机械操作可靠性测试设备优化方案

1.系统组成

机械操作可靠性测试设备的系统组成如图7-27所示。

图7-27 机械操作可靠性测试设备的系统组成

2.系统硬件特点及主要功能

（1）操作台：用于放置显示器、工控机、打印机、控制回路用各类线路板、接线端子、连接用电线电缆、鼠标、键盘等。

（2）工控机：用于安装XP操作系统、编写系统软件、接受下位机的数据和控制寿命试验等。

（3）显示器：用于显示系统界面，操作时用。

（4）传感器：包括位移传感器、开关量传感器等。

（5）数据采集：实时采集传感器的各类信号，储存并上传到工控机。

（6）强电控制柜：接受工控机和操作台的控制命令，并驱动外部执行元件的动作等。

（7）试品工作台：固定与承载各种试品的台面，平稳扎实，重心稳定。

（8）固定试品的夹具：用于夹紧试品，避免在试验过程中有位置的偏差。

（9）固定传感器用的夹具：根据不同传感器的外形和测试要求，稳定固定传感器，并做到位置可调。

3.要求

（1）可配置八路位移传感器、八路开关量传感器，能完成开关、接触器的运动学方面的测试。

（2）能一次测量出八路触头间的接触电阻。

（3）内部抗干扰电路可以满足可靠使用，保护电路能保证设备及人员安全，仪器能稳定、准确测试。

（4）可配合辅助开关操作机构进行低压电器的机械操作试验时各类机械参数的测量。

（5）能适用于不同的开关电器的机械特性参数与电特性参数的测量。

（6）实现可通信，可以传输配置参数、试验数据等，也可实现远端控制。

4.系统主要技术指标

（1）时间类参数测量。合、分时间，合、分同期性，弹跳时间，动作时间，弹跳次数，无流时间，合（分）闸顺序，合（分）闸最大时间。

（2）位移与速度类参数测量。行程、开距、超程、平均速度、弹跳时间、时间行程。

（3）接触电阻测量。八路触头接触电阻测量。

5.测量方法

（1）时间参数的测量。开关（或断路器）的断口之间加一电流信号，通过检测电流信号的有无就可判断出开关断口是开路还是短路。从仪器发出动作信号开始（或者外部动作信号），仪器开始计时，直到检测到电流信号变化为有或无，则停止计时，就测量出该断口的合闸（或分闸）时间。

（2）位移与速度类参数测量。仪器在接收到开始信号前测出位移传感器的读数，这个读数为测量前的初值。在仪器检测到开关断口闭合或断开时，再读出传感器的读数，这个读数减去初值就是该断口的行程。断口停止动作后测出传感器的读数，该读数减去断口闭合或断开时读出传感器的读数，就是该断口的超程。根据位移测量的数据再结合时间参数的测量值，即可计算出速度类参数数值。

（3）断口接触电阻的测量。在开关触点闭合状态下通过一个额定的恒流直流电流，然后测量触点两端的电压，通过集成电路进行放大，送入数据采集电路，根据欧姆定律算出触点的接触电阻。

6.测试参数定义说明

（1）合、分时间：从接到合（分）闸指令瞬间起到所有极触头都接触（分离）瞬间的时间间隔。(www.xing528.com)

（2）合、分同期性：各断口间的触头接触（分离）瞬间的最大时间差异。

（3）弹跳时间：开关动触头与静触头在合（分）闸操作中，从第一次合上（分开）开始到最后稳定地合上（分开）为止的时间。

（4）动作时间：（触头动作时间）从接到合（分）闸指令瞬间起到触头刚运动瞬间的时间。

（5）弹跳次数：开关动触头与静触头在分（合）闸操作中，分开（合上）的次数。

（6）弹跳幅度：开关动触头运动过程中，动触头的最大反弹值。

（7）行程：分、合闸操作中，开关动触头起始位置到任一位置的距离。

（8）开距：分位置时，开关一极的各触头之间或其连接的任何导电部分之间的总间隙。

（9）超程：合闸操作中，开关触头接触后动触头继续运动的距离。

（10）平均速度：开关合（分）闸操作中，动触头在整个运动过程中的行程与时间的比值。

7.系统软件特点及主要功能

系统具有良好的人机交互界面，参数输入可完成如下项目。

（1）具有开机的用户界面：包括系统的名称，使用权所有，简明操作提示，可根据要求设置启动密码。

（2）具有“任务栏”选择功能。

1）文件。包括具有数据处理功能，如试验数据的载入、保存、另存为、打印预览、打印、系统退出等功能；

2）参数设置。

3）试验流程选择。即可以选择固定或预先录入测试程序，如结合寿命试验多少次进行测量机械参数、测量的频率、总次数等。

4）测试参数设定。即预设定门限值，作为监测报警的依据，当测试不满足该预设值测定时则测试暂停（或终止），如开距门限值设定为0.5mm，低于该值系统报警，测试暂停（或终止）。

5）测试操作。

6）数据初始化。对数据缓存区中的数据进行清空，等待下一次测试的开始，同时能提示试验人员设备硬件状态、接线工作是否正常。

7）测试开始：根据不同的测试要求，分为循环测试和单一测试两种，前者是根据参数设定的频率、次数、门限值要求循环测量，待出现设定条件时才停止测试或手动停止；单一测量用于一次测量用，用于摸索设备状态和测量方法是否正确。

8）测试结果预览。

9）当次波形显示。最近一次测试的数据所绘制的波形，几个参数波形同X坐标进行对比（X坐标为时间），可拖动与X坐标轴的垂直线，扫描波形上的各点，并可以实时显示波形上各点的值。

10）同一参数历史波形对比。就是从数据存储区（数据库）中读取本试品做过的同一参数的测量，对比方式与上面所描述的类似。

11）当次测试数据的显示。现实最近一次测试的各参数数据。

12）同一参数历史数据的显示。将本试品做过的同一参数的数值同时显示。

（3）测试进行中界面功能。可进行测试预览：在测试的过程中要有一个视窗，视窗的左边显示是当次所有被测参数的波形，右边上半部是被测试参数当次的测量数据，右边下半部是参数的预设值显示。根据要求，可以增加整个测试系统中各部分的状态显示图。

（4）帮助文件。该功能作为系统操作的说明书。

（5）系统安装Windows XP操作系统，使用人员操作方便快捷。

（6）拥有系统的数据库，可以快速稳定的访问数据。

（7）具有软件中通信选项，设置地址可实现上位机远程控制和多台设备同时进行测试。