[发明专利]一种继电器触点电压测量调理电路及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉测量及控制领域，尤其是一种继电器触点电压测量调理电路及测量方法。

背景技术

以往的继电器寿命试验都是继电器生产厂家采用台试仪器组合进行测量，或自己开发半自动的测量设备与台式仪器相结合进行测量。由于以往的测量技术落后，测量精度不高。随着科学技术的不断发展，对继电器性能要求越来越高，对测试设备的要求也越来越高，以往的测试手段已远远不能满足高性能继电器的生产，已跟不上科技快速的发展步伐。   

发明内容

本发明的目的是为了解决现有继电器触点电压测量技术落后、测量精度低。本发明提供一种测量精度高、适用于自动化测量、易扩展的继电器触点电压测量调理电路及测量方法。

其中该测量调理电路一共包括5个通道：

通道VCOMOut：COM端信号依次通过COM端保护/滤波电路和放大电路将电压放大，并将电压放大后送给数据采集模块进行A/D转换；

通道VNCOut’： NC端信号首先通过分压，使得电压衰减为1/3,然后通过NC保护/滤波电路，最后通过跟随器后送给数据采集模块进行A/D转换；

通道VNCOut： NC端信号首先通过分压，使得电压衰减为1/3,然后通过NC保护/滤波电路，最后通过放大电路将电压放大后送给数据采集模块进行A/D转换；

通道VNOOut’： NO端信号首先通过分压，使得电压衰减为1/3,然后通过NO保护/滤波电路，最后通过跟随器后送给数据采集模块进行A/D转换；

通道VNOOut： NC端信号首先通过分压，使得电压衰减为1/3,然后通过NO保护/滤波电路，最后通过放大电路将电压放大后送给数据采集模块进行A/D转换。

其中，由Rv1和C1组成的NC端保护/滤波电路；由Rv2和C2组成的COM端保护/滤波电路；由Rv3和C3组成NO端的NO端保护/滤波电路；电阻R1和R2为NC端分压电阻，将NC端的电压衰减为1/3；电阻R3和R4为NO端分压电阻，将NO端的电压衰减为1/3；二极管D1和D2将触点中NC 端分压后的电压钳位在参考地电位与测量端负电源之间，保护测量电路；二极管D3和D4将触点中NO 端分压后的电压钳位在参考地电位与测量端负电源之间，保护测量电路；运算放大器U1作为跟随器，运算放大器U2作为跟随器，运算放大器U3与外围电阻组成放大电路，运算放大器U4与外围电阻组成放大电路，运算放大器U5与外围电阻组成放大电路。

该测量调理电路包括测量输入接口，用于连接继电器的COM、NC和NO端。

在测量调理电路用于测量前，需要对每个采集通路一一校准，校准采用最小二乘法；在测量范围内选取一定数量的测量点，COM端校准时，加标准直流信号时，标准信号的高端接测量地，低端接COM；NC或NO端校准时，加标准直流信号时，信号的高端接COM端，低端接NC或NO，每个测量点，采集一个测量值；设VNCOut、VNCOut’、VCOMOut、VNOOut、VNOOut’对应采集的ch0～ch4，则通过校准可得到每个通道的参数k和b(k0～k4和b0～b4)，其中每个通道：

                                                       

       

式中：Ei 第i个信号点输入的标准值；

      Xi 第i个信号点上的测量值；

k 拟合直线的斜率；

b 拟合直线的截距。

设VNCOut、VNCOut’、VCOMOut、VNOOut、VNOOut’的数据分别为Vnc、Vnc’、Vcom、Vno、Vno’，设待测触点电压分别为Vcom、Vc和Vo；计算机依据采集的数据Vnc、Vnc’、Vcom、Vno、Vno’和各个通道的参数k0～k4和b0～b4即可得到待测触点电压：

其中COM端为(Vcom-b2)/k2；

当Vnc’≥200mV时，常闭触点的电压计算使用Vnc’的值，则Vc=(( Vnc’-(Vcom-b2)/k2)-b1)/k1；

当Vnc’＜200mV时，常闭触点的电压计算使用Vnc的值，则Vc=(( Vnc-(Vcom-b2)/k2)-b0)/k0；

当Vno’≥200mV时，常触点的电压计算使用Vno’的值，则Vc=(( Vno’-(Vcom-b2)/k2)-b4)/k4；

当Vno’＜200mV时，常闭触点的电压计算使用Vno的值，则Vc=(( Vnc-(Vcom-b2)/k2)-b3)/k3。