一种继电器接点回跳测试装置及方法与流程

1.本发明属于继电器检测技术领域，尤其涉及一种继电器接点回跳测试装置及方法。


背景技术：

2.继电器是轨道交通控制系统中的重要部件，在轨道交通安全中发挥着重要作用。继电器的接点回跳是重要的电气特性参数，它是继电器在吸起和落下过程中衔铁和铁芯、衔铁和挡片、拉杆和簧片、接点和接点的相互作用过程中碰撞所产生的。接点回跳的时间过长次数过多会加速接点的损耗进而影响继电器接点电阻的大小，导致继电器接点导通性能下降。接点回跳按设计要求越小越好，如果回跳不符合设计要求会造成继电器过早的失效，不但会影响使用寿命还会对行车安全带来隐患。
3.目前试验室的测试方式通常是采用搭建继电器驱动电路，通过把驱动部件的联动开关接点和继电器的接点接入到示波器中，以人工的方式进行识别分析并测试。这样的方法对设备有依赖性，测试效率低，只适用于研发过程中的试验和测试，而且对测试人员的能力水平有一定的要求，并且测试结果都是通过人工手动记录，很容易因为人为的因素产生错误。另外，形成产品后则需要进行批量出厂检验测试，目前的测试方法效率低，进而影响产品整体的生产效率。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种继电器接点回跳测试装置及方法，通过设置控制采集单元、驱动单元、线圈驱动单元、接点切换单元，实现对接点回跳的自动测试，提高测试效率及准确率。
5.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种继电器接点回跳测试装置，包括供电单元、控制采集单元、驱动单元、线圈驱动单元、接点切换单元、待测单元，所述控制采集单元包括单片机，所述驱动单元包括驱动模块，所述线圈驱动单元包括线圈测试继电器，所述接点切换单元包括第一接点测试继电器、第二接点测试继电器，第一接点测试继电器、第二接点测试继电器与不同接点回路相连，所述控制采集单元的输出端与驱动单元的输入端相连，所述驱动单元的一路输出端通过线圈驱动单元与待测单元的待测线圈相连，所述驱动单元的另一路输出端通过接点测试单元与待测单元的待测接点相连，待测单元的反馈信号与控制采集单元相连。
6.进一步地，所述控制采集单元的单片机输入口与上拉电阻连接被上拉至高电平状态，输入口分别监测待测单元继电器线圈通电状态以及继电器接点状态。
7.进一步地，所述驱动模块为达林顿管，控制采集单元的单片机输出端与驱动单元达林顿管输入端相连，达林顿管的输出端分别与线圈测试继电器、第一接点测试继电器、第二接点测试继电器的线圈相连。
8.进一步地，所述线圈测试继电器、第一接点测试继电器、第二接点测试继电器线圈
端分别与续流二极管反向并联。
9.进一步地，所述接点切换单元与待测继电器接点组数相匹配。
10.进一步地，所述供电单元包括110v开关电源、24v开关电源、5v开关电源，110v开关电源通过控制电路与待测继电器线圈相连；24v开关电源分别与驱动单元、线圈驱动单元及接点切换单元的测试继电器相连；5v开关电源与单片机相连。
11.一种采用所述装置的继电器接点回跳测试方法，包括如下步骤：控制采集单元发出控制信号，控制信号通过驱动单元控制接点切换单元，接点切换单元将待测继电器的待测接点接入控制采集单元；控制采集单元发出控制信号，控制信号通过驱动单元控制待测继电器的动作，同时把待测继电器的动作状态反馈给控制采集单元；控制采集单元在接收到待测继电器的动作信号后，以中断的方式实时监测待测接点的状态，通过捕捉的方式监测接点电平的上升沿信号，通过所有采集到的接点状态计算出接点从第一次接触后开始回跳到最后一次回跳结束接触的时间。
12.进一步地，所述方法具体步骤如下：步骤s01：连接待测继电器；步骤s02：上位机向控制采集单元发送接点测试指令；步骤s03：控制采集单元控制驱动单元，驱动单元驱动接点切换单元将待测接点连接至测试回路中；步骤s04：待测继电器动作单片机程序开始计时；步骤s05：记录接点第一次的闭合时间tc1；步骤s06：记录接点最新一次的闭合时间tcn；步骤s07：监控设定时间后停止捕捉，按tcn-tc1得出接点回跳时间。
13.进一步地，所述步骤s04中，控制采集单元的单片机一路输入口输出高电平，通过驱动单元的驱动模块达驱动线圈驱动单元使继电器动作，单片机的该输入口由高电平变为低电平单片机程序开始计时。
14.进一步地，所述步骤s07中，设定时间为接点回跳上限范围值，回跳在该时间内停止。
15.本发明的有益效果是：本发明提供了一种继电器接点回跳测试装置及方法，通过控制采集单元发出控制信号控制驱动单元进而控制接点切换单元，接点切换单元将待测继电器的待测接点接入控制采集单元进行接点回调测试。本发明可实现自动测试继电器接点回跳时间，测试效率高，测试结果准确率高。
附图说明
16.图1为本发明的继电器接点回跳测试装置的电路原理示意图；图2为本发明的继电器接点回跳测试方法的流程图。
具体实施方式
17.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
18.本发明提供了一种继电器接点回跳测试装置及方法，如图1所示，本发明的继电器接点回跳测试装置包括供电单元、控制采集单元、驱动单元、线圈驱动单元、接点切换单元、待测单元，所述控制采集单元包括单片机，所述驱动单元包括驱动模块，所述线圈驱动单元包括线圈测试继电器、所述接点切换单元包括第一接点测试继电器、第二接点测试继电器，第一接点测试继电器、第二接点测试继电器与不同接点回路相连，所述控制采集单元的输出端与驱动单元的输入端相连，所述驱动单元的一路输出端通过线圈驱动单元与待测单元的待测线圈相连，所述驱动单元的另一路输出端通过接点测试单元与待测单元的待测接点相连，待测单元的反馈信号与控制采集单元相连。所述控制采集单元的单片机输入口与上拉电阻连接被上拉至高电平状态，输入口分别监测待测单元继电器线圈通电状态以及继电器接点状态。所述驱动模块为达林顿管，控制采集单元的单片机输出端与驱动单元达林顿管输入端相连，达林顿管的输出端分别与线圈测试继电器、第一接点测试继电器、第二接点测试继电器的线圈相连。所述线圈测试继电器、第一接点测试继电器、第二接点测试继电器线圈端分别与续流二极管反向并联。所述接点切换单元与待测继电器接点组数相匹配。
19.具体地，供电单元包括：110v开关电源、24v开关电源、5v开关电源；控制采集单元包括：单片机u1和上拉电阻r1~r2；驱动单元包括：达林顿管u2、线圈驱动单元包括24v继电器k3、续流二极管d3；接点切换单元包括：24v继电器k1~k2、续流二极管d1~d2；待测单元包括：待测车载继电器cj、续流二极管d4。
20.所述供电单元包括110v开关电源、24v开关电源、5v开关电源，110v开关电源通过控制电路与待测继电器线圈相连；24v开关电源分别与驱动单元、线圈驱动单元及接点切换单元的测试继电器相连；5v开关电源与单片机相连。具体地，所述110v开关电源为待测车载继电器cj供电；所述24v开关电源为24v继电器k1~k3供电；所述5v开关电源为单片机u2及信号电供电。
21.所述单片机u1的rc1口与上拉电阻r1连接，所述单片机u1的rc2口与上拉电阻r2连接，所述上拉电阻r1与5v开关电源的 5v连接，所述上拉电阻r2与5v开关电源的 5v连接。
22.在上述过程中，单片机的rc1和rc2为输入口，与上拉电阻连接被上拉至高电平状态，其中rc1监测被测试继电器线圈通电的状态，rc2监测被测试继电器接点的状态。
23.所述达林顿管u2的输入端与单片机u1的输出口连接，具体为单片机u1的rb0口与达林顿管u2的in1连接，单片机u1的rb1口与达林顿管u2的in2连接，单片机u1的rb2口与达林顿管u2的in3连接。
24.所述达林顿管u2的输出端与24v继电器k1~k3的线圈连接；所述 24v继电器k3的一组常开接点分别与110v开关电源的正极和待测继电器cj的线圈正极连接，另一组常开接点分别与单片的rc1和5v开关电源的gnd连接，续流二极管d3分别与继电器k3线圈反向并联连接。具体地， 24v继电器k3的1脚与24v开关电源的 24v相连，24v继电器k3的4脚与110v开关电源的110v 相连，24v继电器k3的8脚与待测车载继电器cj的d1脚相连，24v继电器k3的9脚与5v开关电源的gnd相连，24v继电器k3的13脚与单片机u1的rc1口相连，续流二极管d3的正极与24v继电器k3的16脚相连，续流二极管d3的负极与24v继电器k3的1脚相连。
25.在上述过程中，达林顿管u2的输入端与单片机的输出口连接通过单片机的信号进行控制进而驱动24v继电器k1~k3，其中继电器k1和继电器k2为接点切换单元内器件，继电器k3通过一组常开接点驱动待测继电器cj进行直流110v供电，另一组常开接点同时动作反
馈给单片机进行状态监测。续流二极管d1~d3起到线圈断电瞬间续流保护的作用。
26.所述接点切换单元中，继电器k1的一组常开接点分别连接单片机的输入口rc2和待测继电器的的接点a1，另一组常开接点分别连接5v开关电源的gnd和待测继电器的的接点b1；继电器k2的一组常开接点分别连接单片机的输入口rc2和待测继电器的的接点c1，另一组常开接点分别连接5v开关电源的gnd和待测继电器的的接点b1；续流二极管d1~d2分别与对应的继电器k1~k2线圈反向并联连接。具体地，达林顿管u2的out1与继电器k1的16脚相连，达林顿管u2的out2与继电器k2的16脚相连，达林顿管u2的out3与继电器k3的16脚相连，达林顿管com与24v开关电源的 24v 相连，达林顿管gnd与24v开关电源和5v开关电源的共地gnd相连，24v继电器k1的1脚与24v开关电源的 24v 相连，24v继电器k1的4脚与单片机u1的rc2口相连，24v继电器k1的8脚与待测车载继电器cj的a1脚相连，24v继电器k1的9脚与待测车载继电器cj的b1脚相连，24v继电器k1的13脚与5v开关电源的gnd相连，续流二极管d1的正极与24v继电器k1的16脚相连，续流二极管d1的负极与24v继电器k1的1脚相连，24v继电器k2的1脚与24v开关电源的 24v 相连，24v继电器k2的4脚与单片机u1的rc2口相连，24v继电器k2的8脚与待测车载继电器cj的c1脚相连，24v继电器k2的9脚与待测车载继电器cj的b1脚相连，24v继电器k2的13脚与5v开关电源的gnd相连，续流二极管d2的正极与24v继电器k2的16脚相连，续流二极管d2的负极与24v继电器k2的1脚相连。
27.在上述过程中，当继电器k1被驱动动作时待测继电器cj的第一组常闭接点a1b1被接入到单片机数据采集单元中，此时监测的是a1b1的接点状态可以测试该组接点回跳时间；当继电器k2被驱动动作时待测继电器cj的第一组常开接点c1b1被接入到单片机数据采集单元中，此时监测的是c1b1的接点状态可以测试该组接点回跳时间。续流二极管d1~d2起到线圈断电瞬间续流保护的作用。
28.待测单元包括待测车载继电器cj、续流二极管d4，所述待测车载继电器cj线圈的负极与110v开关电源的负极连接；续流二极管d4分别与待测车载继电器cj线圈反向并联连接。具体地，待测车载继电器cj的d4脚与110v开关电源的110v-相连，续流二极管d4的正极与待测车载继电器cj的d4脚相连，续流二极管d4的负极与待测车载继电器cj的d1脚相连。
29.在上述过程中，待测车载继电器cj线圈的负极与110v开关电源的负极保持常连，当线圈正极被驱动单元供电时可以驱动继电器进行动作，续流二极管d4起到线圈断电瞬间续流保护的作用。
30.如图2所示，本发明提供了一种继电器接点回跳测试方法，本技术发明测试方法中控制采集单元首先发出控制信号，控制信号通过驱动单元控制接点切换单元，接点切换单元把待测继电器的待测接点接入控制采集单元，控制采集单元再发出控制信号，控制信号通过驱动单元及线圈驱动单元控制待测继电器的动作，同时把待测继电器的动作状态反馈给控制采集单元。所述控制采集单元在接收到待测继电器的动作信号后，以中断的方式实时监测待测接点的状态，通过捕捉的方式监测接点电平的上升沿信号，通过所有采集到的接点的状态计算出接点从第一次接触后开始回跳到最后一次回跳结束接触的时间。
31.本发明方法包括如下步骤：步骤s01：连接待测继电器；通过将待测继电器插到继电器插座使待测继电器的各个接点连接到电路中。
32.步骤s02：上位机向控制采集单元发送接点测试指令；
发送c1b1测试指令，上位机通过通讯口给下位机发送单片机u1发送待测继电器第一组c1b1接点的测试指令（此步骤所述的上位机可以是任何可以通过串口进行通讯发送数据的可视化人机界面系统如计算机、工控一体机、串口屏等）。
33.步骤s03：控制采集单元控制驱动单元，驱动单元驱动接点切换单元将待测接点连接至测试回路中；连接c1b1接点至测试电路，单片机u1接收到c1b1测试指令后通过rb1口输出高电平，通过达林顿管u2的第1路驱动继电器k2使继电器k2的常开接点闭合，进一步的待测继电器的接点c1通过k2的闭合接点连接至rc2，b1通过k2的闭合接点连接至gnd。
34.步骤s04：待测继电器动作单片机程序开始计时；单片机u1通过rb2口输出高电平，通过达林顿管u2的第3路驱动继电器k3使继电器k3的常开接点闭合，待测继电器k3动作的瞬间线圈d1通过k3的闭合接点连接至110v开关电源的110v 待测继电器动作，同时通过单片机u1的输入口rc1连接至gnd， rc1由高电平变为低电平单片机u1程序开始计时。
35.步骤s05：记录接点第一次的闭合时间tc1；单片机通过监控输入口rc2捕捉c1b1接点的状态，c1b1第一次闭合时输入口rc2由高电平变为低电平产生了下降沿信号，此时单片机把对应的时间存储到寄存器t1中。单片机的捕捉功能可以高速采集接点的状态保证时间采集时间的准确性，本实例测试要求的准确度为0.1ms，完全可以满足。
36.步骤s06：记录接点最新一次的闭合时间tcn；单片机进入循环程序继续通过监控输入口rc2捕捉c1b1接点的状态，并将每次记录的时间数据刷新存储到寄存器tcn中，保证tn中的时间数据对应的是最新一次的回跳。
37.步骤s07：监控设定时间后停止捕捉，按tcn-tc1得出接点回跳时间。
38.由于所测继电器的回跳时间要求是小于20ms则为合格，一般正常工作的继电器的接点回跳会有上限不会无休止的跳下去，我们根据测试积累经验设定一个经验的上限范围值100ms，理论上回跳在这个时间内肯定会停止，当然这个值也可以设置为200ms或者300ms。所以在这个范围内记录的tn就是接点回跳的最后一次回跳对应的时间，接点回跳的时间的定义是从第一次接点接触开始到不规则跳动结束接点完全闭合，所以同tcn-tc1得出的结果就是c1b1接点的回跳时间。
39.按同样的方法发送a1b1测试指令，重复步骤s02~步骤s07的过程最后测出a1b1的接点回跳时间为tan-ta1的结果。
40.需要说明的是本发明实例说明只是测试待测继电器4组接点的其中一组，在实际实施过程中其他组接点的测试需按上述方法进行测试。接点切换单元的数量可根据实际继电器接点组数而对应增加。
41.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。