一种继电器综合参数测试系统的制作方法
1.本发明继电器检测技术领域，尤其涉及一种继电器综合参数测试系统。
背景技术：
2.继电器电参数测试装置控制系统按设定频率操作试品，并进行电参数的测试，通过工控机扩展板卡完成试验的过程控制和动态数据采集，并对试验数据进行处理和显示。由于参数过多，尤其在采用连续采样与运算结合构成的多参数检测系统中，参数的采集及运算时间过多，并影响检测速度。
3.目前，大部分继电器生产厂家仍然依赖手动调节电源电压，采用人眼去判断触点的通断状态以及衔铁位置来评估相应参数。但手动测试受人为因素的影响太多，其出错率高，不易控制，严重地制约了生产效率的提高，不利于产品的大批量生产。而现有的测试系统虽然能解决前述问题，但其不仅造价昂贵，测试过程繁琐；且灵活性、测试性和维修性差。
技术实现要素：
4.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种继电器综合参数测试系统，具体方案如下：一种继电器综合参数测试系统，其特征在于：包括上位机、示波器和测试主体；所述测试主体集成了底板、网络交换机、综合测试单元、夹具单元、线圈电源、atx电源、和外部电源接口。所述综合测试单元和夹具单元集成于底板上，且综合测试单元中包含有若干个分别与底板连接的综合测试模块，夹具单元中包含有若干个分别与底板连接的夹具板。所述示波器、线圈电源和网络交换机分别与上位通信连接，并分别通过底板接入各综合测试模块。所述线圈电源和atx电源分别通过底板接入各综合测试模块，并分别与所述外部电源接口连接。
5.优选的，所述测试主体上还设置有执行按钮，且执行按钮与底板连接。
6.优选的，所述综合测试模块包括继电器测试电路，且继电器测试电路包括主控mcu、程控开关、测试接口、负载模块、差分运放模块ⅰ、差分运放模块ⅱ、继电器隔离模块ⅰ、时间测量电路和a/d模块。测试接口包括线圈部和触点部；所述线圈电源通过程控开关接入测试接口的线圈部，测试接的口线圈部依次通过差分运放模块ⅰ和继电器隔离模块ⅰ接入所述示波器；主控mcu通过i/o连接程控开关；差分运放模块ⅰ分别接入实践测量电路和a/d模块。所述atx电源与主控mcu电性连接，并通过负载模块接入测试接口的触点部；测试接口的触点部端接接入继电器隔离模块ⅰ，同时通过时间测量电路接入主控mcu，并依次通过差分运放模块ⅱ和a/d模块接入主控mcu。
7.优选的，所述继电器测试电路还包括接入atx电源与主控mcu之间的ldo线性稳压电源。
8.优选的，所述综合测试模块还包括线圈电源测试电路，且线圈电源测试电路包括继电器隔离模块ⅱ、差分运放模块ⅲ以及接入程控开关与线圈电源之间的取样电阻，取样
电阻依次通过差分运放模块ⅲ和继电器隔离模块ⅱ接入示波器。
9.优选的，所述综合测试模块中，采用stm32f4xx芯片作为主控mcu。
10.优选的，所述a/d模块采用24bit高精度的ads1256芯片。
11.优选的，所述主控mcu上外接有采用mac+phy一体的网络通信协议w5500芯片用于与所述上位机通信连接。
12.优选的，所述综合测试模块还包括dac模拟量输出模块，时间测量电路通过dac模拟量输出模块接入主控mac。
13.本技术方案与现有技术相比，具有以下优点：1）本技术方案通过在底板上集成若干个综合测试模块，可根据实际需要而拓展综合测试模块的数量，由此，本技术方案采用低成本的测试系统，同时测试多个继电器，兼容单继电器测试和多继电器测试，使用起来灵活性好。其中，所谓多继电器测试，即利用每个单个综合测试模块实现单个继电器的全功能测试，通过n个综合测试模块，不仅可以实现n个继电器的并行测试，也可采用乒乓测试法，实现交替测试，以提高测试效率。
14.2）本技术方案通过设置夹具板实现待测产品的快速安装，基于在测试软件上的简单操作即可实现对待测产品相应参数的自动测试，使得整个测试过程快速简单。
15.3）任意一个综合测试模块出现故障，都不会影响其它综合测试模块的测试，测试性和维修性极高。
附图说明
16.图1为测试系统的原理框图；图2为线圈电源单元的原理框图。
具体实施方式
17.下面结合附图和实例对本发明做进一步说明，但不应理解为本发明仅限于以下实例，在不脱离本发明构思的前提下，本发明在本领域的变形和改进都应包含在本发明权利要求的保护范围内。
18.实施例1本实施例公开了一种继电器综合参数测试系统（以下统称系统），作为本技术方案优选的实施方案，如图1所示，包括上位机、示波器和测试主体；测试主体集成了底板、网络交换机、综合测试单元、夹具单元、线圈电源、atx电源、和外部电源接口；综合测试单元和夹具单元集成于底板上，且综合测试单元中包含有若干个分别与底板连接的综合测试模块，夹具单元中包含有若干个分别与底板连接的夹具板；示波器、线圈电源和网络交换机分别与上位通信连接，并分别通过底板接入各综合测试模块；线圈电源和atx电源分别通过底板接入各综合测试模块，并分别与所述外部电源接口连接。
19.实际情况下，测试主体需要装入一个外包壳体内构成一台完整的测试设备。测试主体中，底板主要是用于搭载综合参数测试模块，同时作为通用工装使用；夹具板采用横插方式推入与底板进行板到板连接，用于实现待测产品的快速固定。对于测试设备而言，底板只露出对接接口，连同综合测试模块在内所有的非对外部分，都采用屏蔽罩进行隔离屏蔽，即从测试设备的开口槽往内看，只能看到对接接口，其余结构都屏蔽起来。
20.其工作原理为：在实际使用过程中，首先将待测产品固定在夹具板上，并电性接入相应的综合测试模块；然后通过外部电源接口向线圈电源和atx电源接入ac220v的市电，最后启动系统对待测产品进行相应参数的测试。在此期间，网络交换机和上位机的显示屏采用其配套的ac-dc电源适配器进行供电，atx电源模块通过电源转换后输出
±
12v、+5v、+3.3v等直流电压给综合测试模块供电；利用上位机通过rs232通信实现线圈电源的程控输出，通过程控，线圈电源可输出不同规格的电压，以满足多种继电器（待测产品）线圈的供电需求；综合参数测试模块采用底板上的网络通信总线，通过网络交换机与上位机进行通信，将测试的相应结果上传至上位机；示波器用于采集综合测试模块中相应位置的波形信息，并将波形信息上传至上位机。
21.本技术方案通过在底板上集成若干个综合测试模块（如图1所示的n个），可根据实际需要而拓展综合测试模块的数量（一个夹具板可对应一个或多个综合测试模块，在拓展综合测试模块的数量时，夹具板对应成比例增加），由此，本技术方案采用低成本的测试系统，同时测试n（n＞0，可取无穷大）个继电器，兼容单继电器测试和多继电器测试，使用起来灵活性好。其中，所谓多继电器测试，即利用每个单个综合测试模块实现单个继电器的全功能测试，通过n个综合测试模块，不仅可以实现n个继电器的并行测试，也可采用乒乓测试法，实现交替测试，以提高测试效率。
22.进一步的，测试主体上还设置有执行按钮，且执行按钮与底板连接。在实际运用中，通过在上位机上安装相应测试软件，通过测试软件选择好测试项目，采用外触发输入的方式使综合测试模块工作（通过外部执行按钮的动合/断的变化实现i/o输入高低电平的变化，以电平转换的方式来触发综合测试模块工作）。
23.本技术方案通过设置夹具板实现待测产品的快速安装，基于在测试软件上的简单操作即可实现对待测产品相应参数的自动测试，使得整个测试过程快速简单。
24.实施例2本实施例公开了一种继电器综合参数测试系统，作为本技术方案优选的实施方案，如图2所示，即实施例1中，综合测试模块包括继电器测试电路，且继电器测试电路包括主控mcu、程控开关、测试接口、负载模块、差分运放模块ⅰ、差分运放模块ⅱ、继电器隔离模块ⅰ、时间测量电路和a/d模块；测试接口包括线圈部和触点部；所述线圈电源通过程控开关接入测试接口的线圈部，测试接的口线圈部依次通过差分运放模块ⅰ和继电器隔离模块ⅰ接入所述示波器；主控mcu通过i/o连接程控开关；差分运放模块ⅰ分别接入实践测量电路和a/d模块；所述atx电源与主控mcu电性连接，并通过负载模块接入测试接口的触点部；测试接口的触点部端接接入继电器隔离模块ⅰ，同时通过时间测量电路接入主控mcu，并依次通过差分运放模块ⅱ和a/d模块接入主控mcu。
25.其中，采用stm32f4xx芯片作为主控mcu。mcu stm32f4xx芯片主要功能和性能如下：内核：32位高性能arm cortex-m4处理器；时钟高达168mhz，支持fpu（浮点运算）和dsp指令；io口：144引脚 114个io口，大部分io口都耐 5v （模拟通道除外）；支持调试， swd和jtag，swd只要2根数据线；存储器：存储器容量1024k flash、192k sram；
时钟、复位和电源管理：1.8~3.6v电源和io电压；上电复位，掉电复位和可编程的电压监控；强大的时钟系统，4~26m的外部高速晶振，内部16mhz的高速rc振荡器，内部锁相环（pll，倍频），一般系统时钟都是外部或者是内部高速时钟经过pll倍频后得到，外部低速32.768k的晶振，主要做rtc时钟源；ad：3个12位ad[多达24个外部测试通道]；内部通道可以用于内部温度测量；内置参考电压；da：2个12位da；dma：16个dma通道，带fifo和突发支持；支持外设，定时器、adc、dac、sdio、i2s、spi、i2c和usart；定时器多达17个：10个通用定时器（tim2和tim5是32位）；2个基本定时器；2个高级定时器；1个系统定时器；2个看门狗定时器；通信接口多达17个： 3个i2c接口；6个串口；3个spi接口；2个can2.0；2个usb otg；1个sdio。
[0026]
基于上述结构，要实现继电器的综合参数测试，综合测试模块主要拓展以下功能：1）网络通信功能：主要是用于与上位机交互信息。通过主控mcu的spi外设接口进行网络通信功能的扩展（图中未展示），采用mac+phy一体的网络通信协议芯片w5500进行设计，采用tcp/ip协议通信。w5500是一款全硬件 tcp/ip嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。w5500集成了tcp/ip协议栈，10/100m以太网数据链路层（mac）及物理层（phy），使得用户使用单芯片就能够在应用中拓展网络连接。需要说明的是，w5500是综合测试模块的网络通信协议芯片，实现与上位机的通信，网络交换机只是实现多个ip设备之间的网络链路交换。
[0027]
2）a/d采集功能：即a/d模块采用24bit高精度的ads1256芯片，主要是用于采集待测产品的输入端电压、输入电流、触点压降（换算触点静态电阻、线圈电阻）、吸合释放电压、动作不同步电压等数据。具体的，通过mcu的spi外设接口进行a/d采集功能的扩展。采用24bit高精度a/d芯片实现微小电压信号的采集。
[0028]
3） dac模拟量输出功能：即综合测试模块还包括dac模拟量输出模块，时间测量电路通过dac模拟量输出模块接入主控mac，基于此，dac模拟量输出模块主要是用于作为时间量测量时的比较阈值。具体的，通过mcu的spi外设接口进行dac模拟输出功能的扩展。进一步发，dac模拟量输出模块，采用16bit高精度dac芯片dac8551。
[0029]
4）pwm程控功能：主要用于磁保持继电器脉冲供电使用（图中未展示）。具体的，通过mcu的tim（定时器/计数器）实现pwm输出控制，pwm采用光耦隔离后输入单通道的驱动器ir2117实现高压脉冲输出。
[0030]
5）继电器隔离输出：主要用于接口隔离和16选1切换到示波器采集波形。通过mcu的i/o去驱动继电器。
[0031]
6）时间量测量功能：主要是用于时间参数测试（包括吸合释放时间、弹跳时间、稳定时间、飞跃时间、动作不同步时间等）。通过mcu的tim（定时器/计数器）进行数字采样，实现时间量的测量。采用差分测量+阈值比较的调理方式。
[0032]
7）6v/10ma测试条件：测试时间量、接触压降（静态电阻）等参数时，需要给触点提供6v/10ma的一个电压和负载条件。继电器测试电路还包括接入atx电源与主控mcu之间的
ldo线性稳压电源，6v电压通过ldo线性稳压来实现，10ma负载通过继电器切入600ω的阻性负载。
[0033]
进一步的，综合测试模块还包括线圈电源测试电路，且线圈电源测试电路包括继电器隔离模块ⅱ、差分运放模块ⅲ以及接入程控开关与线圈电源之间的取样电阻，取样电阻依次通过差分运放模块ⅲ和继电器隔离模块ⅱ接入示波器。基于综合测试模块的内部结构，示波器可用于线圈电源和待测产品中，线圈瞬态抑制电压超行程时间波形显示。
