一种电气触头测试系统的制作方法

1.本发明涉及测试设备技术领域，尤其是电气元件领域的测试设备，具体涉及一种电气触头测试系统。


背景技术：

2.为了能够电气元件的性能进行测定，进而实现产品品控以及为产品研发提供测试依据，市面上现有的对带电气触头的电气元件例如断路器进行测试的方案，基本是通过dsp芯片进行采样，但是dsp芯片本身并行处理性能很低，所以只能串行分时采样，导致其单通道采样频率只有1khz左右，也就是采样周期在1ms左右，而对于接触器测试系统而言，1ms的采样周期根本无法做到接触器关键性能的测试，导致测量精度和采样频率不够，测量数据误差较大。现有的测试方案除了存在上述问题，还存在以下缺陷：无法实时显示波形，使得实验人员无法判断问题原因，由于没有隔离安全电路的存在，还导致可靠性差，容易坏。再有就是无法实现对于塑壳断路器、万能式断路器中触点状态识别，需要人工频繁手动确认和选择，检测效率低的同时，检测准确性也较差。兼容性也较差，无法实现一机覆盖客户全系列的电气元件电气触头的检测，导致客户投入的测试机器多，测试成本大，也影响了测试效率。
3.因此，如何提供一个安全可靠且能够实现一机多能的电气触头测试系统，是目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是要提供一种电气触头测试系统，能够适应于不同类型的电气触头等电接触性能的测试，包括电气触头通断瞬间的同步、弹跳、闭合稳定的压降等参数。测试精度高，工作可靠性好，测试结果可直观显示，便于测试人员进行问题的判断及追溯。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.本发明提供了一种电气触头测试系统，包括：
7.触头供电电路，电连接待检测的电气触头，用于触发所述电气触头的工作；
8.嵌入式控制装置，实时采集多路adc通道的实时电压并处理后打包发出；
9.触控显示装置，与所述嵌入式控制装置的数据串口相连，用于显示测试波形并且进行人机交互；
10.数字信号输入输出电路，分别连接所述嵌入式控制装置的数据输入端与数据输出端；其中，所述触头供电电路中共设有四组工作电路，每组工作电路包括四个触头，对四个触头分别配置触头供电电源，各个触头供电电源经一电阻分压电路再电连接触头。
11.对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。
12.可选地，所述触头供电电源为正负36伏电源，经十六组opa541功率放大器构成的电压输出电路和电阻分压电路构成十六路可控电压输出，所述十六路可控电压输出再分别接入一触点中供测试选用。
13.可选地，所述嵌入式控制装置实时采集多路adc通道的实时电压并处理的步骤是：
14.采集测试系统回路中16路adc通道的实时电压值并进行数据处理，再通过tcp/ip协议或者rs485协议上传至上位机或者工控机，同时完成两路dac调制信号的产生与控制，以及8路数字输入通道和8路数字输出通道的控制。
15.可选地，所述数字信号输入输出电路包括供电电源、通断指示灯、数字隔离芯片和达宁顿管芯片，所述数字隔离芯片设置于连接端口处。
16.可选地，还包括高速模数数模转换电路，各个所述触头供电电路的输出通过所述高速模数数模转换电路再进行对应的供电工作。
17.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
18.本发明的一种电气触头测试系统，灵活设置触头供电电路中触头电压和交直流类型，结合电阻分压电路可保证各个触头的电流在国家标准范围内，基本上可覆盖市面上所有接触式电气元件的类型，，嵌入式控制装置采用了高效灵活的高速数据采集模块，可满足任何接触式电气元件产品的测试需要，可实现四组产品的同时测试，而且每组工作电路中设置于对应单产品的四个触头，可完成四组产品、16个触头的测试模式的智能切换，方便了客户，简化了维护成本。
19.除此之外，嵌入式控制装置结合触控显示装置可以实现实时测试数据波形的上传和显示、实现吸合释放电压测试、实现模拟电网故障测试，这是以往测试系统所无法做到的。
20.更进一步地，本技术的综合测试系统在所有电路均进行了电源和信号电气隔离，经过实测整个系统电路的工作可靠性高，即使在强电磁干扰环境下依然可以高效运行，有效保障了系统的工作可靠性和稳定性。
附图说明
21.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
22.图1是根据本发明一个实施例的电气触头测试系统的工作原理框图；
23.图2是根据本发明一个实施例的电气触头测试系统中触头供电电路的电路图；
24.图3是根据本发明一个实施例的电气触头测试系统中高速模数数模转换电路的电路图。
25.附图标记如下：
26.1、接触式电气元件的电气触头；2、嵌入式控制装置；
27.3、触控显示装置；
28.4、数字信号输入输出电路；
29.5、触头供电电路，51、触头，52、触头供电电源，53、电阻分压电路，54、电压输出电路；
30.具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
32.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
33.本实施例描述了一种电气触头测试系统，如图1所示，包括：
34.嵌入式控制装置2，实时采集多路adc通道的实时电压并处理后打包发出；
35.触控显示装置3，与所述嵌入式控制装置2的数据串口相连，用于显示测试波形并且进行人机交互；
36.数字信号输入输出电路4，分别连接所述嵌入式控制装置2的数据输入端与数据输出端；
37.触头供电电路5，电连接待检测的接触式电气元件的电气触头1，用于触发所述电气触头1的工作；
38.其中，所述触头供电电路中共设有四组工作电路，每组工作电路包括四个触头，对四个触头分别配置触头供电电源，各个触头供电电源经一电阻分压电路再电连接触头。
39.具体说来，在如图2所示的触头供电电路中，所述触头供电电源52为正负36伏电源，经八组电压输出电路54(opa541功率放大器)和电阻分压电路53构成十六路可控电压输出，所述十六路可控电压输出再分别接入一触点中供测试选用。因而，本实施例可灵活设置触头供电电路5中触头51电压和交直流类型，结合电阻分压电路53可保证各个触头51的电流在国家标准范围内。而且嵌入式控制装置2结合触控显示装置3可以实现实时测试数据波形的上传和显示、实现吸合释放电压测试、实现模拟电网故障测试，这是以往测试系统所无法做到的。
40.可选地，所述嵌入式控制装置2实时采集多路adc通道的实时电压并处理的步骤是：采集测试系统回路中16路adc通道的实时电压值并进行数据处理，再通过tcp/ip协议或者rs485协议上传至上位机或者工控机，同时完成两路dac调制信号的产生与控制，以及8路数字输入通道和8路数字输出通道的控制。所述嵌入式控制装置2一般性地可以包括arm和fpga两部分的程控。具体说来是包括采样和通讯两部分，其中：
41.采样部分支持实现8通道同步ad转换采集，采样频率200khz，ad位数16bit；支持4通道差分ad转换采集，采样频率200khz，ad位数16bit；采样输入为
±
10v；支持8路同时高频连续采样可达1000ms；支持多种采集模式的动态切换。
42.通信部分是采用lwip传输采集数据，实现的是modbus-rs485命令传输、算法控制下的dac幅值可控(频率/振幅)传输以及各类动态参数设置。数据缓存模块主要有arm扩展32m缓存，fpga扩展两片512k的sram作为高速数据采集缓存。
43.另外，所述嵌入式控制装置2的输入输出部分有dc24v大的8路通用输入和8路通用输出。其中，输出支持24v、0.5a功率，外部提供电源，支持速率100khz。2路16位的da可调输出，输出范围：
±
10v，输出使用200khz分辨率dac、生成不低于1khz的正弦波。
44.所述数字信号输入输出电路4包括供电电源、通断指示灯、数字隔离芯片和达宁顿管芯片，所述数字隔离芯片设置于连接端口处。
45.在一进一步的实施例中，所述电气触头测试系统还包括高速模数数模转换电路，
如图3所示，所述触头供电电路5的输出通过所述高速模数数模转换电路再进行对应的供电工作。具体说来高速模数数模转换电路主要由adc电路、dac电路组成。adc电路使用两片ad7606芯片组成16通道3.2mhz并行采集，而dac电路使用4片dac8562芯片组成8路dac，负责所述触头供电电路5的输出的触头信号输出。
46.另外，本实施例的综合测试系统在所有电路均进行了电源和信号电气隔离，经过实测整个系统电路的工作可靠性高，即使在强电磁干扰环境下依然可以高效运行，有效保障了系统的工作可靠性和稳定性。具体说来，本系统的主控与周边芯片比如dac，达宁顿管的通信全部通过隔离芯片(iso7240)进行隔离与防护，这是最主要的隔离措施。而主控，dac，继电器部分采用三个隔离电源，这样就避免了产品线圈、继电器线圈以及现场变频器等强干扰源对于整个系统的干扰以及不可逆的硬件损坏。本系统引出到外部的接线和通信线均采用屏蔽线，比如sma线和rs485屏蔽线，虽然成本上稍有提高，但是彻底解决了以往不知原因的通信中断以及板卡损坏问题。
47.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。