N3P3繼電器綜合性能測(cè)試臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用

摘 要：對(duì)西門子N3P3繼電器的各項(xiàng)電氣性能進(jìn)行研究，開發(fā)出可以對(duì)該繼電器進(jìn)行綜合性能測(cè)試的全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)可以擴(kuò)展為對(duì)各種類型繼電器類產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試的綜合性系統(tǒng)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：激磁/失磁；四線；接點(diǎn)電阻

N3P3繼電器是西門子公司生產(chǎn)的用于鐵路信號(hào)控制的主要產(chǎn)品之一，它的主要電氣性能參數(shù)包括接點(diǎn)接觸阻抗 Contact resistance、激磁電壓/電流 Pickup voltage/current of coil等。這些參數(shù)指標(biāo)是否正常，是否在合格范圍內(nèi)對(duì)鐵路信號(hào)控制以至于列車行駛安全都起著至關(guān)重要的作用。所以設(shè)計(jì)開發(fā)可以對(duì)N3P3繼電器進(jìn)行綜合性能測(cè)試的測(cè)試臺(tái)，不但節(jié)約了大量的時(shí)間和人力而且大大提高了測(cè)試的精度和準(zhǔn)確度。

1 系統(tǒng)原理方案和結(jié)構(gòu)方案（附原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖和結(jié)構(gòu)示意圖）

1.1 原理方案

主要硬件采用工業(yè)計(jì)算機(jī)，研華PCI-1751數(shù)據(jù)采集板和研華PCLD-8761、PCLD-8762輸入輸出板，并通過自制的邏輯切換矩陣作為控制部分，并通過安捷倫34401A作為電壓及電流的測(cè)量工具、通過固緯GM-802作為電阻測(cè)量工具，原理結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 結(jié)構(gòu)方案

結(jié)構(gòu)采用臺(tái)式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示：

圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

2 測(cè)試原理及方法

對(duì)于繼電器測(cè)試，最大的難點(diǎn)在于接點(diǎn)電阻測(cè)量，因?yàn)橛械睦^電器接點(diǎn)電阻非常小只有幾毫歐，對(duì)于其他的電壓、電流等參數(shù)測(cè)量只要通過切換矩陣在線圈動(dòng)作時(shí)把儀表接入到回路中即可，下面主要介紹具體的測(cè)試原理和方法：

2.1 接點(diǎn)電阻

接點(diǎn)電阻測(cè)量主要采用四線制，低電阻一般采用電流電壓法測(cè)試原理，也稱四端測(cè)試技術(shù)，原理圖見圖3。由電流源供給被測(cè)電阻Rx電流，電流的大小由電流表I讀出。Rx兩端的電壓降由電壓表V讀取。知道I、V后就可以算出被測(cè)電阻的阻值：Rx=V/I。

圖3 四線測(cè)試原理

為了保證Rx的精度，采用恒流源使流過Rx的電流保持不變，然后通過高輸入阻抗的電子放大器使電壓測(cè)量電路產(chǎn)生很小的電流，從而使測(cè)試引線的電阻、端口電阻和接觸電阻等不會(huì)對(duì)測(cè)試電阻造成影響，這就是四線測(cè)量電阻的優(yōu)越性。

現(xiàn)代的微歐計(jì)都是數(shù)字式微歐計(jì)，由于采用了四線測(cè)試技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)都可以很精確的直接顯示出來。

2.2 激磁/失磁電壓/電流

激磁/失磁是指繼電器線圈通電后吸起/落下的動(dòng)作，只有當(dāng)通電電壓在繼電器規(guī)定的激磁/失磁范圍內(nèi)才會(huì)有吸起/落下的動(dòng)作發(fā)生，一般我們要測(cè)量的是最小的激磁電壓和電流、最大的失磁電壓和電流。具體方法是通過計(jì)算機(jī)控制程控制電源設(shè)置好步進(jìn)值，然后一點(diǎn)一點(diǎn)加/減電壓，當(dāng)繼電器線圈吸起/落下時(shí)通過接點(diǎn)的動(dòng)作變化反饋給計(jì)算機(jī)，再與電壓表、電流表的進(jìn)行通訊來記錄和統(tǒng)計(jì)電壓/電流值，整個(gè)過程都是自動(dòng)完成的，具體的測(cè)試原理圖見圖4。

圖4 激磁/失磁電壓/電流測(cè)試原理

3 結(jié)束語

N3P3型繼電器繼電器綜合性測(cè)試臺(tái)只是針對(duì)該型號(hào)的產(chǎn)品進(jìn)行的設(shè)計(jì)和開發(fā)，但該產(chǎn)品的電氣性能很具有繼電器類產(chǎn)品的代表性，只要將測(cè)試臺(tái)的接口進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷木涂梢詫?duì)各種型號(hào)的繼電器進(jìn)行測(cè)試。除此之外也可以對(duì)電氣性能類似的其他產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，可以對(duì)該測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：王鑫（1981-），男，遼寧沈陽人，沈陽鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司，工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：自動(dòng)控制。