CN110133414A - 一种电磁脱扣器的测试机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁脱扣器的测试机，包括PC上位机，以及与该PC上位机进行双向连接的采集卡、交流程控电源、直流程控电源、耐压仪；还包括高压继电器模块、多继电器模块、多接触器模块、电流检测模块、电压检测模块、力值检测模块、位移检测模块、滑台装置、采集控制模块、安全检测模块、温度模块、电源电压数显表和供电模块。本发明提供的电磁脱扣器的测试机具有适用性强，测试项目多样，自动化程度高，对测试人员操作要求低，测试结果准确，安全性好的优点。

Description

一种电磁脱扣器的测试机

技术领域

本发明涉及电气设备测试技术领域，具体涉及一种电磁脱扣器的测试机。

背景技术

脱扣器作为一种电气控制保护器，其工作的可靠性是系统安全、可靠运行的重要保证。因此，必须对脱扣器的各项参数进行测试，以确保其动作的准确性和可靠性。随着外资企业的进入和国内电力行业设备发展，高端电力设备自动化测试仪器的需求越来越多，对可靠性、精度和技术的要求也越来越高。目前国内外的科研、技术人员对脱扣器性能和参数的测试方法已经进行了一定的研究，开发出多种相应的测试装置，并取得了一定的效果，然而这些测试装置大多都存在测试产品型号单一、自动化程度低、数据处理能力有限、性价比较低等缺点。

针对目前脱扣器测试设备的缺点，为更好解决国内市场脱扣器测试仪器功能单一，且测试精度较低，并不能满足自动化测试的需求，因此，研发具有自主知识产权的自动化的脱扣器测试系统设备是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁脱扣器的测试机，具有适用性强，测试项目多样，自动化程度高，对测试人员操作要求低，测试结果准确，安全性好的优点。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电磁脱扣器的测试机，包括PC上位机，以及与该PC上位机进行双向连接的采集卡、交流程控电源、直流程控电源、耐压仪；还包括高压继电器模块、多继电器模块、多接触器模块、电流检测模块、电压检测模块、力值检测模块、位移检测模块、滑台装置、采集控制模块、安全检测模块、温度模块、电源电压数显表和供电模块；

所述PC上位机，用于控制界面软件编程，并提供测试界面运行环境，该 PC上位机通过软件逻辑实时获取与其连接的设备信息，并下发指令实现自动化控制；

所述采集卡与采集控制模块连接，是实现数据采集和指令控制的通道；

所述交流程控电源通过接触器、电流检测模块及电压检测模块与测试产品连接，为测试产品提供交流工作电源；

所述直流程控电源通过接触器、电流检测模块及电压检测模块与测试产品连接，为测试产品提供直流工作电源；

所述耐压仪，通过高压继电器模块连接至测试产品，用于测试产品的耐高压特性；

所述高压继电器模块，用于连接耐压仪与测试产品，受控于采集控制模块，作为实现产品耐压测试参数的执行器件；

所述多继电器模块，受控于采集控制模块，执行控制信号输出指令；

所述多接触器模块，用于建立电源至测试产品的低接触阻抗连接，同时实现交直流电源供电的选择切换，以满足不同类型产品的电源供电要求；

所述电流检测模块，用于检测产品的电流参数，通过采集控制模块中的转换电路实时检测并获取电流数据，并上传至PC上位机；

所述电压检测模块，用于检测不同型号测试产品的不同电压范围，通过采集控制模块中的转换电路，实时检测并获取电压数据，上传至PC上位机进行处理并输出；

所述力值检测模块，用于测试产品机械特性的检测，通过采集控制模块和采集卡将测试数据上传至PC上位机进行数据处理和输出；

所述位移检测模块，用于检测测试产品的机械特性，通过采集控制模块提供转换电路采集数据，并上传至PC上位机进行数据处理。

所述滑台装置，用于放置测试产品并带动测试产品移动。

所述采集控制模块，包括电压、电流、力值、位移传感器信号的转换电路，且该采集控制模块与采集卡连接，接收PC上位机下发至采集卡的指令。

所述安全检测模块，与采集控制模块连接，用于获取滑台装置的限位信号以及安全隔离舱门开关状态，将所有开关信息实时上传至PC上位机；

所述温度模块，与PC上位机连接，用于获取测试过程中的环境温度；

所述电源电压数显表，用于实时显示交流程控电源和直流程控电源的输出电压；与PC上位机连接并实时上传电压数据；

所述供电模块，用于为各个模块供电。

优选的，所述多继电器模块包括用于多接触器模块控制的继电器、用于部分电流检测功能的切换的继电器、用于电压检测档位的选择的继电器以及用于监视电阻选择的继电器。

优选的，所述滑台装置包括滑台和驱动滑台移动的步进电机。

优选的，所述电流检测模块检测的电流参数包括激励电流、保持电流和监视电流；

优选的，所述电压检测模块包括多种电压检测档位，用于满足不同电压范围的测试精度。

优选的，所述力值检测模块检测的机械特性包括激励力值和保持力值。

优选的，所述位移检测模块检测的机械特性包括测试产品的脱扣器推杆位置数据。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的电磁脱扣器的测试机，具备以下有益效果：

1.该电磁脱扣器的测试机适用不同型号的产品，通用性和兼容性较好；

2.该测试机的测试过程自动化程度高，对测试人员的要求比较低；

3.测试结果不容易引入人为主观错误，实现数据的高精度和可靠性；

4.安全性高，避免操作者误触受伤，操作者的人身安全得到保护。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明滑台装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，其中，图1为本发明的系统原理框图。

本发明提供的一种电磁脱扣器的测试机，包括PC上位机1，以及与该PC 上位机1进行双向连接的采集卡2、交流程控电源3、直流程控电源4、耐压仪5；还包括高压继电器模块6、多继电器模块7、多接触器模块8、电流检测模块9、电压检测模块10、力值检测模块11、位移检测模块12、滑台装置 13、供电模块14、采集控制模块15、安全检测模块17、温度模块18和电源电压数显表19；

PC上位机1为该测试机的总控中心模块，提供系统软件界面编程和运行环境；PC上位机1分别与采集卡2、交流程控电源3、直流程控电源4、耐压仪5进行双向通讯连接，一方面，PC上位机1下发控制指令至各个执行模块，另一方面，各模块通过该通讯通道实时将数据上传至PC上位机1；

采集卡2与采集控制模块15连接，是实现数据采集和指令控制的通道；

交流程控电源3和直流程控电源4通过接触器、电流检测模块9及电压检测模块10与测试产品16连接；交流程控电源3和直流程控电源4在整个系统中的作用是提供给测试产品16需要的工作电源，根据测试产品16的不同型号，通过多继电器模块7和多接触器模块8实现交、直流电源的二选一切换，满足不同型号产品的供电要求；此外，交流程控电源3和直流程控电源4输出的电压和电流大小均可以由PC上位机1通过特定的通讯控制指令自动实现。程控电源主要是为待测产品提供准确的供电电压，具体实现流程如下：预设产品供电为220Vac,则控制流程如下：步骤1：PC上位机1发送特定格式指令至交流程控电源3，控制交流程控电源3调整输出电压为220V，完成后，交流程控电源3应答完成指令；步骤2：PC上位机1接收交流程控电源3应答指令后，发送控制指令至采集控制模块15，并通过多继电器模块7控制使能部分接触器，从而建立交流程控电源3输出至测试产品16的供电连接。

所述耐压仪5和高压继电器模块6在测试整机中主要实现产品耐压特性测试，具体的实现流程描述如下：步骤1：PC上位机11下发指令控制耐压仪 5，设置耐压仪5输出需要的高电压和时间参数；步骤2：PC上位机1通过采集卡2和采集控制模块15控制高压继电器，以此建立耐压仪5与测试产品16 的连接；步骤3：PC上位机1发送指令启动耐压测试，PC上位机1通过读取耐压仪5测试结果参数，判定测试产品16的耐压测试结果。

多继电器模块7，受控于采集控制模块15，执行控制信号输出指令，多继电器模块7包括用于多接触器模块8控制的继电器、用于部分电流检测功能的切换的继电器、用于电压检测档位的选择的继电器以及用于监视电阻选择的继电器；

多接触器模块8，用于建立电源至测试产品16的低接触阻抗连接，同时实现交直流电源供电的选择切换，以满足不同类型产品的电源供电要求；电磁脱扣器型号不同，测试的参数、测试电压、测试电流也有不同，需要分别控制交流程控电源3和直流程控电源4，通过多个继电器和多个接触器的切换，选择对应产品型号的电源连接至产品；PC上位机1通过采集卡2和采集控制模块15实现对继电器和接触器的实时控制；在设计中，由于继电器闭合次数有寿命限制，因此将采集控制模块15和多继电器模块7分离，并制作多继电器模板，在更换继电器等组件时，维护过程便利，且实现了电路设计的模块化原则，提高了产品的可靠性。

电流检测模块9和电压检测模块10在测试整机中主要实现测试产品16 电气特性测试，具体的实现流程描述如下：步骤1：PC上位机1下发指令控制交直流程控电源4输出需要的电压，控制多继电器模块7和多接触器模块8，实现给测试产品16供电；步骤2：PC上位机1通过采集卡2和采集控制模块 15采样电流检测模块9和电压检测模块10的转换数据，根据获取的实时电压和电流数据，经过计算后可以得到测试产品16相关的电气参数，如激励电流、激励电压和激励功率等；

所述力值检测模块11在测试整机中可以实现测试产品16部分机械特性测试，包括激励力值和保持力值等；具体的实现流程描述如下：步骤1：PC 上位机1下发指令控制步进电机转动，以此驱动滑台装置13移动，当滑台运行至设定位置；步骤2：通过控制多继电器模块7和多接触器模块8，实现给测试产品16供电；步骤3：PC上位机1通过采集卡2和采集控制模块15采样力值检测模块11的转换数据，根据获取的实时力值数据经过计算后可以得到测试产品16相关的机械参数，如激励力值和保持力值；

位移检测模块12在测试整机中用于实现测试产品16部分机械特性测试，包括推杆吸合位置和释放位置等；具体的实现流程描述如下：步骤1：PC上位机1通过控制多继电器模块7和多接触器模块8，实现给测试产品16供电；步骤2：PC上位机1下发指令控制步进电机转动，以此驱动滑台装置13移动；步骤3：PC上位机1通过采集卡2和采集控制模块15采样力值检测模块11 的转换数据，以力值大小作为参照限制步进电机停止运行；步骤4：PC上位机1通过采集卡2和采集控制模块15采样位移检测模块12的转换数据，根据获取的位移数据经过计算后可以得到测试产品16相关的机械参数，如推杆吸合位置和释放位置。

滑台装置13，用于放置测试产品16并带动测试产品16移动滑台装置13 的设计，灵活且有效地解决了测试产品16电气参数和机械参数全流程的自动化的问题。滑台装置13包括步进电机驱动器、步进电机、丝杆、滑台和产品测试底座等配件，即能够稳定固定测试产品16又可以灵活控制使测试产品16 移动至不同的设定位置，从而满足测试产品16电气参数和机械参数逐项自动化测试，全程无需人工干预，实现了生产测试的高效性和安全性。

采集控制模块15，包括电压、电流、力值、位移传感器信号的转换电路，且该采集控制模块15与采集卡2连接，接收PC上位机1下发至采集卡2的指令。

所述安全检测模块17主要是获取滑台限位信号，安全隔离舱门开关状态等。一方面，获取滑台限位信号，可以有效防止滑台移动超限从而导致精密器件损坏的情况，保证测试台的可靠性和稳定性；另一方面，实时获取安全隔离舱门开关状态，可以实时监测意外情况的发生，如测试过程中，操作人员失误操作，导致舱门开启，系统将第一时间启动保护机制，终端产品供电，终止测试，保障操作人员的安全。

温度模块18主要是获取当前环境温度，辅助记录当前测试参数的测试条件，以便补偿对环境温度敏感的待测电气参数，如跟线圈阻值参数相关的参数。温度传感器的采用，可以实时采集环境温度，可以有效补偿电磁线圈这一温度敏感元件的温度变化，获得更准确的测试结果。

电源电压数显表19用于监测交流和直流程控电源4的输出电压，通过通讯接口与PC通讯，确保输出电压与给定值相同才能控制输出到待测产品，避免电源输出异常，同时提供直观显示给测试操作人员。

供电模块14，用于为各个模块供电。

力值的测试和位置、行程的测试由位移传感器和力值传感器结合实现，如图2所示，图2为本发明滑台装置的结构示意图。力值测试，PC上位机1 通过采集卡2发送控制命令，步进电机a5控制滑台和产品夹具a6带动待测产品a8移动，采样位移传感器a1数据指定位置；给产品供电使脱扣器动作，采样力值传感器a2数据，计算得到激励力值。位置参数的测试，控制继电器给产品供电使之激励，PC上位机1通过采集卡2发送控制命令，控制滑台和产品夹具a6带动待测产品移动，采样力值传感器a2数据作为滑台停止参考值，之后采样位移传感器a1数据，计算得到推杆位置参数；滑台和产品夹具a6 两边同时带有位移传感器a3和力值传感器a4，可以测试两个方向的相对位置和力值，可测试不同形态的待测脱扣器，提供完整的测试解决方案，使测试设备的通用性大大提高，同时在一侧设置安全开关a7。

本发明还具有以下优点:

1.本发明可以满足多型号的脱扣器参数测试。具体解决方案如下，首先，针对不同外观尺寸的产品，只需要更换对应尺寸的夹具测试底座，将对应的测试底座用螺丝固定在滑台在，即可实现不同尺寸产品的上机测试，由此保证了平台的通用性和兼容性，满足测试产品16的多样性；其次，针对不同电源类型和不同电压的产品，如交流和直流的区别，低压、中压和高压的差异等，整机配置了交流程控电源3和直流程控电源4，配合多继电器模块7和多接触器模块8，可以任意实现交直流和高低电压输出的切换控制，以此满足了不同电源类型和不同电压产品的测试要求。

2.多参数自动化测试流程实现方法。如图2所示，待测产品被固定在滑台上，驱动滑台即可左右移动产品，配合左右两侧的位移、力值传感器，可以实现工作电压，推杆位置、激励力值、保持力值等参数全自动测试。

3.实现数据的高精度和可靠性。测试整机采用模块化设计，在具体元器件的选取上，电流检测模块9和电压检测模块10均选用高精度闭环霍尔电流传感器，满量程测量精度误差小于1％，线性度达0.1％，电流检测范围满足0-25A，电压检测范围满足0-300V；覆盖不同额定电压的产品的测试要求；针对力值数据的高精度要求，力值检测模块11选择应变式压力传感器，量程为50kg，精度高达0.03％，非线性度小于+/-0.03％，重复性误差小于+/-0.03％，量程范围高达500N，可以满足不同型号产品在不同激励电压下的激励力值测试，确保力值检测的可靠性；同时力值传感器高精度的特性可以在保持力检测中，确保力值的准确性；位移检测模块12选择直线位移传感器，测量精度高达 0.01mm，确保产品在推杆位置参数测试中的准确性。

4.测试整机在使用过程中保证操作者的安全性。安全检测模块17实时采样监视安全舱门状态，测试过程中，任何因素导致的安全舱门意外开启，都将触发系统安全机制，即刻终止测试，中断产品供电，最大限度保障操作者的人身安全。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于，包括PC上位机，以及与该PC上位机进行双向连接的采集卡、交流程控电源、直流程控电源、耐压仪；还包括高压继电器模块、多继电器模块、多接触器模块、电流检测模块、电压检测模块、力值检测模块、位移检测模块、滑台装置、采集控制模块、安全检测模块、温度模块、电源电压数显表和供电模块；

所述PC上位机，用于控制界面软件编程，并提供测试界面运行环境，该PC上位机通过软件逻辑实时获取与其连接的设备信息，并下发指令实现自动化控制；

所述采集卡与采集控制模块连接，是实现数据采集和指令控制的通道；

所述交流程控电源通过接触器、电流检测模块及电压检测模块与测试产品连接，为测试产品提供交流工作电源；

所述直流程控电源通过接触器、电流检测模块及电压检测模块与测试产品连接，为测试产品提供直流工作电源；

所述耐压仪，通过高压继电器模块连接至测试产品，用于测试产品的耐高压特性；

所述高压继电器模块，用于连接耐压仪与测试产品，受控于采集控制模块，作为实现产品耐压测试参数的执行器件；

所述多继电器模块，受控于采集控制模块，执行控制信号输出指令；

所述多接触器模块，用于建立电源至测试产品的低接触阻抗连接，同时实现交直流电源供电的选择切换，以满足不同类型产品的电源供电要求；

所述电流检测模块，用于检测产品的电流参数，通过采集控制模块中的转换电路实时检测并获取电流数据，并上传至PC上位机；

所述电压检测模块，用于检测不同型号测试产品的不同电压范围，通过采集控制模块中的转换电路，实时检测并获取电压数据，上传至PC上位机进行处理并输出；

所述力值检测模块，用于测试产品机械特性的检测，通过采集控制模块和采集卡将测试数据上传至PC上位机进行数据处理和输出；

所述位移检测模块，用于检测测试产品的机械特性，通过采集控制模块提供转换电路采集数据，并上传至PC上位机进行数据处理。

所述滑台装置，用于放置测试产品并带动测试产品移动。

所述采集控制模块，包括电压、电流、力值、位移传感器信号的转换电路，且该采集控制模块与采集卡连接，接收PC上位机下发至采集卡的指令。

所述安全检测模块，与采集控制模块连接，用于获取滑台装置的限位信号以及安全隔离舱门开关状态，将所有开关信息实时上传至PC上位机；

所述温度模块，与PC上位机连接，用于获取测试过程中的环境温度；

所述电源电压数显表，用于实时显示交流程控电源和直流程控电源的输出电压；与PC上位机连接并实时上传电压数据；

所述供电模块，用于为各个模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于：所述多继电器模块包括用于多接触器模块控制的继电器、用于部分电流检测功能的切换的继电器、用于电压检测档位的选择的继电器以及用于监视电阻选择的继电器。

3.根据权利要求1所述的一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于：所述滑台装置包括滑台和驱动滑台移动的步进电机。

4.根据权利要求1所述的一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于：所述电流检测模块检测的电流参数包括激励电流、保持电流和监视电流。

5.根据权利要求1所述的一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于：所述电压检测模块包括多种电压检测档位，用于满足不同电压范围的测试精度。

6.根据权利要求1所述的一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于：所述力值检测模块检测的机械特性包括激励力值和保持力值。

7.根据权利要求1所述的一种电磁脱扣器的测试机，其特征在于：所述位移检测模块检测的机械特性包括测试产品的脱扣器推杆位置数据。