瞬时通断测量仪测量方案

瞬时通断测量仪是为配合此试验而产生的设备，在继电器抖动试验过程中，它可准确无误地检测出继电器每路触点瞬时出现的误动作，本文研究对此类设备的测量方法。
　　1 瞬时通断测量仪的作用
　　继电器抖动试验如图1 所示。
　　

　　图 1 继电器抖动试验示意图
　　继电器在振动或冲击试验过程中，由于在外界振动或冲击力的作用下，质量差的继电器有可能改变由内部弹簧或电磁力的作用下应保持的状态，产生误动作，触点出现这样的误动作靠人工判断根本无法完成，只有利用专用的监测设备，当出现达到预定值的误动作时，瞬时通断测量仪发出声、光报警(有的产品还会显示出误动作的时间)，所以瞬时通断测量仪是为配合继电器振动或冲击试验而工作的专用测量设备。
　　2 瞬时通断测量仪工作原理
　　瞬时通断测量仪工作原理如图2 所示。根据继电器工作情况，分为给继电器加激励电压和不加激励电压2 种方式，这2 种状态继电器触点误动作状态相反：在继电器不加激励电压时，被检测的继电器故障为动合触点的抖闭状态、静合触点的抖断2 种状态;在继电器加电激励状态下，检测故障为动合触点出现抖断状态，静态闭合触点出现抖闭状态。被试验的继电器与瞬时通断测量仪按确定的状态正确连接后，先进行自检，检查被测继电器触点与瞬时通断测量仪是否正确和可靠连接，没有使用的通道在进行自查时，自动屏蔽不被使用，使已被连接通道方便观察;瞬时通断测量仪的数据采集端电源由机内电源提供(6 V 开路电压，或10 mA 的短路电流)，开路电压端被接到抖动闭合继电器触点两端，短路电流接入抖动断开触点两端;试验时，瞬时通断测量仪采集端通过对触点进行通断状态采集取样，当发生误动作时间时，测量误动作的时间间隔大小,再由故障判断电路进行分析，判断误动作是否达到预先设置参数值，从而确定此动作是否为误动作;满足预设值的误动作发生后，设备保存故障状态，通过光、声报警，提示有误动作发生，并显示检测到的误动作时间。光的不同颜色代表不同故障性质。
　　

　　图2 瞬时通断测量仪原理图
　　此仪器不仅可以用于继电器抖动监测，而且也可以作为各种接插件、连接件和开关抖动或冲击试验时的监测设备。
　　3 瞬时通断测量仪测量方法
　　3.1 瞬时通断测量仪技术指标
　　1) 接插件触点的负载电压：6 V，最大允许误差±5%;
　　2) 每路接点的闭合电流：10 mA，最大允许误差±5%;
　　3) 继电器线包电源电压：2 V~30 V，最大允许误差±2%，纹波电压小于50 mV;
　　4) 继电器线包电源电流：0 A~5 A;
　　5) 继电器抖闭、抖断时间判定：1 μs~99 μs，最大允许误差±5%;
　　6) 检测灵敏度：±5%。
　　此仪器的第5)项技术指标是瞬时通断测量仪测量的关键，在本文主要对第5)项技术指标的测量方法进行研究， 对第 6)项的测量方法在完成第5)项准备的基础上才能完成，技术指标中1)~4)为普通电源的技术指标，其测量方法在本文中略。
　　3.2 对抖断、抖闭模拟方法试验过程
　　要完成脉冲瞬时通断测量仪第5)项的测量，首先要给瞬时通断测量仪一个标准的接通或断开时间来模拟继电器的动作的时间，曾经采用了以下两种方法试验，这些方法直接模拟通断时间。
　　采用时间控制的继电器动作来测量瞬时通断测量仪。继电器接通时，两触点导通时电阻约为零，两触点断开时电阻为无穷大，是一种较理想的开关，但是在测量时发现，瞬时通断测量仪测得的数据总是随机的，触点的断开、闭合时间每次不一样，通过观测发现继电器在闭合、断开过程中，它总是通过一个振荡的过渡过程，而振荡过程表现为通断状态不可控的状态，所以此方法通过试验证明不能使用。
　　采用电子开关模拟触点的误动作。利用开关管制作电子开关，用代表误动作时间的脉冲信号驱动，其开关动作无振荡现象，其导通、断开完全受控于控制脉冲，当把开关管串入瞬时通断测量仪输入端时，瞬时通断测量仪在此开关作用时仍然无动作，经分析，这类电子开关存在较大的管压降和动态电阻，即管子导通时有动态电阻和管压降，断开时也不是彻底断开，所以这种办法也不能完成对瞬时通断测量仪的测量。
　　以上试验证明两种开关的方法均不能使用，达不到测量的目的，所以用代表时间信息控制开关通断的测量方法不能完成测量。
　　3.3 信号采集和测量状态分析
　　采用可控制开关的办法难于完成测量，需采用其他办法进行继电器触点通断过程的模拟。首先对继电器触点处电压波形进行分析，由于瞬时通断测量仪接入抖闭触点的电压为6 V，通过抖断触点的电流为10 mA，当继电器触点出现抖闭现象时电压波形应如图3 所示(抖闭触点在正常状态时所加的+6 V 电压在抖闭状态时被直接短路，电位被钳制在0 V)，形成一个负跳变脉冲，其抖闭时间为脉冲宽度，而出现抖断触点的电压波形如图4 所示。
　　分析方法与对抖闭分析方法类似，只是电压状态变化过程相反，出现一个正跳变脉冲。分析出采集的电压波形，在瞬时通断测量仪对抖闭、抖断状态出现时的触点通、断状态的模拟可转化为对触点通、断状态发生时电压的模拟，通断时间测量转化为脉冲宽度的测量，选择好触发电平，用标准脉冲宽度信号就可以完成测量。