温度继电器温度特性测试设备研制

系统的比较理想的升温过程温度曲线如图2所示。其中

minT=actT-errT-2.8
　　maxT=actT+errT+2.8

式中 minT—最低控温点

maxT为最高控温点，actT为动作温度点，errT为动作温度整定值。

(1)在时间段0～t1内，为非算法控制阶段，输出的导通时间为全周期，在此时间段内控制的目标温度为minT。
　　(2)从实际温度达到需要进行控制的温度ctrT( 　　(3)经过t1～t2时间段内的预备控制调整，当温度上升到minT，即运行进入t2～t3时间段时，系统已经比较稳定，温升速度可以较好地控制到要求0.50℃/min左右。
　　(4)当realT(实际温度)大于maxT后，即待测温度继电器在升温过程中理论上都已应该动作过一次了，也即升温测试过程已可以结束了，所以不再需要用PID控制，只需全功率加热，达到一定温度后就可进入降温测试过程。

降温过程

当realT(实际温度)达到一定温度(downT)后系统进入到降温测试过程，因为此时系统的温度与highT偏差不大，为了保证系统进入lowT～highT范围内以后不出现大的超调，此时就开始用PID算法进行控制。系统的比较理想的降温过程如图3所示。

(1)在时间段t4～t5内，控制的温度目标为highT。
　　(2)经过t4～t5时间段内的预备控制调整，当温度下降到highT，即运行进入t5～t6时间段时，系统已经比较稳定，降温速度可以较好地控制到要求0.30℃/min左右。
　　(3)当温度达到lowT后，即降温测试过程已经结束，可以不必进行严格的控制了，只需全功率制冷(关加热器)至室温。如果没有进行过升温测试过程的话，降到较低温度后再进入升温测试过程。

　　测试软件设计

计算机测试系统的软件分系统软件和应用软件两大类，系统软件一般由计算机生产商提供，本设备的系统软件采用Microsoft Windows XP操作系统，而应用软件为执行具体任务而编制的用户程序，因控制对象的不同而异，即为完成温度继电器的测试任务并对测试结果进行处理。

测试过程中，采样、控制周期，即系统每一段时间要执行一次控制程序，为了测得温度继电器的准确实时动作、回复温度值，在其他时间内都执行端口扫描程序，实时检测继电器的状态，并做出相应的响应和处理。软件设计为5个部分：总控制模块、继电器测试模块、历史数据查询模块、参数设置模块、人工干预模块。

总控模块的设计

软件系统结构图如图4，该部分程序主要功能：读取系统设置参数、调用各子模块。

温度继电器测试模块设计

该模块是系统的主要部分，其功能：采样各继电器动作、采样温度传感器温度、计算升温时间、判断超限报警、绘制温度曲线、将测试结果打印并保存到数据库，系统主程序框图如图5。

升温过程计算方法

要实现图2中比较理想的升温过程温度曲线，采用三阶段升温时间控制方法;升温算法控制程序框图见图6。

降温过程计算方法

要实现图3中比较理想的降温过程温度曲线，采用二阶段降温时间控制方法;降温算法控制程序框图见图7。

历史数据查询模块

该模块用于查询保留的测试信息，原保留测试信息保存在ACCESS数据库中，在该数据库中定义了一个数据表和6个字段，定义如下：

数据库查询采用ADO方式，用VB SQL语言编写程序。

参数设置模块

该模块用于设置系统参数，并保存在一个文件中。设置的参数内容有：继电器产品型号、测试类型、动作温度、动作温度偏差、回复温度、回复温度偏差，测试通道选择。参数设置模块程序流程图见图8。

系统保护(即报警程序)

系统的正常工作范围为50℃～200℃，最大可以达到的工作范围为40℃～220℃，为了保护系统，设定系统进行提醒及报警的温度范围为实际温度小于45℃或大于210℃。保护报警及进入状态判断子程序框图见图9。其中：min 为升温时的最低控温点，high 为降温时的最高控温点。

人工干预模块

该模块功能是当温度不适合进行测试时，由人工进行干预，使之达到一个合适的温度。提供4种执行功能：开始加热、停止加热、开始降温、停止降温。该模块设计了一个温度监视功能，每5秒钟对温度进行一次测试，并显示在界面上。人工干预温度程序框图见图10。

编程及用户界面

与传统仪器相比，虚拟仪器自身不带任何仪器面板，利用PC机强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化的虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据采集、数据分析和数据显示功能。虚拟仪器系统由用户而非仪器厂商定义;仪器硬件模块化，可重用和重新配置;系统功能、规模可通过修改软件、更换仪器硬件而增减;技术更新速度快，开发维护费用低。在虚拟仪器中，仪器硬件仅起着信号的输入、输出功能，软件才是整个仪器的关键。

本系统的编程语