一種繼電器綜合參數(shù)測試系統(tǒng)的制作方法
1.本發(fā)明繼電器檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種繼電器綜合參數(shù)測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
2.繼電器電參數(shù)測試裝置控制系統(tǒng)按設(shè)定頻率操作試品，并進(jìn)行電參數(shù)的測試，通過工控機(jī)擴(kuò)展板卡完成試驗(yàn)的過程控制和動態(tài)數(shù)據(jù)采集，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示。由于參數(shù)過多，尤其在采用連續(xù)采樣與運(yùn)算結(jié)合構(gòu)成的多參數(shù)檢測系統(tǒng)中，參數(shù)的采集及運(yùn)算時間過多，并影響檢測速度。
3.目前，大部分繼電器生產(chǎn)廠家仍然依賴手動調(diào)節(jié)電源電壓，采用人眼去判斷觸點(diǎn)的通斷狀態(tài)以及銜鐵位置來評估相應(yīng)參數(shù)。但手動測試受人為因素的影響太多，其出錯率高，不易控制，嚴(yán)重地制約了生產(chǎn)效率的提高，不利于產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。而現(xiàn)有的測試系統(tǒng)雖然能解決前述問題，但其不僅造價(jià)昂貴，測試過程繁瑣；且靈活性、測試性和維修性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種繼電器綜合參數(shù)測試系統(tǒng)，具體方案如下：一種繼電器綜合參數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：包括上位機(jī)、示波器和測試主體；所述測試主體集成了底板、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、綜合測試單元、夾具單元、線圈電源、atx電源、和外部電源接口。所述綜合測試單元和夾具單元集成于底板上，且綜合測試單元中包含有若干個分別與底板連接的綜合測試模塊，夾具單元中包含有若干個分別與底板連接的夾具板。所述示波器、線圈電源和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分別與上位通信連接，并分別通過底板接入各綜合測試模塊。所述線圈電源和atx電源分別通過底板接入各綜合測試模塊，并分別與所述外部電源接口連接。
5.優(yōu)選的，所述測試主體上還設(shè)置有執(zhí)行按鈕，且執(zhí)行按鈕與底板連接。
6.優(yōu)選的，所述綜合測試模塊包括繼電器測試電路，且繼電器測試電路包括主控mcu、程控開關(guān)、測試接口、負(fù)載模塊、差分運(yùn)放模塊ⅰ、差分運(yùn)放模塊ⅱ、繼電器隔離模塊ⅰ、時間測量電路和a/d模塊。測試接口包括線圈部和觸點(diǎn)部；所述線圈電源通過程控開關(guān)接入測試接口的線圈部，測試接的口線圈部依次通過差分運(yùn)放模塊ⅰ和繼電器隔離模塊ⅰ接入所述示波器；主控mcu通過i/o連接程控開關(guān)；差分運(yùn)放模塊ⅰ分別接入實(shí)踐測量電路和a/d模塊。所述atx電源與主控mcu電性連接，并通過負(fù)載模塊接入測試接口的觸點(diǎn)部；測試接口的觸點(diǎn)部端接接入繼電器隔離模塊ⅰ，同時通過時間測量電路接入主控mcu，并依次通過差分運(yùn)放模塊ⅱ和a/d模塊接入主控mcu。
7.優(yōu)選的，所述繼電器測試電路還包括接入atx電源與主控mcu之間的ldo線性穩(wěn)壓電源。
8.優(yōu)選的，所述綜合測試模塊還包括線圈電源測試電路，且線圈電源測試電路包括繼電器隔離模塊ⅱ、差分運(yùn)放模塊ⅲ以及接入程控開關(guān)與線圈電源之間的取樣電阻，取樣
電阻依次通過差分運(yùn)放模塊ⅲ和繼電器隔離模塊ⅱ接入示波器。
9.優(yōu)選的，所述綜合測試模塊中，采用stm32f4xx芯片作為主控mcu。
10.優(yōu)選的，所述a/d模塊采用24bit高精度的ads1256芯片。
11.優(yōu)選的，所述主控mcu上外接有采用mac+phy一體的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議w5500芯片用于與所述上位機(jī)通信連接。
12.優(yōu)選的，所述綜合測試模塊還包括dac模擬量輸出模塊，時間測量電路通過dac模擬量輸出模塊接入主控mac。
13.本技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）本技術(shù)方案通過在底板上集成若干個綜合測試模塊，可根據(jù)實(shí)際需要而拓展綜合測試模塊的數(shù)量，由此，本技術(shù)方案采用低成本的測試系統(tǒng)，同時測試多個繼電器，兼容單繼電器測試和多繼電器測試，使用起來靈活性好。其中，所謂多繼電器測試，即利用每個單個綜合測試模塊實(shí)現(xiàn)單個繼電器的全功能測試，通過n個綜合測試模塊，不僅可以實(shí)現(xiàn)n個繼電器的并行測試，也可采用乒乓測試法，實(shí)現(xiàn)交替測試，以提高測試效率。
14.2）本技術(shù)方案通過設(shè)置夾具板實(shí)現(xiàn)待測產(chǎn)品的快速安裝，基于在測試軟件上的簡單操作即可實(shí)現(xiàn)對待測產(chǎn)品相應(yīng)參數(shù)的自動測試，使得整個測試過程快速簡單。
15.3）任意一個綜合測試模塊出現(xiàn)故障，都不會影響其它綜合測試模塊的測試，測試性和維修性極高。
附圖說明
16.圖1為測試系統(tǒng)的原理框圖；圖2為線圈電源單元的原理框圖。
具體實(shí)施方式
17.下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不應(yīng)理解為本發(fā)明僅限于以下實(shí)例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，本發(fā)明在本領(lǐng)域的變形和改進(jìn)都應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
18.實(shí)施例1本實(shí)施例公開了一種繼電器綜合參數(shù)測試系統(tǒng)（以下統(tǒng)稱系統(tǒng)），作為本技術(shù)方案優(yōu)選的實(shí)施方案，如圖1所示，包括上位機(jī)、示波器和測試主體；測試主體集成了底板、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、綜合測試單元、夾具單元、線圈電源、atx電源、和外部電源接口；綜合測試單元和夾具單元集成于底板上，且綜合測試單元中包含有若干個分別與底板連接的綜合測試模塊，夾具單元中包含有若干個分別與底板連接的夾具板；示波器、線圈電源和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分別與上位通信連接，并分別通過底板接入各綜合測試模塊；線圈電源和atx電源分別通過底板接入各綜合測試模塊，并分別與所述外部電源接口連接。
19.實(shí)際情況下，測試主體需要裝入一個外包殼體內(nèi)構(gòu)成一臺完整的測試設(shè)備。測試主體中，底板主要是用于搭載綜合參數(shù)測試模塊，同時作為通用工裝使用；夾具板采用橫插方式推入與底板進(jìn)行板到板連接，用于實(shí)現(xiàn)待測產(chǎn)品的快速固定。對于測試設(shè)備而言，底板只露出對接接口，連同綜合測試模塊在內(nèi)所有的非對外部分，都采用屏蔽罩進(jìn)行隔離屏蔽，即從測試設(shè)備的開口槽往內(nèi)看，只能看到對接接口，其余結(jié)構(gòu)都屏蔽起來。
20.其工作原理為：在實(shí)際使用過程中，首先將待測產(chǎn)品固定在夾具板上，并電性接入相應(yīng)的綜合測試模塊；然后通過外部電源接口向線圈電源和atx電源接入ac220v的市電，最后啟動系統(tǒng)對待測產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的測試。在此期間，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和上位機(jī)的顯示屏采用其配套的ac-dc電源適配器進(jìn)行供電，atx電源模塊通過電源轉(zhuǎn)換后輸出
±
12v、+5v、+3.3v等直流電壓給綜合測試模塊供電；利用上位機(jī)通過rs232通信實(shí)現(xiàn)線圈電源的程控輸出，通過程控，線圈電源可輸出不同規(guī)格的電壓，以滿足多種繼電器（待測產(chǎn)品）線圈的供電需求；綜合參數(shù)測試模塊采用底板上的網(wǎng)絡(luò)通信總線，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行通信，將測試的相應(yīng)結(jié)果上傳至上位機(jī)；示波器用于采集綜合測試模塊中相應(yīng)位置的波形信息，并將波形信息上傳至上位機(jī)。
21.本技術(shù)方案通過在底板上集成若干個綜合測試模塊（如圖1所示的n個），可根據(jù)實(shí)際需要而拓展綜合測試模塊的數(shù)量（一個夾具板可對應(yīng)一個或多個綜合測試模塊，在拓展綜合測試模塊的數(shù)量時，夾具板對應(yīng)成比例增加），由此，本技術(shù)方案采用低成本的測試系統(tǒng)，同時測試n（n＞0，可取無窮大）個繼電器，兼容單繼電器測試和多繼電器測試，使用起來靈活性好。其中，所謂多繼電器測試，即利用每個單個綜合測試模塊實(shí)現(xiàn)單個繼電器的全功能測試，通過n個綜合測試模塊，不僅可以實(shí)現(xiàn)n個繼電器的并行測試，也可采用乒乓測試法，實(shí)現(xiàn)交替測試，以提高測試效率。
22.進(jìn)一步的，測試主體上還設(shè)置有執(zhí)行按鈕，且執(zhí)行按鈕與底板連接。在實(shí)際運(yùn)用中，通過在上位機(jī)上安裝相應(yīng)測試軟件，通過測試軟件選擇好測試項(xiàng)目，采用外觸發(fā)輸入的方式使綜合測試模塊工作（通過外部執(zhí)行按鈕的動合/斷的變化實(shí)現(xiàn)i/o輸入高低電平的變化，以電平轉(zhuǎn)換的方式來觸發(fā)綜合測試模塊工作）。
23.本技術(shù)方案通過設(shè)置夾具板實(shí)現(xiàn)待測產(chǎn)品的快速安裝，基于在測試軟件上的簡單操作即可實(shí)現(xiàn)對待測產(chǎn)品相應(yīng)參數(shù)的自動測試，使得整個測試過程快速簡單。
24.實(shí)施例2本實(shí)施例公開了一種繼電器綜合參數(shù)測試系統(tǒng)，作為本技術(shù)方案優(yōu)選的實(shí)施方案，如圖2所示，即實(shí)施例1中，綜合測試模塊包括繼電器測試電路，且繼電器測試電路包括主控mcu、程控開關(guān)、測試接口、負(fù)載模塊、差分運(yùn)放模塊ⅰ、差分運(yùn)放模塊ⅱ、繼電器隔離模塊ⅰ、時間測量電路和a/d模塊；測試接口包括線圈部和觸點(diǎn)部；所述線圈電源通過程控開關(guān)接入測試接口的線圈部，測試接的口線圈部依次通過差分運(yùn)放模塊ⅰ和繼電器隔離模塊ⅰ接入所述示波器；主控mcu通過i/o連接程控開關(guān)；差分運(yùn)放模塊ⅰ分別接入實(shí)踐測量電路和a/d模塊；所述atx電源與主控mcu電性連接，并通過負(fù)載模塊接入測試接口的觸點(diǎn)部；測試接口的觸點(diǎn)部端接接入繼電器隔離模塊ⅰ，同時通過時間測量電路接入主控mcu，并依次通過差分運(yùn)放模塊ⅱ和a/d模塊接入主控mcu。
25.其中，采用stm32f4xx芯片作為主控mcu。mcu stm32f4xx芯片主要功能和性能如下：內(nèi)核：32位高性能arm cortex-m4處理器；時鐘高達(dá)168mhz，支持fpu（浮點(diǎn)運(yùn)算）和dsp指令；io口：144引腳 114個io口，大部分io口都耐 5v （模擬通道除外）；支持調(diào)試， swd和jtag，swd只要2根數(shù)據(jù)線；存儲器：存儲器容量1024k flash、192k sram；
時鐘、復(fù)位和電源管理：1.8~3.6v電源和io電壓；上電復(fù)位，掉電復(fù)位和可編程的電壓監(jiān)控；強(qiáng)大的時鐘系統(tǒng)，4~26m的外部高速晶振，內(nèi)部16mhz的高速rc振蕩器，內(nèi)部鎖相環(huán)（pll，倍頻），一般系統(tǒng)時鐘都是外部或者是內(nèi)部高速時鐘經(jīng)過pll倍頻后得到，外部低速32.768k的晶振，主要做rtc時鐘源；ad：3個12位ad[多達(dá)24個外部測試通道]；內(nèi)部通道可以用于內(nèi)部溫度測量；內(nèi)置參考電壓；da：2個12位da；dma：16個dma通道，帶fifo和突發(fā)支持；支持外設(shè)，定時器、adc、dac、sdio、i2s、spi、i2c和usart；定時器多達(dá)17個：10個通用定時器（tim2和tim5是32位）；2個基本定時器；2個高級定時器；1個系統(tǒng)定時器；2個看門狗定時器；通信接口多達(dá)17個： 3個i2c接口；6個串口；3個spi接口；2個can2.0；2個usb otg；1個sdio。
[0026]
基于上述結(jié)構(gòu)，要實(shí)現(xiàn)繼電器的綜合參數(shù)測試，綜合測試模塊主要拓展以下功能：1）網(wǎng)絡(luò)通信功能：主要是用于與上位機(jī)交互信息。通過主控mcu的spi外設(shè)接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信功能的擴(kuò)展（圖中未展示），采用mac+phy一體的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議芯片w5500進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用tcp/ip協(xié)議通信。w5500是一款全硬件 tcp/ip嵌入式以太網(wǎng)控制器，為嵌入式系統(tǒng)提供了更加簡易的互聯(lián)網(wǎng)連接方案。w5500集成了tcp/ip協(xié)議棧，10/100m以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層（mac）及物理層（phy），使得用戶使用單芯片就能夠在應(yīng)用中拓展網(wǎng)絡(luò)連接。需要說明的是，w5500是綜合測試模塊的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議芯片，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)只是實(shí)現(xiàn)多個ip設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)鏈路交換。
[0027]
2）a/d采集功能：即a/d模塊采用24bit高精度的ads1256芯片，主要是用于采集待測產(chǎn)品的輸入端電壓、輸入電流、觸點(diǎn)壓降（換算觸點(diǎn)靜態(tài)電阻、線圈電阻）、吸合釋放電壓、動作不同步電壓等數(shù)據(jù)。具體的，通過mcu的spi外設(shè)接口進(jìn)行a/d采集功能的擴(kuò)展。采用24bit高精度a/d芯片實(shí)現(xiàn)微小電壓信號的采集。
[0028]
3） dac模擬量輸出功能：即綜合測試模塊還包括dac模擬量輸出模塊，時間測量電路通過dac模擬量輸出模塊接入主控mac，基于此，dac模擬量輸出模塊主要是用于作為時間量測量時的比較閾值。具體的，通過mcu的spi外設(shè)接口進(jìn)行dac模擬輸出功能的擴(kuò)展。進(jìn)一步發(fā)，dac模擬量輸出模塊，采用16bit高精度dac芯片dac8551。
[0029]
4）pwm程控功能：主要用于磁保持繼電器脈沖供電使用（圖中未展示）。具體的，通過mcu的tim（定時器/計(jì)數(shù)器）實(shí)現(xiàn)pwm輸出控制，pwm采用光耦隔離后輸入單通道的驅(qū)動器ir2117實(shí)現(xiàn)高壓脈沖輸出。
[0030]
5）繼電器隔離輸出：主要用于接口隔離和16選1切換到示波器采集波形。通過mcu的i/o去驅(qū)動繼電器。
[0031]
6）時間量測量功能：主要是用于時間參數(shù)測試（包括吸合釋放時間、彈跳時間、穩(wěn)定時間、飛躍時間、動作不同步時間等）。通過mcu的tim（定時器/計(jì)數(shù)器）進(jìn)行數(shù)字采樣，實(shí)現(xiàn)時間量的測量。采用差分測量+閾值比較的調(diào)理方式。
[0032]
7）6v/10ma測試條件：測試時間量、接觸壓降（靜態(tài)電阻）等參數(shù)時，需要給觸點(diǎn)提供6v/10ma的一個電壓和負(fù)載條件。繼電器測試電路還包括接入atx電源與主控mcu之間的
ldo線性穩(wěn)壓電源，6v電壓通過ldo線性穩(wěn)壓來實(shí)現(xiàn)，10ma負(fù)載通過繼電器切入600ω的阻性負(fù)載。
[0033]
進(jìn)一步的，綜合測試模塊還包括線圈電源測試電路，且線圈電源測試電路包括繼電器隔離模塊ⅱ、差分運(yùn)放模塊ⅲ以及接入程控開關(guān)與線圈電源之間的取樣電阻，取樣電阻依次通過差分運(yùn)放模塊ⅲ和繼電器隔離模塊ⅱ接入示波器。基于綜合測試模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，示波器可用于線圈電源和待測產(chǎn)品中，線圈瞬態(tài)抑制電壓超行程時間波形顯示。
