专利名称：光机电电磁电器动态测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁电器动态测试装置，属于电磁电器领域。
迄今为止，电磁电器的测试基本上还局限于对单个特性参数的逐个测试，检测过程的响应速度难以满足动态过程的特性机理，无法将动态过程的机械与电气参数同时多通道采集。因此，测试结果难以全面地反映复杂的动态过程。《低压电器》1995年第5期发表的“交流接触器电气参数的自动化测试”，提出采用微机自动测试的方案，该方案的缺点是1．仅对电器的电气参数进行测试，缺乏对重要机械特性指标，如位移等的动态检测；2．缺乏对电磁机构的动静触头与铁芯撞击状况的动态实时检测；3．没有与计算机通信的功能，无法实现多通道快速采样，并对测试数据进行后处理。
为此，本实用新型的目的是研制一种其电磁机构运动过程的快速非接触的数字化测量；多通道快速实时检测动态过程的电气参数和机械参数；对动态过程的实时通/断控制；可以与主控计算机双向通信的光机电电磁电器动态测试装置本实用新型是这样实现的，其包括传感器检测部分、信号调理部分、控制电路部分以及数据采集与处理部分，其各部分的关系是
(1)传感器检测部分与线圈串联的电流传感器，与励磁电源并联的电压传感器，安装在电磁机构可动部件运动轴向上的加速度传感器，并接在某相主触头两端的触头接通信号传感器，两端分别并接在动铁芯与静铁芯的铁芯撞击信号传感器，这些传感器组成对电磁电器动态过程模拟量的信号检测；由可动部件外接的部件，配合光学机构，由高速线阵输出动态位移视频信号与扫描线信号。
(2)信号调理部分主要调理所检测的动态变化位移视频信号，在高速驱动电路输出信号的基础上设计了同步调制电路，在有效采集视频信号的时间内，驱动激光光源发出平行光束，从而在同步调制电路设定的时刻采集位移传感器信号，一方面，位移传感器信号经滤波电路滤波处理后，再经放大器调整信号幅度，进行视频信号的阈值调整电路环节的阈值调整，然后经比较器电路与整形电路产生视频脉冲信号；另一方面，驱动电路输出信号经滤波电路滤波处理后经放大电路放大与脉冲整形电路脉冲整形，得到扫描脉冲信号，并将其与视频脉冲信号进行逻辑电路的逻辑处理，便得到表示动态位移的脉冲信号。
光机电电磁电器动态测试装置应用高速线阵快速捕获电磁机构的运动过程，应用各类传感器检测电磁电器动态过程的各种特性参量，并应用多通道计算机数据采集系统对动态过程进行实时检测。该装置具有高精度、动态快速响应与多通道实时检测的特点，通过PC采集卡还可实现与计算机的通信，一方面可由计算机的人机界面设定动态过程参数，实现对动态过程的控制，另一方面可将动态检测的各种特性参数，经计算机数据处理后，提供动态过程可视化曲线。
以下将结合附图对本实用新型作进一步描述。


图1为传感器检测电路示意图图2为应用高速线阵CCD快速捕获电磁机构的传感器检测电路示意图图3为信号调理电路示意图图4为控制电路示意图图5为数据采集与处理示意图其中图1中，VT为电压传感器，CT为电流传感器，AT为加速度传感器，JT为触头接通信号传感器，RT为铁芯撞击信号传感器，K为电磁机构(动铁芯)外接的部件，它将电磁机构可动部件的运动状况，引到电磁电器的外部，以便检测其动态位移状况；图2中，K部件具体为带有狭缝的遮光片，透过它将有一窄条平行光束随着K的运动在高速线阵CCD上移动，从而产生位移传感器信号WT。
图3中，Q1为CCD的驱动电路，WT表示位移视频信号跟随电路，S1为扫描线信号跟随电路，S2为同步调制电路，Y为激光器电源驱动电路，L1、L2分别为滤波电路，F1、F2分别为放大电路，T为视频信号的阈值调整电路，B为视频信号的比较器电路，Z1、Z2分别为脉冲整形电路，R为逻辑电路，D1表示视频信号调理电路输出的位移脉冲信号。
图4中，D2为数采系统的控制信号电路，Q2为驱动电路，J为固态继电器，P为交流电源，C为电磁电器。
图5中，C为电磁电器，CT、VT、AT、JT、RT、D1为前述传感信号，TL为信号调理电路，FAQ为高速数据采集卡，FAQ经ISA总线与PC机相连，TQ为计算机数据处理的可视化动态特性曲线，DZ为控制电路，KEY为输入控制参数的计算机键盘。
光机电电磁电器动态测试装置包括传感器检测部分、信号调理部分、控制电路部分以及数据采集与处理部分，其各部分的关系是1．传感器部分包括各类传感器与线圈串联的电流传感器CT，与励磁电源并联的电压传感器VT，安装在电磁机构可动部件运动轴向上的加速度传感器AT，并接在某相主触头两端的触头接通信号传感器JT，两端分别并接在动铁芯与静铁芯的铁芯撞击信号传感器RT，上述5个传感器组成对电磁电器动态过程模拟量的信号检测。此外，由可动部件外接的部件K(带狭缝的遮光片)，配合光学机构，由高速线阵CCD输出动态位移视频信号WT与扫描线信号S1。
2．信号调理电路部分主要调理所检测的动态变化位移视频信号。为了消除环境噪声的影响，在高速CCD驱动电路输出S1信号的基础上设计了同步调制电路S2，在有效采集视频信号的时间内，驱动激光光源Y发出平行光束，从而在同步调制电路设定的时刻采集WT，可避免环境背景光线与线路噪声对CCD的干扰。在此基础上分别对WT、S1信号调理如下1)WT经L1滤波处理后，再经放大器F1调整信号幅度，进行T环节的阈值调整，然后经比较器电路B与整形电路Z1产生视频脉冲信号；2)S1信号经L2滤波处理后经F2放大与Z2脉冲整形，得到N扫描脉冲信号，并将其与视频脉冲信号进行R的逻辑处理，便得到表示动态位移的脉冲信号D1。前述的阈值调整是根据位移所处位置，由计算机输出信号，作为比较器的基准值，从而实现智能化高精度的位移检测。
3．控制电路部分由计算机数采系统输出数字信号D2，经驱动电路Q2驱动放大后，控制固态继电器J来通/断电磁电器C与电源P的连接。而D2信号由人机界面输入的控制参数所决定。
4．计算机数据采集与处理部分将电流信号CT，电压信号VT，加速度信号AT，触头接通信号JT，铁芯撞击信号RT，分别从高速数据采集卡的5个模拟量通道输入；位移信号D1则从采集卡的数字口输入，进行数字量位移变化的检测。鉴于上述模拟量与数字量的高精度输入，应用动态过程的机理性数学模型，利用计算机强大的数据计算功能，实现对气隙磁链、电磁吸力与速度的软测量，并提供所有动态检测或软测量特性的可视化曲线。
权利要求1．光机电电磁电器动态测试装置，其特征在于包括传感器检测部分、信号调理部分、控制电路部分以及数据采集与处理部分，其各部分的关系是(1)传感器检测部分与线圈串联的电流传感器(CT)，与励磁电源并联的电压传感器(VT)，安装在电磁机构可动部件运动轴向上的加速度传感器(AT)，并接在某相主触头两端的触头接通信号传感器(JT)，两端分别并接在动铁芯与静铁芯的铁芯撞击信号传感器(RT)，这些传感器组成对电磁电器动态过程模拟量的信号检测，由可动部件外接的部件(K)，配合光学机构，由高速线阵(CCD)输出动态位移视频信号(WT)与扫描线信号(S1)。(2)信号调理部分主要调理所检测的动态变化位移视频信号，在高速(CCD)驱动电路输出(S1)信号的基础上设计了同步调制电路(S2)，在有效采集视频信号的时间内，驱动激光光源(Y)发出平行光束，从而在同步调制电路设定的时刻采集位移传感器信号(WT)，一方面，位移传感器信号(WT)经滤波电路(L1)滤波处理后，再经放大器(F1)调整信号幅度，进行视频信号的阈值调整电路(T)环节的阈值调整，然后经比较器电路(B)与整形电路(Z1)产生视频脉冲信号；另一方面，驱动电路输出(S1)信号经滤波电路(L2)滤波处理后经放大电路(F2)放大与脉冲整形电路(Z2)脉冲整形，得到N扫描脉冲信号，并将其与视频脉冲信号进行逻辑电路(R)的逻辑处理，便得到表示动态位移的脉冲信号(D1)。
2．根据权利要求1所述的光机电电磁电器动态测试装置，其特征在于控制电路部分，由计算机数采系统输出数字信号(D2)，经驱动电路(Q2)驱动放大后，控制固态继电器(J)来通/断电磁电器(C)与电源(P)的连接。
3．根据权利要求1或2所述的光机电电磁电器动态测试装置，其特征在于计算机数据采集与处理部分，将电流信号(CT)，电压信号(VT)，加速度信号(AT)，触头接通信号(JT)，铁芯撞击信号(RT)，分别从高速数据采集卡的5个模拟量通道输入；位移信号(D1)则从采集卡的数字口输入，进行数字量位移变化的检测。
专利摘要本实用新型公开了一种光机电电磁电器动态测试装置,其包括传感器检测部分、信号调理部分、控制电路部分以及数据采集与处理部分,其中传感器检测部分包括以下检测传感元件,与线圈串联的电流传感器,与励磁电源并联的电压传感器,加速度传感器,并接在某相主触头两端的触头接通信号传感器,两端分别并接在动铁芯与静铁芯的铁芯撞击信号传感器,由可动部件外接的部件,配合光学机构,由高速线阵输出动态位移视频信号与扫描线信号。
文档编号G01D21/02GK2446497SQ0022164
公开日2001年9月5日 申请日期2000年9月2日 优先权日2000年9月2日
发明者缪希仁, 张培铭 申请人:福州大学