專利名稱：多功能電碼繼電器時間特性測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種測試電碼繼電器及類似電磁開關(guān)器件時間特性的多功能測試儀，尤其是適用于在其本身提供脈沖供電的條件下，測試電碼繼電器的緩放時間參數(shù)。本實用新型屬于電磁開關(guān)器件的測試儀器范疇。
目前，在我國鐵路上為了保證行車安全，已大面積安裝使用了機車信號設(shè)備和自動停車裝置。電碼繼電器是組成機車信號中譯碼器的重要部件，其動作的準(zhǔn)確、可靠，直接影響到機車信號的正確顯示。因此，對電碼繼電器的電氣特性、時間特性的達標(biāo)程度提出較高要求。現(xiàn)有測試電碼繼電器時間參數(shù)的方法，一般都使用401型、405型指針式電秒表或415型數(shù)字式電秒表。雖然這些電秒表的內(nèi)部構(gòu)造和原理各異，但它們的外部特征基本一樣，有三個測試端子，當(dāng)端子Ⅰ與端子Ⅲ通過外部條件接通后，電秒表開始計時，當(dāng)端子Ⅰ與端子Ⅱ接通，或端子Ⅰ與端子Ⅲ斷開時，電秒表停止計時。被測電碼繼電器通過外電路(即雙刀開關(guān)、工作電源、連接線等)與電秒表的三個接線端子連接，便構(gòu)成了其時間參數(shù)測試電路。用電秒表測試電碼繼電器的時間參數(shù)(特別是緩放時間)存在的缺點一是只能反映電碼繼電器在穩(wěn)定電壓供電狀態(tài)下的時間特性。而在實際應(yīng)用中，電碼繼電器通常工作在脈沖供電的狀態(tài)下，其緩放時間特性與繼電器電磁線圈供電時間的長短有著密切的關(guān)系。如兩個型號、接點組數(shù)相同、在穩(wěn)定狀態(tài)下測試其時間特性一致的繼電器，在動態(tài)條件下測試其時間特性會出現(xiàn)差異。另外，用電秒表測試一個電碼繼電器不同的時間參數(shù)時，需要用不同的連接方法，這使得測試工作比較繁雜。再有，測試時在繼電器線圈上外加電壓的時間長短，是由人工控制的，容易出現(xiàn)測試誤差。
本實用新型的任務(wù)是在可提供脈沖供電的條件下，測試電碼繼電器或類似電磁開關(guān)器件的時間特性。為此，產(chǎn)生模擬實際應(yīng)用中的供電脈沖，加在繼電器的電磁線圈上，從而得到比較準(zhǔn)確的測試結(jié)果；另外，本實用新型也可以在穩(wěn)定供電的狀態(tài)下，測試電碼繼電器的各種時間參數(shù)；還具備一般電秒表的功能。
本實用新型由微電腦裝置、條件選擇電路、放大驅(qū)動電路、時基分頻電路、加電自動復(fù)位電路、光電隔離電路、功能轉(zhuǎn)換電路和輸入輸出單元及電源電路等部分組成。其工作原理是，微電腦裝置根據(jù)條件選擇電路的要求，經(jīng)計算、處理，產(chǎn)生不同的脈沖，該脈沖信號再經(jīng)放大驅(qū)動電路放大后，使微型速動繼電器J1動作，外接電源通過J1接點、功能轉(zhuǎn)換電路和輸出單元，將脈沖電壓加到被測電碼繼電器的電磁線圈上。當(dāng)供電脈沖結(jié)束時，繼電器J2吸起、J1落下，這時由于被測電碼繼電器的緩放特性，其常開接點沒有立即斷開。從J1落下到被測繼電器常開接點未斷開的時間內(nèi)，光電耦合器的一腳呈高電平，從而打開門控電路，使時基信號通過門控進入計數(shù)顯示單元，顯示的結(jié)果就是電碼繼電器的緩放時間。電源電路是外部交流工頻電壓經(jīng)變壓、整流、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)，將直流電壓提供給本實用新型的各單元電路。
本實用新型的優(yōu)點在于實現(xiàn)了脈沖供電測試?yán)^電器緩放時間參數(shù)的功能；采用了先進的微電腦裝置，電路性能優(yōu)越，可靠性高；測試精度高，抗干擾能力強；若修改程序存貯器的軟件內(nèi)容，可調(diào)整輸出各種類型的脈沖；本實用新型將提供脈沖供電、穩(wěn)定供電及電秒表等多種功能組合于一體，可一機多用；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，操作簡便。
下面參照附圖，就本實用新型的一個實施例，詳細加以說明。


圖1為本實用新型的外觀正視圖；圖2為本實用新型的總體方框圖；圖3至圖6為本實用新型的分部電路原理圖，其中圖3為微電腦裝置及條件選擇電路。圖中1為單片計算機MCS－8301，2為數(shù)據(jù)鎖存器74LS373，3為程序存貯器EPROM2716；圖4為時基分頻電路和加電復(fù)位電路。6為反相器，7為集成電路CD4040雙二進制記數(shù)器，8和9為集成電路CD4718三級十分頻電路；10為“非”門；圖5為放大驅(qū)動電路。4和5為“非”門，J1、J2為PG－2A型速動繼電器；圖6為電源電路。14為三端穩(wěn)壓器7085；圖7為光電隔離門控及計數(shù)顯示電路。11為光電耦合器4N37，12為“與非”門，13為組合顯示器LCL401；圖8為功能轉(zhuǎn)換電路及輸入、輸出單元。15為波段開關(guān)。
本實用新型是采用了先進的微電腦裝置，由圖3可見，它由1主機MCS－8031單片計算機、2數(shù)據(jù)鎖存器74LS373和3程序存貯器EPROM2716組成，單片機的工作頻率為4MHZ。脈沖選擇電路是由脈沖選擇按鈕AN1～AN4和上拉電阻R8～R6組成。微電腦裝置根據(jù)脈沖選擇電路的不同要求，經(jīng)計算和處理產(chǎn)生不同的脈沖，并由8031的P10和P11輸出。P10口輸出的信號是用于測試電碼繼電器的供電脈沖，P11口輸出的信號是在P10口輸出的最后一個脈沖結(jié)束時，使速動繼電器J2吸起，控制門控電路的電平。脈沖選擇電路是根據(jù)被測試電碼繼電器的類型，選擇要輸出的脈沖種類。
圖5所示的放大驅(qū)動電路是由“非”門4和5、電阻R7～R10、晶體三極管BG2和BG3、微型速動繼電器J1和J2組成。由8031單片機輸出的兩組脈沖信號由a、b端輸入，經(jīng)“非”門反相，再經(jīng)BG2和BG3組成的放大電路放大后，驅(qū)動微型速動繼電器J1和J2。J1和J2則按P10和P11口輸出的信號動作。
圖4所示為時基分頻電路和加電復(fù)位電路。微電腦裝置的4MHZ振蕩信號由C輸入，經(jīng)晶體管BG1、電阻R1和二極管D1組成的放大電路放大，再經(jīng)反相器6輸出，然后經(jīng)集成電路雙二進制記數(shù)器7使振蕩頻率變成1MHZ，最后經(jīng)8和9組成的三級十分頻電路，由e輸出一個頻率為1000HZ的標(biāo)準(zhǔn)時基信號，至圖7的門控電路輸入端。
加電復(fù)位電路是在剛開機時，由于電解電容C5的兩端電壓不能突變，使“非”門10產(chǎn)生一個高電平，經(jīng)d輸出給單片機8031的REST端，使其復(fù)位。
圖7為光電隔離門控及計數(shù)顯示電路。光電耦合器11將外部輸入條件與門控電路及顯示單元分開，擔(dān)負著由外部輸入條件控制門控電路的開關(guān)作用。當(dāng)一個電碼周期的最后一個脈沖輸出結(jié)束時，速動繼電器J2吸起，接通被測繼電器的接點電路，從而溝通了g與h，使光電耦合器的腳4呈高電平，導(dǎo)致門控電路12開啟。此時分頻電路輸出的時基信號才能由e通過門控電路進入計數(shù)顯示單元13，LCL401顯示器顯示結(jié)果即為被測繼電器的緩放時間參數(shù)。由于時基信號是1KHZ，所以顯示器的分辨率為1ms。
圖6為電源電路。220V工頻電壓經(jīng)變壓器后成12V，再經(jīng)全波整流橋整流，C6和C7濾波及三端穩(wěn)壓器14穩(wěn)壓，輸出一個5V直流電源，供各單元電路工作。其值由電壓表顯示。
圖8為功能轉(zhuǎn)換電路及輸入、輸出單元。功能轉(zhuǎn)換是指通過波段開關(guān)15的變位，使電路分別轉(zhuǎn)換成脈沖供電測試電路、緩吸測試電路、緩放測試電路、電秒表測試電路和定位。波段開關(guān)為5刀5位。輸入和輸出單元是由測試插座CZ1和CZ2，電秒表端子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，電源端子等組成，與波段開關(guān)相連接。外接電源通過微型速動繼電器J1的接點、輸出插座CZ1加在被測電碼繼電器線圈上，從而使被測繼電器得到脈沖供電，其幅度可根據(jù)被測電碼繼電器的額定電壓值，通過電源端子進行調(diào)整。
本實用新型上述實施例，在脈沖供電方式下，其工作過程如下首先將功能轉(zhuǎn)換電路置于脈沖供電方式，使輸入和輸出單元通過微型速動繼電器J1和J2的接點與光電隔離電路相連接；根據(jù)所測試的電碼繼電器類型，按壓選擇按鈕，選擇所需要輸出脈沖的種類，接通相應(yīng)的脈沖選擇電路。測試儀開機后，加電自動復(fù)位電路使單片計算機復(fù)位，然后工作在查詢狀態(tài)，并掃描選擇電路，根據(jù)不同的選擇條件，由單片機控制輸出所需類型的脈沖；此脈沖信號經(jīng)放大驅(qū)動電路放大，驅(qū)動微型速動繼電器J1和J2，經(jīng)J1的接點向被測試?yán)^電器輸出所需的供電脈沖，并由J2的接點控制光電隔離和門控電路的條件，使顯示單元在輸出供電最后一個脈沖結(jié)束時，開始工作，記錄和顯示緩放時間參數(shù)。
測試儀在電秒表狀態(tài)下的工作過程如下首先將功能轉(zhuǎn)換電路置于電秒表方式，使電秒表的三個輸入端子與光電隔離電路相連接。當(dāng)電秒表的外接端子Ⅰ與Ⅲ接通后，通過光電隔離電路打開門控電路，使標(biāo)準(zhǔn)的時基信號通過門控，進入計數(shù)顯示單元，直接顯示記錄結(jié)果。當(dāng)電秒表端子Ⅰ、Ⅲ斷開或Ⅰ、Ⅱ接通時，使光電隔離電路切斷，并關(guān)閉門控電路，計數(shù)電路則停止計數(shù)，并穩(wěn)定地顯示測試結(jié)果。
測試儀在穩(wěn)定狀態(tài)下測試?yán)^電器時間參數(shù)的工作過程如下將功能轉(zhuǎn)換電路置于緩吸或緩放位置，使被測繼電器的常開接點通過輸入端與測試開關(guān)及光電隔離電路連接，電源端子通過測試開關(guān)、輸出端子與被測繼電器的線圈相連接，構(gòu)成測試?yán)^電器的緩吸、緩放電路，從而能在穩(wěn)定條件下，測試?yán)^電器的時間參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種多功能電碼繼電器及類似電磁開關(guān)器件的時間特性測試儀，其特征在于由微電腦裝置、脈沖選擇電路、放大驅(qū)動電路、時基分頻電路、加電自動復(fù)位電路、光電隔離門控、計數(shù)顯示電路、功能轉(zhuǎn)換電路和輸入、輸出單元等組成；脈沖選擇電路的輸出端與微電腦裝置的單片機1的輸入引線P14至P17相連接，單片機1的輸出引線P10和P11分別與放大驅(qū)動電路的“非”門4和5相連接，晶體管BG2和BG3的集電極分別與微型速動繼電器J1和J2相連接，外接電源經(jīng)J1接點、功能轉(zhuǎn)換電路和輸出單元向被測繼電器線圈提供脈沖電源；單片機1的輸出引線XTAL1與時基分頻電路的三極管BG1的基極相連接，時基分頻電路的輸出及光電隔離門控與顯示電路的“非”門12相連接，加電復(fù)位電路的“非”門10的輸出與單片機的引線REST相連接，被測繼電器的接點條件經(jīng)輸入單元、J2的接點及光電耦合器11打開門控電路12，由顯示器13顯示所測時間參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是微電腦裝置由1單片計算機MCS－8031、2數(shù)據(jù)鎖存器74LS373和3程序存貯器EPROM2716組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是由按鈕AN1至AN4和電阻R3至R6組成的脈沖選擇電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是由兩個“非”門4和5、電阻R7至R10、兩組晶體三極管BG2和BG3、兩個微型速動繼電器J1和J2組成的放大驅(qū)動電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是由BG1晶體管放大電路、反相器6、集成電路CD4040、雙二進制記數(shù)器7、集成電路CD4718三級十分頻電路8和9組成的時基分頻電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是由“非”門10、電容C3，電解電容C4和C5，按鈕AN5－1組成的加電復(fù)位電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是由光電耦合器11、電阻R11至R13，“與非”門12、顯示器13和按鈕AN5－2組成的光電隔離門控及計數(shù)顯示電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試儀，其特征是由波段開關(guān)15，兩個測試插座CZ1和CZ2、端子及其連接線組成的功能轉(zhuǎn)換電路及輸入、輸出單元。
專利摘要本實用新型是一種多功能電碼繼電器時間特性測試儀，屬于電磁開關(guān)器件的測試儀器范疇。本實用新型是采用微電腦裝置及相關(guān)電路。產(chǎn)生測試電碼繼電器所需的各種類型脈沖，以脈沖供電的方式準(zhǔn)確測量電碼繼電器的動態(tài)時間參數(shù)。它也能提供穩(wěn)定供電測試條件、代行電秒表的職能等，達到多功能測試。其優(yōu)點在于電路技術(shù)先進，可靠性高，測試結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，操作方便和一機多用。
文檔編號G01R31/00GK2112830SQ91232790
公開日1992年8月12日 申請日期1991年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月28日
發(fā)明者董三耀 申請人:石家莊鐵路分局邯鄲電務(wù)段