的设备均为定制设备，负载电源电压只为28Vd.c，而目前的接触器负载电压从28V-800V均有覆盖。利用现在的设备不能完全覆盖此宽范围的监测范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式接触器触点寿命监测仪，该监测仪体积小、便于携带，具有较宽的监测电压范围，同时监测接触器触点的故障模式(触点断和触点粘接)，并记录触点失效的次数及累计失效次数，监测的时间和监测的电压判标可设置。

本发明的技术方案：

一种便携式接触器触点寿命监测仪，所述监测仪包括单片机、液晶屏显示电路、触点电压比较器电路、同步电路、键盘输入电路；所述触点电压比较器电路包括第一电压比较器，第一电压比较器的同相输入端连接第一滑动变阻器和第三电阻的一端，第一滑动变阻器的另一端连接到负载电源输入，第三电阻的另一端接地，第一电压比较器的反相输入端连接第四电阻的一端，第四电阻与第五电阻连接，第四电阻另一端接地，第一电压比较器的输出端连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极连接第一电阻的一端且与单片机的第23引脚相连接，第一电阻的另一端连接电源，第一三极管的发射极接地；还包括第二电压比较器，第二电压比较器的同相输入端连接第六电阻一端，第六电阻与第五电阻连接，并与第八电阻共同接地，第二电压比较器的输出端连接第九电阻一端，第九电阻另一端连接第二三极管的基极，第二极管的集电极连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端连接电源，第二三极管的发射极接地。

前述便携式接触器触点寿命监测仪，所述液晶屏显示电路包括液晶显示器，液晶显示器的第7-14引脚分别与上拉电阻P1的第2-9引脚连接，液晶显示器的第3引脚连接滑动第三变阻器，第2、15、19引脚连接电源，第1、16、20接地，上拉电阻的第1引脚连接电源。

前述便携式接触器触点寿命监测仪，所述同步电路包括第三晶体管，第三晶体管的基极分别连接第十一电阻以及第十七电阻，第十一电阻与第十七电阻一端分别连接在被试验的接触器两端，接触器J1的开关一端连接第十二电阻的一端，另一端连接负载电源输入，第十二电阻的一端连接试验的接触器的开关一端，另一端接地，连接接触器一端为开断器输入接口，另一端接地；第三晶体管的集电极连接第十电阻，第十电阻连接电源，第三晶体管的发射极接地。

前述便携式接触器触点寿命监测仪，所述键盘输入电路包括第一按键、第二按键、第三按键和第四按键，第一按键、第二按键、第三按键和第四按键的一端分别与单片机的1、2、3、5端口连接，第一按键、第二按键、第三按键和第四按键的与单片机的1、2、3、5端口之间的公共连接点分别连接第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻连接，第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻连接的另一端共同接地，第一按键、第二按键、第三按键和第四按键的另一端共同接地。

本发明的有益效果

1、本发明采用单片机控制并进行相应的电路设计，通过液晶屏显示电路、触点电压比较器电路、同步电路、键盘输入电路设计大大缩小了监测仪的体积，由于此发明未配置负载电源，负载电阻，且监测方式采用了单片机处理触点监测电压，显示单元采用LCD液晶显示屏，大大减小了体积，此发明的体积（300*200*350）mm，非常便于携带。

2、由于监测负载电压采用电阻按照比例降压，测试降压的数据后通过数据处理再按照比例换算成原来电压，所以此监测仪器监测电压范围范围大，可达28-500Vd.c。

3、通过触点电压比较器电路，U1A电压比较器及外围电路VR1、R3、R4、R5构成触点断电压的采集比较，U1B电压比较器及外围电路VR2、R6、R8、R9构成触点粘电压的采集比较，共同实现对接触器触点的故障模式的监测(触点断和触点粘接)，并记录触点失效的次数及累计失效次数。

4、通过按键输入电路，利用S1-S4及R13-R16构成，实现监测的时间和监测的电压判标可设置。

附图说明

附图1为触点电压比较器电路和同步电路示意图；

附图2为液晶屏显示电路和键盘输入电路示意图。

附图标记

1-单片机，2-液晶屏显示电路，3-触点电压比较器电路，4-同步电路，5-键盘输入电路，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻， R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻， R8-第八电阻， R9-第九电阻， R10-第十电阻，R11-第十一电阻，R12-第十二电阻，R13-第十三电阻，R14-第十四电阻，R15-第十五电阻，R16-第十六电阻，U1A-第一电压比较器，U1B-第二电压比较器，Q1-第一三极管，Q2-第二三极管，Q3-第三三极管，VR1-第一滑动变阻器，VR2-第二滑动变阻器，VR3-第三滑动变阻器，VCC-电源，LCD-液晶显示器，J1-被试验的接触器，P1-上拉电阻，S1-第一按键，S2-第二按键，S3-第三按键，S4-第四按键。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例。一种便携式接触器触点寿命监测仪，如图1-2所示，监测仪包括单片机、液晶屏显示电路、触点电压比较器电路、同步电路、键盘输入电路；所述触点电压比较器电路包括第一电压比较器U1A，第一电压比较器U1A的同相输入端连接第一滑动变阻器VR1和第三电阻R3的一端，第一滑动变阻器VR1的另一端连接到负载电源输入，第三电阻R3的另一端接地，第一电压比较器U1A的反相输入端连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4与第五电阻R5连接，第四电阻R4另一端接地，第一电压比较器U1A的输出端连接第二电阻R2一端，第二电阻R2另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的集电极连接第一电阻R1的一端且与单片机1的第23引脚相连接，第一电阻R1的另一端连接电源VCC，第一三极管Q1的发射极接地；还包括第二电压比较器U1B，第二电压比较器U1B的同相输入端连接第六电阻R6一端，第六电阻R6与第五电阻R5连接，并与第八电阻R8共同接地，第二电压比较器U1B的输出端连接第九电阻R9一端，第九电阻R9另一端连接第二三极管Q2的基极，第二极管Q2的集电极连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接电源VCC，第二三极管Q2的发射极接地。

触电电压比较电路工作原理如下：

监测触点断：由U1A电压比较器及外围电路VR1、R3、R4、R5构成触点断电压的采集比较。接通负载电源，调节VR1设置需要监测的断电压值，此值可在电压表上显示，当接触器触点应当处于闭合时，U1A比较器的2脚电压低于3脚电压时，U1A的1脚输出高电压，三极管Q1导通，Q1集电极电压(aa)由高电位变成低电位，同时此低电平连接至单片机P2.2脚。当P2.1监测到低电平时单片机开始计时，当计时的时间为设置的50%-100%时，此时如果P2.2脚仍然为低电平，此时应在液晶屏显示“触点断”且显示断的试验次数及累计试验失效次数。

监测触点粘：触点粘的电路原理与触点断基本相同，由U1B及外围器件组成触点粘的判断，其中U1B6脚判断粘电压在电压表2显示，其判断电压粘的值可通过VR2调节，其中Q2集电极（bb）与单片机的P2.3相连接。当被试验接触器J的开断电源处于关闭状态，即接触器J线圈未加电，Q3截止，Q3的集电极为高电平。若被试验的接触器触点正常断开，U1B输出低电平，三极管Q2截止，集电极（bb）为高电平。当Q3集电极为高电平时，此时启动单片机内部定时器，当计时的时间为设置的50%-100%时，如果P2.3脚仍然为低电平，在液晶屏显示“触点粘”且显示触点粘的试验次数及累计试验失效次数。

所述液晶屏显示电路包括液晶显示器LCD，液晶显示器LCD的第7-14引脚分别与上拉电阻P1的第2-9引脚连接，液晶显示器LCD的第3引脚连接滑动第三变阻器VR3，第2、15、19引脚连接电源，第1、16、20接地，上拉电阻P1的第1引脚连接电源。

液晶屏显示电路工作原理：

液晶显示屏显示由单片机P0口（32-39引出端）传递数据，由单片机26-28引出端控制信号的传递，其中显示单元由LCD12864（LCD1）及外围器件构成，用于显示设置与开断被试验接触器同步的接通时间和断开时间、故障模式及失效次数及累计失效次数，其中P1为排阻（上拉电阻）。

所述同步电路包括第三晶体管Q3，第三晶体管Q3的基极分别连接第十一电阻R11以及第十七电阻R17，第十一电阻R11与第十七电阻R17一端分别连接在被试验的接触器J1两端，接触器J1的开关一端连接第十二电阻R12的一端，另一端连接负载电源输入，第十二电阻R12的一端连接试验的接触器J1的开关一端，另一端接地，连接接触器J1一端为开断器输入接口，另一端接地；第三晶体管Q3的集电极连接第十电阻R10，第十电阻R10连接电源，第三晶体管Q3的发射极接地。

同步电路的工作原理如下：

为使此监测仪与开断试验接触器的开断器同步，采用R11、R17、R10与Q3构成采样电路，当被试验的线圈加电时，Q3导通，Q3集电极电压由高电平变为低电平，集电极同时与单片机的P2.1相连接。当P2.1检测到低电平时，说明被试验的接触器线圈加电，此时启动单片机内部定时器，每检测到一次低电平试验次数加1次。

所述键盘输入电路包括第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4，第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4的一端分别与单片机1的1、2、3、5端口连接，第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4的与单片机1的1、2、3、5端口之间的公共连接点分别连接第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15和第十六电阻R16连接，第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15和第十六电阻R16连接的另一端共同接地，第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4的另一端共同接地。

键盘输入电路的工作原理如下：

由S1-S4及R13-R16上拉电阻构成，按键未按下时，与S1-S4按键相连接的单片机1-3、4引脚为高电平，S1-S4按键中任意一个按键按下时，单片机1-3、4引脚变为低电平，单片机识别到低电平时进入设置模式。其中S1为设置与接触器接通时间和断开时间相匹配的按键，S2、S3分别为时间加、减键，S4为开始检测键。设置的接通时间和断开时间在液晶屏上显示。

本发明单片机选用AT89C51型号单片机。

本发明通过设置相应的监测电压值与采集的触点端的电压判定触点的工作状态是否正常，如果接触器的触点在线圈激励状态未接通或线圈去激励后触点不断开；或触点的接通和断开时触点仍然处于接通状态，通过电压比较器比较预设比较的值与触点端实际电压在触点闭合和断开周期内是否正常接通和断开，以此判断触点是处于正常的工作状态。液晶屏记录触点异常状态异常的模式及出现异常的次数及累计失效次数。

Claims

1.一种便携式接触器触点寿命监测仪，其特征在于：所述监测仪包括单片机、液晶屏显示电路、触点电压比较器电路、同步电路、键盘输入电路；所述触点电压比较器电路包括第一电压比较器（U1A），第一电压比较器（U1A）的同相输入端连接第一滑动变阻器（VR1）和第三电阻（R3）的一端，第一滑动变阻器（VR1）的另一端连接到负载电源输入，第三电阻（R3）的另一端接地，第一电压比较器（U1A）的反相输入端连接第四电阻（R4）的一端，第四电阻（R4）的一端与第五电阻（R5）的一端连接，第四电阻（R4）另一端接地，第一电压比较器（U1A）的输出端连接第二电阻（R2）一端，第二电阻（R2）另一端连接第一三极管（Q1）的基极，第一三极管（Q1）的集电极连接第一电阻（R1）的一端且与单片机(1)的第23引脚相连接，第一电阻（R1）的另一端连接电源（VCC），第一三极管（Q1）的发射极接地；还包括第二电压比较器（U1B），第二电压比较器（U1B）的同相输入端连接第六电阻（R6）一端，第六电阻（R6）的另一端与第五电阻（R5）的另一端连接，第六电阻（R6）一端经过第八电阻（R8）接地，第二电压比较器（U1B）的输出端连接第九电阻（R9）一端，第九电阻（R9）另一端连接第二三极管（Q2）的基极，第二极管（Q2）的集电极连接第七电阻（R7）的一端，第七电阻（R7）的另一端连接电源（VCC），第二三极管（Q2）的发射极接地；接触器(J1) 的开关一端连接第十二电阻(R12) 的一端，另一端连接负载电源输入，第十二电阻(R12)的一端连接试验的接触器(J1) 的开关一端，另一端接地，接触器(J1) 的开关一端连接第五电阻(R5) 的另一端，第二电压比较器(UIB)的反相输入端经由第二滑动变阻器(VR2)与负载电源输入连接，通过触点电压比较器电路，第一电压比较器（U1A）及外围电路第一滑动变阻器（VR1）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）构成触点断电压的采集比较，第二电压比较器（U1B）及外围电路第二滑动变阻器（VR2）、第六电阻（R6）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）构成触点粘电压的采集比较，共同实现对接触器触点的故障模式触点断和触点粘接的监测，通过电压比较器比较预设比较的值与触点端实际电压在触点闭合和断开周期内是否正常接通和断开，以此判断触点是处于正常的工作状态。

2.根据权利要求1所述的便携式接触器触点寿命监测仪，其特征在于：所述液晶屏显示电路包括液晶显示器（LCD），液晶显示器（LCD）的第7-14引脚分别与上拉电阻P1的第2-9引脚连接，液晶显示器（LCD）的第3引脚连接滑动第三变阻器（VR3），第2、15、19引脚连接电源，第1、16、20接地，上拉电阻（P1）的第1引脚连接电源。

3.根据权利要求1所述的便携式接触器触点寿命监测仪，其特征在于：所述同步电路包括第三晶体管（Q3），第三晶体管（Q3）的基极分别连接第十一电阻（R11）以及第十七电阻（R17），第十一电阻（R11）与第十七电阻（R17）一端分别连接在被试验的接触器（J1）两端，连接接触器（J1）一端为开断器输入接口，另一端接地；第三晶体管（Q3）的集电极连接第十电阻（R10），第十电阻（R10）连接电源，第三晶体管（Q3）的发射极接地。

4.根据权利要求1所述的便携式接触器触点寿命监测仪，其特征在于：所述键盘输入电路包括第一按键（S1）、第二按键（S2）、第三按键（S3）和第四按键（S4），第一按键（S1）、第二按键（S2）、第三按键（S3）和第四按键（S4）的一端分别与单片机（1）的1、2、3、5端口连接，第一按键（S1）、第二按键（S2）、第三按键（S3）和第四按键（S4）的与单片机（1）的1、2、3、5端口之间的公共连接点分别连接第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）和第十六电阻（R16）连接，第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）和第十六电阻（R16）连接的另一端共同接地，第一按键（S1）、第二按键（S2）、第三按键（S3）和第四按键（S4）的另一端共同接地。