CZJ—1继电器综合测试台设计
李斌
【摘 要】针对市场上现有继电器测试台存在的一些問题，论文提供了一种全自动智能继电器测试台的设计方案，提供了多中优化改进方法，结合自动化测试软件，使得测试台缩短了测试时间，并极大减少了测试人员烦琐的操作步骤。
【Abstract】In view of the existing problems of the existing relay test platform in the market， a design scheme of the automatic intelligent relay test platform is presented in this paper， which provides a multi medium optimization method， and combines the automatic test software， it shortens the test time and greatly reduces the tedious steps of the tester.
【关键词】继电器测试台；节点电阻；时间齐度；测克计
【Keywords】relay test platform； node resistance； time homogeneous； gram meter
【中图分类号】U284.91 【文献标志码】B 【文章编号】1673-1069（2017）08-0169-02
1 引言
经过市场调研，目前很多检修车间使用的继电器测试台均为半自动测试设备，操作步骤烦琐，测试时间长，且在接点电阻测试和线圈电阻测试项目中存在测试不准确的情况，采用的小电阻测量方法存在不合理的情况，特性测试调节步幅较大，精度较低[1]。
针对现场使用的继电器测试台的问题，我们研发的CZJ-1型继电器综合测试台实现了继电器电气特性的全自动测试和逐项单次测试，并对工作值等测试提供了改进的人工辅助测试方法；综合参考各类继电器的特性，优化测试方法及流程，大大缩短了测试时间。
2 继电器测试台目标
2.1 测试项目
线圈电阻、接点电阻、释放值、工作值、反向工作值、正向转极值、反向转极值、缓放时间、缓吸时间、吸合时间、返回时间、接点齐度（时间齐度）、绝缘电阻、反向不动作值、动态特性。
2.3 主要特点
①继电器测试台测试的继电器要涵盖目前路内在用的所有继电器； ②各项参数测试满足继电器测试方法规定； ③综合测试台实现继电器各参数全自动测量；④提供一种测量小线圈电阻和节点电阻的合理测试方法；⑤工作值、释放值等测试提供一种更为可靠的人工辅助测试方法；⑥继电器测试台应具有稳定性好及测量精度高的特点。
3 主要创新点
3.1 接点电阻、小线圈电阻改进测量方法
普通接点（银-银氧化镉）电阻不大于0.05Ω，加强接点（银氧化镉-银氧化镉）电阻不大于0.1Ω。继电器线圈电阻存在特别小的情况比如：0.13，0.44，2.3等，当在进行小电阻测试时，由于继电器与其插座的接触电阻和线路电阻的影响，通过普通的二线制法测试时，有时候甚至比其测试值还要大很多，造成测试的不准确和不稳定性频繁发生。
测试台通过对继电器插座进行改造实现了特殊的“四线制插座”来解决这个问题，使得电压取样点位置位于单独的一个继电器插座簧片处，使得影响测量准确性的接触电阻变成了四端法测量中电压表的内阻，从而有效排除继电器插片与继电器插座插接电阻对接点电阻测量的影响。测试时在电流端通过500mA恒流，通过“四线制插座”上电压监测点监测电压，最后依据欧姆定律计算得出接点电阻阻值[2]。
3.2 人工辅助工作值、释放值等测试改进
传统测试台进行人工辅助测试时，调节调压器手动转盘进行电压调节，当使用一段时间后会发生电压调节不稳定、幅度大、精度低等不可控情况，且根据不同型号继电器，电压调节位置不一致，容易造成对继电器的特性损坏等情况。
继电器测试台通过采用可编程电源、模拟采集旋钮与计算机软件技术相结合的方式，通过用户选择继电器型号自动加载工作值、释放值、反向工作值等的最大最小值，从而根据模拟采集旋钮的位置，设置出电源的实际最大输出和最小输出值，保证用户调节整个过程在设置区间内避免对继电器特性的损坏[3]。且模拟量采集旋钮采集精度高，调节灵敏度好，与可编程电源的高可靠性相结合，保证了人工辅助测试的整个过程分辨率高、可调性好、稳定性高等特点。
3.3 时间齐度4T测试
继电器各组接点间同时接触的误差称为接点齐度，传统测试都是通过塞尺，靠测试人员的手感进行测试，测试的是空间上的齐度。而继电器动作时的齐度误差实际上是从通电开始到各个接点同时接触的误差，本文认为是时间齐度上的误差。测试台通过1KHZ的采样频率，采集继电器线圈通断信号与各接点通断的状态信号，绘制出继电器时间齐度上的4T曲线，为研究继电器提供了一种更为有效的帮助手段。
3.4 测克计数字化改造
传统测试台在测量接点压力时，使用的测克计为非数字化，测量数据需要进行手动录入计算机系统，影响了工作人员的工作连续性和人为偏差的增加。某些经过一定改进的压力传感器，由于与工作人员的使用习惯不一致，杆状结构硬度大，且与测克计的手感不同，在工作人员使用过程中受到很大的排斥，大多被用户抛弃。
测试台通过对传统测克计经过数字化改造，通过在测克计内部经过一定的机械改造，增加了磁阻传感器部件，通过测克计摆针位置引起的磁力线变化方向和旋转角度（数字信号），最后通过角度和力（拉压力）的换算关系公式，计算出实际的力值，最后通过内部通讯模块传输给上位机，实现了对传统测克计的数字化改造。
由于只是在传统测克计内部增加少量元器件，在外形上完全没有变化，用户使用效果和手感较好，且与测试台内部其他检测手段相结合，实现了继电器接点压力的自动采集和上传，极大地方便和提高了用户测量过程[4]。
4 系统功能框图
检修测试台功能框图如图4.1所示。
①接点选择板实现各类继电器任一组接点和线包的选择，内部设置恒压源，可为接点与线圈电阻测量提供测试回路以及电源，同时也可选择某一型号继电器所有中间接点，并为中间接点提供监测正电源。②状态监测板用来实现对接点以及线包供电状态的监测，通过接点状态与线包供电状态的分析可测量继电器的时间特性，另外该模块还与模拟量采集板连接，用来实现工作值、释放值、反向工作值的测量，保证测试的同步性。③模拟量采集板：测量交流电流、电压，直流电流、电压，接点电阻，线圈电阻。自校、自检。模拟量采集触发口中断采集各测试量。表示灯指示各继电器状态、电源状态、工作指示灯。④线包选择板：线包供电电路。表示灯指示各继电器状态、电源状态、工作指示灯。具备板卡自检功能。
5 结语
CZJ-1型继电器综合测试台实现了继电器测试的全自动测试，测试速度快，平均测试一台继电器所有项目不超过2分钟，测试准确性高，稳定性好，测试台在研发过程中采用了一些新的方法，使得测试台在现场使用中获得了用户的一致好评，大大减轻了现场检修人员的检修工作量。
【参考文献】
【1】铁运[2008]142号，铁路信号维护规则技术标准[S].
【2】赵相荣.TJWX-2000型信号微机监测系统[M].北京：中国铁道出版社，2001.
【3】GB/T7417-2010.铁路信号AX系列继电器[S].
【4】GB/T6902-2010.铁路信号继电器试验方法[S].
【摘 要】针对市场上现有继电器测试台存在的一些問题，论文提供了一种全自动智能继电器测试台的设计方案，提供了多中优化改进方法，结合自动化测试软件，使得测试台缩短了测试时间，并极大减少了测试人员烦琐的操作步骤。
【Abstract】In view of the existing problems of the existing relay test platform in the market， a design scheme of the automatic intelligent relay test platform is presented in this paper， which provides a multi medium optimization method， and combines the automatic test software， it shortens the test time and greatly reduces the tedious steps of the tester.
【关键词】继电器测试台；节点电阻；时间齐度；测克计
【Keywords】relay test platform； node resistance； time homogeneous； gram meter
【中图分类号】U284.91 【文献标志码】B 【文章编号】1673-1069（2017）08-0169-02
1 引言
经过市场调研，目前很多检修车间使用的继电器测试台均为半自动测试设备，操作步骤烦琐，测试时间长，且在接点电阻测试和线圈电阻测试项目中存在测试不准确的情况，采用的小电阻测量方法存在不合理的情况，特性测试调节步幅较大，精度较低[1]。
针对现场使用的继电器测试台的问题，我们研发的CZJ-1型继电器综合测试台实现了继电器电气特性的全自动测试和逐项单次测试，并对工作值等测试提供了改进的人工辅助测试方法；综合参考各类继电器的特性，优化测试方法及流程，大大缩短了测试时间。
2 继电器测试台目标
2.1 测试项目
线圈电阻、接点电阻、释放值、工作值、反向工作值、正向转极值、反向转极值、缓放时间、缓吸时间、吸合时间、返回时间、接点齐度（时间齐度）、绝缘电阻、反向不动作值、动态特性。
2.3 主要特点
①继电器测试台测试的继电器要涵盖目前路内在用的所有继电器； ②各项参数测试满足继电器测试方法规定； ③综合测试台实现继电器各参数全自动测量；④提供一种测量小线圈电阻和节点电阻的合理测试方法；⑤工作值、释放值等测试提供一种更为可靠的人工辅助测试方法；⑥继电器测试台应具有稳定性好及测量精度高的特点。
3 主要创新点
3.1 接点电阻、小线圈电阻改进测量方法
普通接点（银-银氧化镉）电阻不大于0.05Ω，加强接点（银氧化镉-银氧化镉）电阻不大于0.1Ω。继电器线圈电阻存在特别小的情况比如：0.13，0.44，2.3等，当在进行小电阻测试时，由于继电器与其插座的接触电阻和线路电阻的影响，通过普通的二线制法测试时，有时候甚至比其测试值还要大很多，造成测试的不准确和不稳定性频繁发生。
测试台通过对继电器插座进行改造实现了特殊的“四线制插座”来解决这个问题，使得电压取样点位置位于单独的一个继电器插座簧片处，使得影响测量准确性的接触电阻变成了四端法测量中电压表的内阻，从而有效排除继电器插片与继电器插座插接电阻对接点电阻测量的影响。测试时在电流端通过500mA恒流，通过“四线制插座”上电压监测点监测电压，最后依据欧姆定律计算得出接点电阻阻值[2]。
3.2 人工辅助工作值、释放值等测试改进
传统测试台进行人工辅助测试时，调节调压器手动转盘进行电压调节，当使用一段时间后会发生电压调节不稳定、幅度大、精度低等不可控情况，且根据不同型号继电器，电压调节位置不一致，容易造成对继电器的特性损坏等情况。
继电器测试台通过采用可编程电源、模拟采集旋钮与计算机软件技术相结合的方式，通过用户选择继电器型号自动加载工作值、释放值、反向工作值等的最大最小值，从而根据模拟采集旋钮的位置，设置出电源的实际最大输出和最小输出值，保证用户调节整个过程在设置区间内避免对继电器特性的损坏[3]。且模拟量采集旋钮采集精度高，调节灵敏度好，与可编程电源的高可靠性相结合，保证了人工辅助测试的整个过程分辨率高、可调性好、稳定性高等特点。
3.3 时间齐度4T测试
继电器各组接点间同时接触的误差称为接点齐度，传统测试都是通过塞尺，靠测试人员的手感进行测试，测试的是空间上的齐度。而继电器动作时的齐度误差实际上是从通电开始到各个接点同时接触的误差，本文认为是时间齐度上的误差。测试台通过1KHZ的采样频率，采集继电器线圈通断信号与各接点通断的状态信号，绘制出继电器时间齐度上的4T曲线，为研究继电器提供了一种更为有效的帮助手段。
3.4 测克计数字化改造
传统测试台在测量接点压力时，使用的测克计为非数字化，测量数据需要进行手动录入计算机系统，影响了工作人员的工作连续性和人为偏差的增加。某些经过一定改进的压力传感器，由于与工作人员的使用习惯不一致，杆状结构硬度大，且与测克计的手感不同，在工作人员使用过程中受到很大的排斥，大多被用户抛弃。
测试台通过对传统测克计经过数字化改造，通过在测克计内部经过一定的机械改造，增加了磁阻传感器部件，通过测克计摆针位置引起的磁力线变化方向和旋转角度（数字信号），最后通过角度和力（拉压力）的换算关系公式，计算出实际的力值，最后通过内部通讯模块传输给上位机，实现了对传统测克计的数字化改造。
由于只是在传统测克计内部增加少量元器件，在外形上完全没有变化，用户使用效果和手感较好，且与测试台内部其他检测手段相结合，实现了继电器接点压力的自动采集和上传，极大地方便和提高了用户测量过程[4]。
4 系统功能框图
检修测试台功能框图如图4.1所示。
①接点选择板实现各类继电器任一组接点和线包的选择，内部设置恒压源，可为接点与线圈电阻测量提供测试回路以及电源，同时也可选择某一型号继电器所有中间接点，并为中间接点提供监测正电源。②状态监测板用来实现对接点以及线包供电状态的监测，通过接点状态与线包供电状态的分析可测量继电器的时间特性，另外该模块还与模拟量采集板连接，用来实现工作值、释放值、反向工作值的测量，保证测试的同步性。③模拟量采集板：测量交流电流、电压，直流电流、电压，接点电阻，线圈电阻。自校、自检。模拟量采集触发口中断采集各测试量。表示灯指示各继电器状态、电源状态、工作指示灯。④线包选择板：线包供电电路。表示灯指示各继电器状态、电源状态、工作指示灯。具备板卡自检功能。
5 结语
CZJ-1型继电器综合测试台实现了继电器测试的全自动测试，测试速度快，平均测试一台继电器所有项目不超过2分钟，测试准确性高，稳定性好，测试台在研发过程中采用了一些新的方法，使得测试台在现场使用中获得了用户的一致好评，大大减轻了现场检修人员的检修工作量。
【参考文献】
【1】铁运[2008]142号，铁路信号维护规则技术标准[S].
【2】赵相荣.TJWX-2000型信号微机监测系统[M].北京：中国铁道出版社，2001.
【3】GB/T7417-2010.铁路信号AX系列继电器[S].
【4】GB/T6902-2010.铁路信号继电器试验方法[S].
