瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x測(cè)量方法

圖4 抖斷觸點(diǎn)波形圖

3.4 測(cè)量系統(tǒng)的組建及工作原理

3.4.1 測(cè)量系統(tǒng)的組建

根據(jù)信號(hào)采集方式和測(cè)量波形的分析，按圖5 組建測(cè)量系統(tǒng)。

圖5 瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x測(cè)量系統(tǒng)圖

3.4.2 設(shè)備安全考慮

測(cè)量需用一個(gè)脈沖源，考慮到被測(cè)設(shè)備采集端存在電壓，如果直接和脈沖發(fā)生器連接，脈沖源輸出端就要承受反向電壓，這樣對(duì)脈沖源的輸出電路安全構(gòu)成威脅，經(jīng)分析，只要正確設(shè)置脈沖發(fā)生器，這種危險(xiǎn)可以避免。

對(duì)抖閉觸點(diǎn)連接：被測(cè)采集端其中一根連接線有+6 V 的電壓；另一根電壓為0 V，所以設(shè)置脈沖發(fā)生器常態(tài)為+6 V，抖閉時(shí)為0 V 的負(fù)脈沖，這樣在這個(gè)脈沖發(fā)生器輸出端和被測(cè)采集輸入端組成的回路中，在常態(tài)時(shí)兩源的電壓大小相等，方向相反，互相抵消，回路電流基本為零，如圖6所示，這種情況對(duì)脈沖源是安全的。

對(duì)抖斷方式連接：設(shè)置脈沖發(fā)生器輸出脈沖常態(tài)為0 V，瞬斷時(shí)為 +6 V 正單次脈沖，這種方式常態(tài)時(shí)對(duì)脈沖源不存在反向電壓。瞬斷時(shí)只有脈沖源對(duì)被測(cè)物施加一個(gè)正脈沖，脈沖源輸出端無(wú)反壓，設(shè)備是安全的。

圖6 對(duì)抖閉觸點(diǎn)回路常態(tài)時(shí)電路

3.4.3 實(shí)際脈沖波形和原因

利用數(shù)字示波器觀察測(cè)量脈沖波形，發(fā)現(xiàn)數(shù)字示波器觀察到的兩種接法測(cè)量波形與圖3、圖4 所示的波形有很大差異，其波形見圖7、圖8，測(cè)量數(shù)據(jù)存在較大誤差，其原因是當(dāng)瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x測(cè)量部分的觸發(fā)電平在圖3、圖4 的波形所示的脈沖沿上時(shí)，則瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x可以測(cè)量到脈沖，否則測(cè)量?jī)x將測(cè)不到信號(hào)，所以需要進(jìn)行脈沖波形調(diào)試；經(jīng)分析，產(chǎn)生這樣的問題原因是：由于脈沖發(fā)生器存在輸出阻抗，瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x的測(cè)量部分也存在輸入阻抗，它和脈沖發(fā)生器輸出阻抗構(gòu)成的回路中必然存在電壓分配，在脈沖作用時(shí)同樣存在電壓降，這種電路的分壓作用必然引起脈沖幅度的減小。

圖7 測(cè)量抖斷觸點(diǎn)脈沖圖

3.4.4 脈沖波形的調(diào)試

測(cè)量所要求的脈沖波形要能真實(shí)反映繼電器觸點(diǎn)上電壓的變化，需對(duì)非理想的波形進(jìn)行必要的調(diào)試。

測(cè)量脈沖電平值分為兩種：一種是脈沖頂值；另一種是脈沖底值。這兩種電平在兩種測(cè)量方式下均可進(jìn)行修正，并用數(shù)字示波器觀察：脈沖底值可通過調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器的直流偏移(即在組成的測(cè)量回路中增加一個(gè)可變直流電源)，抵消瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x的+6 V 探測(cè)電壓對(duì)被測(cè)信號(hào)輸入端電位的影響(或10 mA 短路電流的影響)，使脈沖底值達(dá)到圖3、圖4 所示意的要求；另一方面，增加脈沖發(fā)生器輸出幅度可達(dá)到測(cè)量要求的幅值。

測(cè)量的脈沖波形調(diào)試好后，對(duì)抖閉、抖斷時(shí)間的測(cè)量采用直接測(cè)量法，只需改變標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度就可以測(cè)量其全范圍的時(shí)間。

3.4.5 檢測(cè)靈敏度的測(cè)量

瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x的抖閉故障在斷開觸點(diǎn)的壓降幅度小于負(fù)載電壓的5%~90%，且脈沖寬度大于所設(shè)置的抖閉寬度值時(shí)判觸點(diǎn)出現(xiàn)抖閉故障；另一方面，閉合觸點(diǎn)的壓降幅度大于負(fù)載電壓的5%~90%時(shí)，且脈沖寬度大于所設(shè)置的抖斷寬度值時(shí)判觸點(diǎn)出現(xiàn)抖斷故障。在脈沖調(diào)節(jié)完成以后，把電壓變化百分比換算成觸發(fā)電平值，調(diào)試后的脈沖電平值可信度高，具體測(cè)量方法類似于脈沖設(shè)備檢定項(xiàng)目中最小觸發(fā)的測(cè)量，測(cè)量過程不再重復(fù)。

3.4.6 測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證

采用此方法，用1 臺(tái)瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x(型號(hào)D38-6B)、示波器(型號(hào)LC584AM)和脈沖發(fā)生器(型號(hào)8114A)組建測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。抖閉時(shí)間為1 μs 時(shí)：測(cè)量脈沖源標(biāo)準(zhǔn)值為1.000 0 μs，重復(fù)性0.000 2 μs；抖斷時(shí)間為10 μs時(shí)：測(cè)量脈沖源標(biāo)準(zhǔn)值為10.007 μs，重復(fù)性0.008 μs，測(cè)得被測(cè)設(shè)備抖閉時(shí)間為1.01 μs，抖斷時(shí)間為10.2 μs，而被測(cè)設(shè)備此項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)為±5%，所以完全滿足測(cè)量要求。

3.4.7 實(shí)際應(yīng)用

瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x這類儀器是多通道的試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，測(cè)量通道可多達(dá)50 路，在實(shí)際工作中采用此方法模擬繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，完全滿足對(duì)此類專用設(shè)備測(cè)量的要求，避免了3.2 項(xiàng)所述的各種方法在測(cè)量中產(chǎn)生的不良結(jié)果，完成了此類專用設(shè)備的測(cè)量工作。

4 結(jié)論

瞬時(shí)通斷測(cè)量?jī)x測(cè)量方法是采用脈沖信號(hào)對(duì)繼電器觸點(diǎn)誤動(dòng)作過程進(jìn)行模擬，它避免了用實(shí)際開關(guān)動(dòng)作控制可操作性差的缺點(diǎn)，所需測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)廉，利用現(xiàn)有的脈沖發(fā)生器和示波器即可完成測(cè)量系統(tǒng)的組建，具有方便、快捷和安全的優(yōu)點(diǎn)，用此方法能順利完成這類儀器的測(cè)量。