CN112526431A - 一种继电器寿命监测台粘/断故障电压校准用配适器及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种继电器寿命监测台粘/断故障电压校准用配适器及方法，可调电阻R₁的一端与可调电阻R₂、电感L₁、电解电容C₁、高频电容C₂的一端相连引出到接线端A18，R₁的另一端与开关K₃的b₁端相连引出到接线端A17。R₂的另一端与K₃的b₂端相连引出到接线端A19，K₃的b₃端与开关K₁、K₂的一端相连。K₁、L₁、K₂的另一端分别引出到接线端A14、A15、A16。C₁、C₂的另一端接到接地端GND。本发明实施例提供的一种监测台粘/断故障电压校准用配适器，精确模拟粘/断故障电压，解决现有技术存在干扰大、校准精度不高，难于精确调节到粘/断故障电压报警点，且费时、费力、费用高的难题。

Description

一种继电器寿命监测台粘/断故障电压校准用配适器及其校 准方法

技术领域

本发明属于测量仪器校准技术，尤其涉及一种继电器寿命监测台粘/断故障电压校准用配适器及其校准方法。

背景技术

继电器是一种电控制器件，是当输入量即激励量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。通常应用于自动化的控制电路中，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

一种典型的电磁继电器原理框图如说明书附图中的图1所示：由线圈、转换触点(也称动触点)、常闭触点(也称静合触点、动断触点)和常开触点(也称动合触点)组成。

按GJB 1042A-2002《电磁继电器通用规范》的术语、定义和规定：继电器的线圈未加电时称为释放状态，在线圈加电工作时称为动作状态。闭合触点：在继电器释放状态，常闭触点是闭合触点；在继电器动作状态，常开触点是闭合触点。断开触点：在继电器释放状态，常开触点是断开触点；在继电器动作状态，常闭触点是断开触点。10mV/10μA～6V/10mA为低电平，6V/10mA～28V/100mA为中等电流，28V/100mA以上为高电平。

对于低电平试验，闭合触点间在循环过程中接触电阻≤100Ω时(注：可转换为断故障电压来表示，如内部配置的负载电阻R₀＝10mV/2μA＝5kΩ，负载电压为10mV，闭合触点接触电阻为100Ω，由于R₀和闭合触点是串联在负载回路中，则闭合触点上的电压为：10mV×100Ω/(5000Ω+100Ω)＝0.196mV，因此，闭合触点间在循环过程中断故障电压≤0.196mV时，认为闭合触点有效)，认为闭合触点有效，即闭合触点合格，否则认为闭合触点失效，即断开故障。对于中等电流试验，闭合触点间在循环过程中接触电阻≤3Ω时(注：同上方法可转换为断故障电压来表示)，认为闭合触点有效，否则认为闭合触点失效。对于高电平试验，在闭合触点上施加负载电压，如闭合触点上的电压降小于或等于所加负载电压的5％时，认为闭合触点有效，否则认为闭合触点失效。对于低电平、中等电流、高电平试验，在断开触点上施加负载电压，如断开触点上的电压降大于或等于所加负载电压的95％时，认为断开触点有效，即断开触点合格，否则认为断开触点失效，即粘合故障。

继电器的技术指标很多，但粘/断故障电压(粘故障电压、断故障电压以下简称粘/断故障电压)是其重要指标。继电器的不同参数用不同种类的仪器进行测试，而粘/断故障电压和循环寿命次数等参数用监测台进行测试。

监测台主要由线圈电源、负载电源、粘/断故障电压检测单元、循环寿命次数检测单元、控制单元、输出接线柱、计算机等部分组成。广泛应用于继电器的科研生产中用于测试继电器的粘/断故障电压、循环寿命次数等参数，同时对闭合触点和断开触点进行失效监测。在继电器循环寿命试验中，监测台对继电器释放状态和动作状态下的4种故障：常闭触点断开、常开触点粘合、常闭触点粘合和常开触点断开进行监测。将4种故障排列在下面，更加一目了然。

监测台测试继电器粘/断故障电压的原理框图如说明书附图中的图2所示：左边框为监测台，内有负载电源U₀、系列电阻R₀、电压表U₁和U₂。U₀和R₀为继电器触点提供电压和电流，R₀由一系列电阻组成，根据继电器触点电流大小选择不同电阻，负载电源输出不同电流。右边框为被测继电器，继电器触点接线采用4线法。用电缆将监测台的常闭电流端A4、转换电流端A5、常开电流端A6、线圈电源端A7和A8，分别与继电器的常闭触点A9、转换触点A10、常开触点A11、线圈接线端A12和A13相连。常闭电压测量端A1、转换电压测量端A2、常开电压测量端A3分别与A9、A10、A11相连。监测台的A4、A5、A6接线端线比较粗，用于给继电器触点提供电流；A1、A2、A3接线端线比较细，用于测量继电器触点两端的电压降，即采用加电流测电压的方法。A1与A2、A2与A3端用于电压测量，输入阻抗高，对电流的分流作用可忽略不计。

U₁用于测量A10与A9之间触点的电压降，监测继电器处于释放状态下常闭触点断开即断故障电压和处于动作状态下常闭触点粘合即粘故障电压。U₂用于测量A10与A11之间触点的电压降，监测继电器处于释放状态下常开触点粘合即粘故障电压和处于动作状态下常开触点断开即断故障电压。将U₁和U₂的监测功能排列在下面，更加一目了然。

监测台每1通道上有4只双色指示灯，分别是：常闭触点断故障指示灯、常闭触点粘故障指示灯、常开触点粘故障指示灯和常开触点断故障指示灯。当触点有效时显示绿色，失效时显示红色。监测台上有1个报警器，当有触点出现失效时，发出报警声并闪光。将只双色指示灯排列在下面，更加一目了然。

以高电平试验为例，选择负载电源电压U₀为28V，选择内部配置的电阻R₀为280Ω，当负载电源输出端短接时，最大输出电流为：28V/280Ω＝0.1A。

粘故障电压计算：对于开路触点，粘故障电压设置为负载电源电压U₀的95％，即：28V×95％＝26.60V。当粘故障电压≥26.60V时，开路触点有效，即开路触点合格，否则认为开路触点失效，即粘合故障。断故障电压计算：对于闭合触点，断故障电压设置为所加负载电源电压U₀的5％，即：28V×5％＝1.40V。当断故障电压≤1.40V时，闭合触点有效，即闭合触点合格，否则认为闭合触点失效，即开路故障。

起动监测台粘/断故障监测功能，线圈电源端输出的脉冲电压波形如说明书附图中的图3所示。V₀为线圈脉冲电压幅度，为继电器线圈电源的额定电压值，T_on为线圈开通时间，T_off为线圈关断

时间，T为线圈脉冲电压周期。

在循环寿命试验的t₁～t₂之间，加到线圈上的电压从0V跳变为V₀，继电器处于动作状态。由于转换触点与常开触点接通，成为闭合触点，0.1A的电流从负载电源U₀的正端经R₀、A5、A10、A11、A6、地即流入U₀的负端。U₂时刻监测此闭合触点即A10与A11间的断故障电压，并将测得的电压显示在显示屏上。当测得的电压≤1.40V时，常开触点断故障指示灯显示绿色，表示闭合触点有效，闭合触点合格。当测得的电压＞1.40V时，常开触点断故障指示灯显示红色，表示闭合触点失效，报警器发出报警声并闪光。与此同时，在t₁～t₂之间，转换触点与常闭触点断开，成为断开触点，U₁时刻监测此断开触点即A10与A9间的粘故障电压，并将测得的电压显示在显示屏上。当测得的电压≥26.60V时，常闭触点粘故障指示灯显示绿色，表示断开触点有效，断开触点合格。当出现测得的电压<26.60V时，常闭触点粘故障指示灯显示红色，表示断开触点失效，报警器发出报警声并闪光。

在t₂～t₃之间，加到线圈上的电压从V₀跳变为0V，继电器为释放状态，转换触点与常闭触点闭合，成为闭合触点，0.1A的电流从U₀的正端经R₀、A5、A10、A9、A4、地即流入U₀的负端。U₁时刻监测此闭合触点即A10与A9间的断故障电压，并将测得的电压显示在显示屏上。当测得的电压≤1.40V时，常闭触点断故障指示灯显示绿色，表示闭合触点有效，闭合触点合格。当测得的电压＞1.40V时，常闭触点断故障指示灯显示红色，表示闭合触点失效，报警器发出报警声并闪光。与此同时，在t₂～t₃之间，转换触点与常开触点断开，成为断开触点，U₂时刻监测此断开触点即A10与A11间的粘故障电压，并将测得的电压显示在显示屏上。当测得的电压≥26.60V时，常开触点粘故障指示灯显示绿色，表示断开触点有效，断开触点合格。当出现测得的电压<26.60V时，常开触点粘故障指示灯显示红色，表示断开触点失效，报警器发出报警声并闪光。此后，周期性重复上述过程，直到循环试验结束。

监测台为继电器科研生产单位，根据继电器的科研、生产、检测、检验等需求而研制的专用测试设备，目前还没有相应的国家检定规程或校准规范。监测台的粘/断故障电压是其一项重要指标，现有的校准常闭触点粘/断故障电压的原理框图如说明书附图中的图4所示：将电阻箱W₁和直流电压表U₃并接于监测台的A1、A2和A4、A5间，通过改变W₁阻值从而改变W₁两端的电压来模拟粘/断故障电压，用U₃测得的值作为标准与监测台的U₁测得的值进行比较，判断其是否合格。校准常开触点粘/断故障电压的原理框图如说明书附图中的图5所示：将电阻箱W₂和直流电压表U₄并接于监测台的A2、A3和A5、A6间，通过改变W₂阻值从而改变W₂两端的电压，来模拟粘/断故障电压，用U₄测得的值作为标准与监测台的U₂测得的值进行比较，判断其是否合格。这种校准虽然提供了一种解决粘/断故障电压校准的方法，但还有以下难点没解决：

第一：监测台是将直流电压经波形变换成脉冲电压信号，向继电器线圈供电，从而实现循环寿命试验。又由于监测台通道多，电流大，且频繁切换，这些会产生很多脉冲干扰信号，造成粘/断故障电压校准精度不高，尤其是在低电平试验时，如负载电源电压为10mV的小信号，有时由于干扰而无法校准。

第二：用电阻箱来模拟粘/断故障电压，由于其阻值是步进改变的，其模拟的粘/断故障电压也是步进改变的，是不连续的，存在步进电压差。如电阻箱最小步进量为△R，产生对应模拟的粘/断故障电压最小步进量为△V,当监测台的粘/断故障电压的分辨力小于△V时，校准的粘/断故障电压有的将落在相邻的两步即△V之内，这样造成不能精确校准粘/断故障电压。

第三：粘/断故障电压档位多，R₀为一系列阻值不同的电阻，能使粘/断故障电压报警的值也各不相同。每一个电阻R₀，能使粘/断故障电压尤其是断故障电压报警的范围很窄，由于没有相应的计算方法及参考经验，难于估测粘/断故障电压报警范围，从而不知道电阻箱的阻值及调节范围，要备用多台额定阻值不同的电阻箱，且反复调节，费时费力，效率很低，费用高。有时由于电阻箱的阻值及调节方式选择不合理，以至于无法找到粘/断故障电压报警点。

第四：粘/断故障电压档位多，R₀为一系列阻值不同的电阻，输出电流范围宽，输出功率范围大。每一个电阻R₀，都有一个最大输出功率。由于没有相应的计算方法及参考经验，难于估测电阻箱的功率。如选用的电阻箱功率小了，可能损坏电阻箱甚至仪器设备，如选用的功率大了，将增加购置设备的费用。

监测台的技术指标很多，一种典型的监测台的主要技术指标如下：

继电器线圈电源：输出电压范围：0V～60V，最大允许误差：±2％；循环速率：0.1次/分～2000次/分；可预置循环寿命次数范围：1次～99999999次。负载电源输出直流电压范围：0V～80V，最大允许误差：±2％；内部配置负载电阻R₀，低电平为：10mV/2μA～50mV/50μA；中等电流为：6V/10mA～28V/100mA；高电平为：28V/100mA～28V/1A等(注：10mV/2μA表示：负载电压为直流电压10mV，输出端短路时电流为2μA，则R₀＝10mV/2μA＝5kΩ；又如28V/1A，R₀＝28V/1A＝28Ω)。

粘故障电压：对于开路触点，粘故障电压设值为负载开路直流电压(注：由于负载开路时，输出的直流电压等于负载电源电压，因此也可用负载电源电压表示)的80％、90％、95％三档，最大允许误差为±5.0％，小于此设定值时判为失效。断故障电压：对于闭合触点，断故障电压设定范围为直流电压0.10V～5.0V，最大允许误差为±5.0％，大于此设定值时判为失效。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种监测台粘/断故障电压校准用配适器及方法，用本适配器精确模拟粘/断故障电压，解决现有技术存在干扰大、校准精度不高，难于精确调节到粘/断故障电压报警点，且费时、费力、费用高的难题。其具体内容如下：本发明第一方面提供一种监测台粘/断故障电压校准用配适器，包括可调电阻R₁、可调电阻R₂和LC低通滤波器，R₁的一端分别与R₂、电感L₁、电解电容C₁、高频电容C₂的一端相连并引出到接线端A18，R₁的另一端与开关K₃的b₁端相连引出到接线端A17；R₂的另一端与K₃的b₂端相连引出到接线端A19，K₃的b₃端分别与开关K₁、K₂的一端相连；K₁的另一端引出到接线端A14、L₁的另一端引出到接线端A15、K₂的另一端引出到接线端A16；C₁、C₂的另一端均接地，L₁、C₁和C₂组成滤波器。

进一步的，所述接线端A14、接线端A15、接线端A16、接线端A17、接线端A18、接线端A19均采用BNC型接头。

进一步的，还包括直流数字电压表U₅和直流数字电压表U₆；所述U₅的电压测量端分别与所述A17、A18相连、所述U₆的电压测量端分别与所述A18、A19相连；所述接线端A17、接线端A18、接线端A19对应与监测台的接线端A1、接线端A2、接线端A3连接，所述接线端A14、接线端A15、接线端A16对应与监测台的接线端A4、接线端A5、接线端A6相连。

本发明的第二方面提供一种监测台粘/断故障电压校准方法，所述方法应用于上述任一所述的配适器；包括步骤：

设置负载电源电压U₀、负载电源内部配置的电阻R₀、常闭触点故障电压占所加负载电源电压U₀的百分比δ₁₁、常开触点故障电压占所加负载电源电压U₀的百分比δ₂₁、常闭触点故障电压最大允许相对误差的绝对值δ₁₀、常开触点故障电压最大允许相对误差的绝对值δ₂₀，计算可调电阻的阻值及功率；

观测电压表U5的电压测量端分别与所述A17、A18相连、观测电压表U₆的电压测量端分别与所述A18、A19相连；所述接线端A17、接线端A18、接线端A19对应与监测台的接线端A1、接线端A2、接线端A3连接，所述接线端A14、接线端A15、接线端A16对应与监测台的接线端A4、接线端A5、接线端A6相连；

设置开关K₁、K₂的闭合和断开，K₃打到b₁或b₂端；其中，所述K₁、K₂不同时断开或闭合；

启动监测台的故障电压监测功能，调节可调电阻，查看观测电压表的示值和故障报警灯显示的颜色判断监测台粘/断故障电压是否合格。

进一步的，所述计算可调电阻的阻值及功率，包括：

根据设置的所述U₀、R₀、δ₁₁、δ₁₀、δ₂₁、δ₂₀，分别计算出可调电阻R的常闭触点故障电压理论值的下限V_1L和上限V_1H、常开触点故障电压理论值的下限V_2L和上限V_2H；

根据所述V_1L、V_1H和V_2L、V_2H计算可调电阻R在V_1L、V_1H和V_2L、V_2H时理论调节范围下限和上限R_1L、R_1H、R_2L、R_2H以及功率P_1L、P_1H、P_2L、P_2H；

按R_1H、R_2H的大者和P_1L、P_1H、P_2L、P_2H的大者选择可调电阻的阻值及功率。

进一步的，所述监测台粘/断故障电压校准方法包括常闭或常开触点粘故障电压的校准方法、常闭或常开触点断故障电压的校准方法。

进一步的，当开启常闭触点粘故障电压监测功能时，包括：

K₁闭合K₂断开，K₃打到b₁端，调节可调电阻R₁，且使常闭触点粘故障报警灯显示绿色；

逐渐减小R₁的阻值，观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色时，报警器声响，U₅的示值即为实测常闭触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_1L，且使常闭触点粘故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值即为实测常闭触点粘故障电压实际值的上限；

当开启常开触点粘故障电压监测功能时，包括：

K₁断开K₂闭合，K₃打到b₁端，调节R₁使U₅的示值＞V_2H，且使常开触点粘故障报警灯显示绿色。然后逐渐减小R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₅的示值即为实测常开触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_2L，且使常开触点粘故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值即为实测常开触点粘故障电压实际值的上限；

对于常开、常闭触点粘故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，粘故障电压合格，否则不合格。

进一步的，当开启常闭触点断故障电压监测功能时，包括：

K₁闭合K₂断开，K₃打到b₂端；

调节可调电阻R₂使U₆的示值＞V_3H，且使常闭触点断故障报警灯显示红色，报警器声响；

然后逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₆的示值即为实测常闭触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_3L，且使常闭触点断故障报警灯显示绿色；

然后逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值即为实测常闭触点断故障电压实际值的上限；

当开启常闭触点断故障电压监测功能时，包括：K₁断开K₂闭合，K₃打到b₂端，调节R₂使U₆的示值＞V_4H，且使常开触点断故障报警灯显示红色，报警器声响；

逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₆的示值即为实测常开触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_4L，且使常开触点断故障报警灯显示绿色；

逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值即为实测常开触点断故障电压实际值的上限；

对于常闭或常开触点断故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，断故障电压合格，否则不合格。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的一种监测台粘/断故障电压校准用配适器，精确模拟粘/断故障电压，解决现有技术存在干扰大、校准精度不高，难于精确调节到粘/断故障电压报警点，且费时、费力、费用高的难题。

本发明简单可靠，使用方便。通过1只适配器、2台直流数字电压表即可构成校准装置。适配器上有滤波器，又由于为BNC型接头，可用同轴电缆连接，减少和滤除各种干扰，解决了以往干扰大，校准精度不高甚至对低电平试验时的小信号无法校准的难题。用2只多圈精密可调电阻，其阻值连续调节，实现模拟的粘/断故障电压连续变化，提高了校准精度，克服了以往用电阻箱来模拟粘/断故障电压，其阻值是步进改变，其模拟的粘/断故障电压也是步进改变，是不连续的，存在步进电压差，造成不能精确校准粘/断故障电压。

通过理论分析，推导出可调电阻的阻值调节范围及功率计算公式，可根据相关参数，精确计算出可调电阻的阻值及功率，为多圈精密可调电阻的选择提供了理论依据。解决了以往没有相应的计算方法及参考经验，难于估测电阻箱的阻值范围及功率大小，造成电阻箱的阻值如选小了，调不到粘/断故障电压报警点，从而无法校准。如电阻箱的阻值选的太大，即使微调一下其阻值也变化很大，造成难于精确调节到粘/断故障电压报警点。如电阻箱功率小了，可能损坏电阻箱甚至仪器设备，如选用的电阻箱功率大了，将增加购置设备的费用。

由于能精确的计算出粘/断故障电压的范围及报警点，这样能快速校准粘/断故障电压，减少了以往由于不知道粘/断故障电压的范围及报警点及对应的可调电阻的调节范围，要反复调节电阻，费时费力，效率很低，有时由于可调电阻的阻值及调节方式选择不合理，以至于无法找到粘/断故障电压报警点。

附图说明：

图1为一种典型的电磁继电器原理框图；

图2为监测台测试继电器粘/断故障电压的原理框图；

图3为监测台线圈电源端输出的脉冲电压波形；

图4为一种校准常闭触点粘/断故障电压的原理框图；

图5为一种校准常开触点粘/断故障电压的原理框图；

图6为本发明适配器电路图；

图7为校准监测台粘/断故障电压的原理框图；

图8为校准常闭/常开触点粘故障电压简化等效电路图；

图9为校准常闭/常开触点断故障电压简化等效电路图。

具体实施方式：

本发明提供的一种监测台粘/断故障电压校准用配适器，参见图6所示，包括：

可调电阻R₁、可调电阻R₂和LC低通滤波器，R₁的一端分别与R₂、电感L₁、电解电容C₁、高频电容C₂的一端相连并引出到接线端A18，R₁的另一端与开关K₃的b₁端相连引出到接线端A17；R₂的另一端与K₃的b₂端相连引出到接线端A19，K₃的b₃端分别与开关K₁、K₂的一端相连；K₁的另一端引出到接线端A14、L₁的另一端引出到接线端A15、K₂的另一端引出到接线端A16；C₁、C₂的另一端均接地，L₁、C₁和C₂组成滤波器。L₁、C₁和C₂组成滤波器，滤除干扰信号。R₁和R₂为多圈精密可调电阻，实现其阻值的精密连续调节。接线端A14、A15、A16、A17、A18、A19均为BNC型接头。

用本适配器和直流数字电压表，校准监测台粘/断故障电压的原理框图如说明书附图中的图7所示。监测台的A1、A2、A3、A4、A5、A6端分别与适配器的A17、A18、A19、A14、A15、A16端相连，直流数字电压表U₅和U₆的电压测量端分别与A17、A18和A18、A19相连。

K₃打到b₁端，K₁闭合K₂断开和K₁断开K₂闭合时，简化等效电路图如说明书附图中的图8所示，R₁、U₅用于校准常闭和常开触点的粘故障电压。K₃打到b₂端，K₁闭合K₂断开和K₁断开K₂闭合时，简化等效电路图如说明书附图中的图9所示。R₂、U₆用于校准常闭和常开触点的断故障电压。

在校准常闭和常开触点的断或粘故障电压时，共分为四种情况：常闭断故障电压、常开断故障电压、常闭粘故障电压、常开粘故障电压。其校准步骤通常包括如下：

设置负载电源电压U₀、负载电源内部配置的电阻R₀、常闭触点故障电压占所加负载电源电压U₀的百分比δ₁₁、常开触点故障电压占所加负载电源电压U₀的百分比δ₂₁、常闭触点故障电压最大允许相对误差的绝对值δ₁₀、常开触点故障电压最大允许相对误差的绝对值δ₂₀，计算可调电阻的阻值及功率；

观测电压表U5的电压测量端分别与所述A17、A18相连、观测电压表U₆的电压测量端分别与所述A18、A19相连；所述接线端A17、接线端A18、接线端A19对应与监测台的接线端A1、接线端A2、接线端A3连接，所述接线端A14、接线端A15、接线端A16对应与监测台的接线端A4、接线端A5、接线端A6相连；

设置开关K₁、K₂的闭合和断开，K₃打到b₁或b₂端；其中，所述K₁、K₂不同时断开或闭合；

启动监测台的故障电压监测功能，调节可调电阻，查看观测电压表的示值和故障报警灯显示的颜色判断监测台粘/断故障电压是否合格。

具体来说，每一种故障电压的校准方法包括如下：

一种监测台粘/断故障电压的校准方法包括常闭/常开触点粘故障电压的校准方法和常闭/常开触点断故障电压的校准方法。

常闭/常开触点粘故障电压的校准方法包括：

步骤1、根据要设置或选用的U₀、R₀、δ₁₁、δ₁₀、δ₂₁、δ₂₀，按前面的公式计算出R₁的R_1L、R_1H、R_2L、R_2H、V_1L、V_1H、V_2L、V_2H、P_1L、P_1H、P_2L、P_2H，按R_1H、R_2H的大者和P_1L、P_1H、P_2L、P_2H的大者选择R₁的阻值及功率；

步骤2、将被校监测台、适配器和直流数字电压表按说明书附图中的图7进行连接，K₁闭合K₂断开，K₃打到b₁端；

步骤3、根据所需负载电流，选择负载电源内部配置的电阻R₀，设置监测台的U₀、δ₁₁、δ₂₁，启动监测台的粘故障电压监测功能；

步骤4、调节R₁使U₅的示值＞V_1H，且使常闭触点粘故障报警灯显示绿色。然后逐渐减小R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色时，报警器声响，U₅的示值即为实测常闭触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_1L，且使常闭触点粘故障报警灯显示红色，且报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值即为实测常闭触点粘故障电压实际值的上限；

步骤5、K₁断开K₂闭合，K₃打到b₁端，调节R₁使U₅的示值＞V_2H，且使常开触点粘故障报警灯显示绿色。然后逐渐减小R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₅的示值即为实测常开触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_2L，且使常开触点粘故障报警灯显示红色，且报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值即为实测常开触点粘故障电压实际值的上限；

步骤6、对于常开/常闭触点粘故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，粘故障电压合格，否则不合格。

常闭/常开触点断故障电压的校准方法包括：

步骤1、根据要设置或选用的U₀、R₀、δ₃₁、δ₃₀、δ₄₁、δ₄₀，按前面的公式计算出R₂的R_3L、R_3H、R_4L、R_4H、V_3L、V_3H、V_4L、V_4H、P_3L、P_3H、P_4L、P_4H，按R_3H、R_4H的大者和P_3L、P_3H、P_4L、P_4H的大者选择R₂的阻值及功率；

步骤2、将被校监测台、适配器和直流数字电压表按说明书附图中的图7进行连接，K₁闭合K₂断开，K₃打到b₂端；

步骤3、根据所需负载电流，选择负载电源内部配置的电阻R₀，设置监测台的U₀、δ₃₁、δ₄₁，启动监测台的断故障电压监测功能；

步骤4、调节R₂使U₆的示值＞V_3H，且使常闭触点断故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₆的示值即为实测常闭触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_3L，且使常闭触点断故障报警灯显示绿色。然后逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值即为实测常闭触点断故障电压实际值的上限；

步骤5、K₁断开K₂闭合，K₃打到b₂端，调节R₂使U₆的示值＞V_4H，且使常开触点断故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₆的示值即为实测常开触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_4L，且使常开触点断故障报警灯显示绿色。然后逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值即为实测常开触点断故障电压实际值的上限；

步骤6、对于常闭/常开触点断故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，断故障电压合格，否则不合格。

本实施例以宝鸡中恒电子设备有限公司生产的D38-4EA型继电器高电平寿命监测台为例进行说明，其主要技术指标为：负载电源电压：6V、28V，最大允许误差：±2％；负载电源内部配置的电阻：6V/10mA、6V/100mA、28V/10mA、28V/100mA、28V/500mA、28V/1A；粘故障电压：负载电源电压的80％、90％、95％，最大允许误差：±5％；断故障电压：0.10V～5.0V，最大允许误差：±5％。

现以负载电源电压U₀＝28V，内部配置的电阻R₀＝28V/100mA＝280Ω，粘故障电压为负载电源电压的δ₁₁＝δ₂₁＝95％，断故障电压为负载电源电压的δ₃₁＝δ₄₁＝5％即28V×5％＝1.40V,δ₁₀＝δ₂₀＝5％，δ₃₀＝δ₄₀＝5％进行说明。

计算结果：V_1L＝25.270V、V_1H＝27.930V、V_2L＝25.270V、V_2H＝27.930V、R_1L＝2.592kΩ、R_1H＝111.72kΩ、R_2L＝2.592kΩ、R_2H＝111.72kΩ、P_1L＝0.246W、P_1H＝6.98mW、P_2L＝0.246W、P_2H＝6.98mW，V_3L＝1.330V、V_3H＝1.470V、V_4L＝1.330V、V_4H＝1.470V、R_3L＝13.963Ω、R_3H＝15.515Ω、R_4L＝13.963Ω、R_4H＝15.515Ω、P_3L＝0.127W、P_3H＝0.139W P_4L＝0.127W、P_4H＝0.139W。

从中可看出R_1H、R_2H的大者为111.72kΩ，P_1L、P_1H、P_2L、P_2H的大者为0.246W；R_3H、R_4H的大者为15.515Ω，P_3L、P_3H、P_4L、P_4H的大者为0.139W。电阻及功率的选择原则是应适当留些余量，根据量值传递要求，标准器比被校仪器精度应高3倍以上，综合考虑，R₁和R₂的阻值分别选为114kΩ和18Ω、最大允许误差均为±1％、功率均为0.5W的精密多圈可调电阻。直流数字电压表U₅、U₆用1台(也可用2台)美国是德科技公司生产的6位半的34410A型数字多用表，使用其直流电压测量功能，其直流电压测量最大允许误差优于±1.0×10^-4。

常闭/常开触点粘故障电压的校准方法包括：

步骤1、将被校监测台、适配器和数字多用表按说明书附图中的图7进行连接，数字多用表直流电压测量端连接到A17和A18端，K₁闭合K₂断开，K₃打到b₁端；

步骤2、设置监测台的U₀＝28V、R₀＝280Ω、δ₁₁＝95％、δ₂₁＝95％，启动监测台的粘故障电压监测功能；

步骤3、调节R₁使U₅的示值＞V_1H＝27.930V，且使常闭触点粘故障报警灯显示绿色。然后逐渐减小R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色时，报警器声响，U₅的示值为25.553V，即为实测常闭触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_1L＝25.270V，且使常闭触点粘故障报警灯显示红色，且报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值为27.628V，即为实测常闭触点粘故障电压实际值的上限；

步骤4、K₁断开K₂闭合，K₃打到b₁端，调节R₁使U₅的示值＞V_2H＝27.930V，且使常开触点粘故障报警灯显示绿色。然后逐渐减小R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色时，报警器声响，U₅的示值为25.541V，即为实测常开触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_2L＝25.270V，且使常开触点粘故障报警灯显示红色，且报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值27.612V，即为实测常开触点粘故障电压实际值的上限；

步骤5、对于常开/常闭触点粘故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，粘故障电压合格。

常闭/常开触点断故障电压的校准方法包括：

步骤1、将被校监测台、适配器和直流数字电压表按说明书附图中的图7进行连接，数字多用表直流电压测量端连接到A18和A19端，K₁闭合K₂断开，K₃打到b₂端；

步骤2、设置监测台的U₀＝28V、R₀＝280Ω、δ₃₁＝5％、δ₄₁＝5％，启动监测台的断故障电压监测功能；

步骤3、调节R₂使U₆的示值＞V_3H＝1.470V，且使常闭触点断故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色时，报警器声响关闭，U₆的示值为1.350V，即为实测常闭触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_3L＝1.330V，且使常闭触点断故障报警灯显示绿色。然后逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值为1.450V，即为实测常闭触点断故障电压实际值的上限；

步骤4、K₁断开K₂闭合，K₃打到b₂端，调节R₂使U₆的示值＞V_4H＝1.470V，且使常开触点断故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色时，报警器声响关闭，U₆的示值为1.355V，即为实测常开触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_4L＝1.330V，且使常开触点断故障报警灯显示绿色。然后逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值为1.457V，即为实测常开触点断故障电压实际值的上限；

步骤5、对于常闭/常开触点断故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，断故障电压合格。

本发明实施例提供的一种监测台粘/断故障电压校准用配适器，精确模拟粘/断故障电压，解决现有技术存在干扰大、校准精度不高，难于精确调节到粘/断故障电压报警点，且费时、费力、费用高的难题。

本发明简单可靠，使用方便。通过1只适配器、2台直流数字电压表即可构成校准装置。适配器上有滤波器，又由于为BNC型接头，可用同轴电缆连接，减少和滤除各种干扰，解决了以往干扰大，校准精度不高甚至对低电平试验时的小信号无法校准的难题。用2只多圈精密可调电阻，其阻值连续调节，实现模拟的粘/断故障电压连续变化，提高了校准精度，克服了以往用电阻箱来模拟粘/断故障电压，其阻值是步进改变，其模拟的粘/断故障电压也是步进改变，是不连续的，存在步进电压差，造成不能精确校准粘/断故障电压。

通过理论分析，推导出可调电阻的阻值调节范围及功率计算公式，可根据相关参数，精确计算出可调电阻的阻值及功率，为多圈精密可调电阻的选择提供了理论依据。解决了以往没有相应的计算方法及参考经验，难于估测电阻箱的阻值范围及功率大小，造成电阻箱的阻值如选小了，调不到粘/断故障电压报警点，从而无法校准。如电阻箱的阻值选的太大，即使微调一下其阻值也变化很大，造成难于精确调节到粘/断故障电压报警点。如电阻箱功率小了，可能损坏电阻箱甚至仪器设备，如选用的电阻箱功率大了，将增加购置设备的费用。

由于能精确的计算出粘/断故障电压的范围及报警点，这样能快速校准粘/断故障电压，减少了以往由于不知道粘/断故障电压的范围及报警点及对应的可调电阻的调节范围，要反复调节电阻，费时费力，效率很低，有时由于可调电阻的阻值及调节方式选择不合理，以至于无法找到粘/断故障电压报警点。

Claims (8)

1.一种继电器寿命监测台粘/断故障电压校准配适器，其特征在于：

包括可调电阻R₁、可调电阻R₂和LC低通滤波器，R₁的一端分别与R₂、电感L₁、电解电容C₁、高频电容C₂的一端相连并引出到接线端A18，R₁的另一端与开关K₃的b₁端相连引出到接线端A17；R₂的另一端与K₃的b₂端相连引出到接线端A19，K₃的b₃端分别与开关K₁、K₂的一端相连；K₁的另一端引出到接线端A14、L₁的另一端引出到接线端A15、K₂的另一端引出到接线端A16；C₁、C₂的另一端均接地，L₁、C₁和C₂组成滤波器。

2.根据权利要求1所述的监测台粘/断故障电压校准配适器，其特征在于：所述接线端A14、接线端A15、接线端A16、接线端A17、接线端A18、接线端A19均采用BNC型接头。

3.根据权利要求1所述的监测台粘/断故障电压校准配适器，其特征在于：还包括直流数字电压表U₅和直流数字电压表U₆；所述U₅的电压测量端分别与所述A17、A18相连、所述U₆的电压测量端分别与所述A18、A19相连；所述接线端A17、接线端A18、接线端A19对应与监测台的接线端A1、接线端A2、接线端A3连接，所述接线端A14、接线端A15、接线端A16对应与监测台的接线端A4、接线端A5、接线端A6相连。

4.一种监测台粘/断故障电压校准方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1-3任一所述的配适器；包括步骤：

设置负载电源电压U₀、负载电源内部配置的电阻R₀、常闭触点故障电压占所加负载电源电压U₀的百分比δ₁₁、常开触点故障电压占所加负载电源电压U₀的百分比δ₂₁、常闭触点故障电压最大允许相对误差的绝对值δ₁₀、常开触点故障电压最大允许相对误差的绝对值δ₂₀，计算可调电阻的阻值及功率；

观测电压表U5的电压测量端分别与所述A17、A18相连、观测电压表U₆的电压测量端分别与所述A18、A19相连；所述接线端A17、接线端A18、接线端A19对应与监测台的接线端A1、接线端A2、接线端A3连接，所述接线端A14、接线端A15、接线端A16对应与监测台的接线端A4、接线端A5、接线端A6相连；

设置开关K₁、K₂的闭合和断开，K₃打到b₁或b₂端；其中，所述K₁、K₂不同时断开或闭合；

启动监测台的故障电压监测功能，调节可调电阻，查看观测电压表的示值和故障报警灯显示的颜色判断监测台粘/断故障电压是否合格。

5.根据权利要求4所述的监测台粘/断故障电压校准方法，其特征在于，所述计算可调电阻的阻值及功率，包括：

根据设置的所述U₀、R₀、δ₁₁、δ₁₀、δ₂₁、δ₂₀，分别计算出可调电阻R的常闭触点故障电压理论值的下限V_1L和上限V_1H、常开触点故障电压理论值的下限V_2L和上限V_2H；

根据所述V_1L、V_1H和V_2L、V_2H计算可调电阻R在V_1L、V_1H和V_2L、V_2H时理论调节范围下限和上限R_1L、R_1H、R_2L、R_2H以及功率P_1L、P_1H、P_2L、P_2H；

按R_1H、R_2H的大者和P_1L、P_1H、P_2L、P_2H的大者选择可调电阻的阻值及功率。

6.根据权利要求4所述的监测台粘/断故障电压校准方法，其特征在于，所述监测台粘/断故障电压校准方法包括常闭或常开触点粘故障电压的校准方法、常闭或常开触点断故障电压的校准方法。

7.根据权利要求4所述的监测台粘/断故障电压校准方法，其特征在于，当开启常闭触点粘故障电压监测功能时，包括：

K₁闭合K₂断开，K₃打到b₁端，调节可调电阻R₁，且使常闭触点粘故障报警灯显示绿色；

逐渐减小R₁的阻值，观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色时，报警器声响，U₅的示值即为实测常闭触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_1L，且使常闭触点粘故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值即为实测常闭触点粘故障电压实际值的上限；

当开启常开触点粘故障电压监测功能时，包括：

K₁断开K₂闭合，K₃打到b₁端，调节R₁使U₅的示值＞V_2H，且使常开触点粘故障报警灯显示绿色。然后逐渐减小R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值减小到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₅的示值即为实测常开触点粘故障电压实际值的下限；

调节R₁使U₅的示值＜V_2L，且使常开触点粘故障报警灯显示红色，报警器声响。然后逐渐增加R₁的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₁的阻值增加到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₅的示值即为实测常开触点粘故障电压实际值的上限；

对于常开、常闭触点粘故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，粘故障电压合格，否则不合格。

8.根据权利要求4所述的监测台粘/断故障电压校准方法，其特征在于，当开启常闭触点断故障电压监测功能时，包括：

K₁闭合K₂断开，K₃打到b₂端；

调节可调电阻R₂使U₆的示值＞V_3H，且使常闭触点断故障报警灯显示红色，报警器声响；

然后逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₆的示值即为实测常闭触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_3L，且使常闭触点断故障报警灯显示绿色；

然后逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值即为实测常闭触点断故障电压实际值的上限；

当开启常闭触点断故障电压监测功能时，包括：K₁断开K₂闭合，K₃打到b₂端，调节R₂使U₆的示值＞V_4H，且使常开触点断故障报警灯显示红色，报警器声响；

逐渐减小R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值减小到某一值时，报警灯由红色变为绿色，报警器声响关闭，U₆的示值即为实测常开触点断故障电压实际值的下限；

调节R₂使U₆的示值＜V_4L，且使常开触点断故障报警灯显示绿色；

逐渐增加R₂的阻值，同时观察报警灯及报警器，当R₂的阻值增加到某一值时，报警灯由绿色变为红色，报警器声响，U₆的示值即为实测常开触点断故障电压实际值的上限；

对于常闭或常开触点断故障电压，实际值的上下限在理论值的上下限范围内，断故障电压合格，否则不合格。

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