电磁式继电器特性参数测量仪
程控式电磁继电器的电气参数检测与性能分析系统设计
程控式电磁继电器的电气参数检测与性能分析系统设计
蒋小辉;张官祥;李陈;张磊;卢云
【期刊名称】《集成电路应用》
【年(卷),期】2022(39)9
【摘要】阐述一种程控式电磁继电器电气参数检测与性能分析系统的设计,采用上下位模式,下位机基于STM32单片机完成吸合/释放电压、线圈电阻等参数检测并传输至上位机。
【总页数】2页(P314-315)
【作者】蒋小辉;张官祥;李陈;张磊;卢云
【作者单位】三峡大学科技学院;向家坝电厂;三峡大学电气与新能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM581.3
【相关文献】
1.基于单片机的电磁继电器参数检测系统的研究
2.电磁继电器电性能参数连续检测技术研究
3.基于A RM的电磁继电器参数检测仪
4.可程控式继电器电气参数在线检测系统的开发
5.一种智能式电磁继电器综合特性参数测试仪的设计
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电磁式继电器特性参数测试系统的设计与实现
苏州市职业大学学报
Ｊ ｕ ｎａ ｆＳ ｚ ｏ ｏｃ ｔ ｎ ｌ ｉ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｌ ｕ ｈ ｕ Ｖ ａ ｉ ａ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｏ Ｕｎ
Ｖｏ ． ． １ ２１ Ｎｏ． １ Ｍ ａ ．，２ ０ ｒ ０１
电磁式继 电器特性参数测试系统的设计与实现
淮文军 ，尚 丽 ，张进峰
（ 苏州 市 职 业 大 学 电子 信 息 工程 系 ，江 苏 苏 州 ２ ５ ０ ） １ １ ４
摘 要 ：以Ｍ Ｐ ５ Ｆ ６ 单片机作为控制和测量的核心部件， Ｓ４ ｏ １ ９ 辅以直流稳压 电源模块、 功率放 大电
路模 块、 流 源模 块、 键和 数码 管 显 示模 块 等 组 成一 个 电磁 式 继 电器特 性 参 数测 试 仪 ， 恒 按 完成 对
ａ ｔ ｅ ｏ ｔ ｃ ｖ ｌ ｅ ｆ ｈｅ ｏ ｔ ｃ ｒ ｓｓ ａ ｃБайду номын сангаасｓ ｈ ｃ ｎ ａ ｔ ａ ｕ ｏ ｔ ｃ ｎ ａ ｔ ｅ ｉｔ ｎ ｅ． Ｔｈｅ ｙｓ ｅ ｓ ｔ ｍ ｃ ｕ ｄ ｏ ｏ ｌ ｃ ｍｐｌｔ ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｍｅ ｓ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅ ｕ ｏ ｔｃ ａ ｕｒ ｍ ｎ
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中图分类号 ：Ｔ ２ ｌ Ｐ７
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ － ４ ５２ １）１ ０２ － ４ ０ ８ ５ ７（０００ － ０ ９ ０
电磁型继电器实验报告
电磁型继电器实验报告电磁型继电器实验报告引言电磁型继电器是一种常见的电控制器件，广泛应用于电力系统、自动化控制以及通信领域。
本实验旨在通过实际操作，深入了解电磁型继电器的工作原理、特性以及应用。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解电磁型继电器的基本结构和工作原理；2. 掌握电磁型继电器的特性参数测试方法；3. 研究电磁型继电器的应用场景。
二、实验仪器与材料1. 电磁型继电器；2. 直流电源；3. 万用表；4. 开关。
三、实验步骤1. 连接电路：将直流电源的正极与电磁型继电器的一个端子相连，将直流电源的负极与电磁型继电器的另一个端子相连。
2. 测量电流：使用万用表测量通过电磁型继电器的电流。
3. 测量电压：使用万用表测量电磁型继电器两端的电压。
4. 测试特性参数：通过改变直流电源的电压，记录电磁型继电器的吸合电流和释放电流，绘制电磁型继电器的特性曲线。
5. 观察工作状态：通过改变直流电源的电压，观察电磁型继电器的工作状态，包括吸合和释放。
四、实验结果与分析1. 电磁型继电器的特性曲线：根据实验数据绘制的特性曲线显示了电磁型继电器的吸合电流和释放电流随电压的变化关系。
从曲线可以看出，随着电压的增加，吸合电流逐渐增大，释放电流逐渐减小。
这说明电磁型继电器对电压的响应是非线性的，存在一个临界值，当电压超过该值时，继电器才能吸合。
2. 工作状态观察：在实验过程中，通过改变直流电源的电压，我们可以观察到电磁型继电器的工作状态。
当电压低于临界值时，继电器保持释放状态；当电压超过临界值时，继电器吸合。
这种特性使得电磁型继电器在电路中可以起到开关的作用。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了电磁型继电器的工作原理和特性。
实验结果表明，电磁型继电器对电压的响应是非线性的，存在一个临界值。
在实际应用中，我们可以根据电磁型继电器的特性曲线，选择合适的电压来控制继电器的工作状态。
电磁型继电器在电力系统、自动化控制以及通信领域有着广泛的应用，对于实现电路的开关控制具有重要意义。
继电器的特性实验
实验一电磁型继电器的特性实验一．实验目的：1．进一步了解电磁型继电器（电流、电压、时间、中间继电器）的构造、工作原理和特性；2．了解继电器各种参数的意义，掌握继电器整定植的调试方法；3．了解有关仪器、仪表的选择原则及使用方法。
二．实验项目：1．打开外壳，仔细观察各种继电器的内部构造，并记录下继电器铭牌的主要参数；2．测定电流继电器的动作电流、返回电流及返回系数；3．测定电压继电器的动作电压、返回电压及返回系数；4．测定时间继电器的动作电压、返回电压及返回系数；5．测定中间继电器的动作电压、返回电压及返回系数。
三．实验内容：（一）熟悉常用继电器的内部接线DL-21C DL-22C；DY-22C DL-23C；DY-23CDS-21A~24A DZ-31B（二）测定电流继电器的动作电流I.d.j。
返回电流I f.j及返回系数K f。
1．实验接线：图1-1 电流继电器实验接线图2．实验需用仪器设备①交流电流表 0~5A②单相自藕调压器(ZOB) 2KVA 220/0~250V 一台③滑线电阻 69Ω3.9A或40Ω6A 一台④电流继电器 DL-21C 一个3.实验方法(1)首先将继电器的两组线圈串联;将继电器的整定把手放在某一选定位置;将自藕调压器把手旋至输出为零伏位置;将滑线电阻的滑动端放在阻值为最大位置;(2)合上电源开关,逐渐增大通入继电器的电流,使继电器刚好动作(常开接点闭合,即指示灯亮)的最小电流称为电流继电器的动作电流Id.j.(3)逐渐减小通入继电器的电流,使继电器的接点返回到原始位置(常开接点断开,即指示灯灭)的最大电流称为电流的继电器的返回电流If.j.(4)测定Id.j 和If.j时,对所选的整定位置重复作三次,将测量结果填入表1中(5)断开电源,将继电器的两组线圈改为并联.然后,按上述方法测量继电器线圈并联时的和将测量结果填入表2中.(6)数据处理误差: △I%=要求:返回系数:K=要求:0.05<Kf<0.9表1 继电器的两组线圈串联（表中电流单位：A ）表2 继电器的两组线圈并联（表中电流单位：A ）（三）测定低电压继电器的动作电压Ud.j 返回电压Uc。
基于ARM的电磁继电器参数检测仪
基于ARM的电磁继电器参数检测仪作者：杨备备张文超杨波高惠芳来源：《物联网技术》2013年第12期摘要：针对目前市场上存在的一些电磁继电器参数检测仪器的缺点，为了能够精确采集电磁继电器的吸合电压等主要参数，采用ARM技术和上、下位机方法，设计了一款基于ARM Cortex-M3芯片STM32F103ZET6单片机控制的电磁继电器综合参数检测仪。
该仪器可完成对动断、动合、转换型直流继电器的线圈电阻、触点接触电阻、最小吸合电压、最大释放电压、吸合时间、释放时间等参数的测试。
关键词：STM32；电磁继电器；检测仪；上位机中图分类号：TN401 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）12-0016-030 引言产品检测是生产厂家和用户都关心的问题。
在产品生产过程中，检测是必不可少的一部分，有的还是工艺过程的一道工序。
电磁继电器是电力系统以及其他电气控制系统中常用的开关元件，它们的可靠性是电力系统和其他电气控制系统可靠运行的重要保证，因此，必须对继电器的特性参数进行准确的测试。
电磁继电器的电气参数主要有线圈电阻、触点接触电阻、吸合电压、释放电压、吸合时间、释放时间等[1]。
这些参数对研究继电器可靠性、动态性能具有重要意义，是保证其质量特性的重要参数。
1 系统总体架构1.1 系统硬件结构系统硬件主要包括UART串口通信模块、JTAG接口模块、测试结果显示模块、检测程序存储模块FLASH、检测电路模块以及SRAM模块。
系统总体硬件结构框图如图1所示[2]。
1.2 系统微处理器本系统主要由检测部分和显示控制部分组成。
在本设计中，采用了高性能的ARM Cortex 芯片STM32F103ZET6。
该芯片内部采用哈佛结构，其中集成有64 KB的RAM和512KB FLASH，并且具有运算速度快、体积小和低功耗的特点，完全能满足本设计的要求。
Cortex-M3是一个32位的核，它采用的是Tail-Chaining中断技术，最多可减少12个时钟周期数，基于硬件进行中断处理，通常可减少70%的中断。
继电器的工作原理和特性
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种〃自动开关〃。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
电磁继电器的工作原理和特性电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭〃触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为〃常开触点〃；处于接通状态的静触点称为〃常闭触点〃。
热敏干簧继电器的工作原理和特性热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。
它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。
热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。
恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
固态继电器（SSR）的工作原理和特性固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。
固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。
按开关型式可分为常开型和常闭型。
按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。
继电器主要产品技术参数额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。
根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。
在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。
开关机械特性测试仪技术规范
开关机械特性测试仪技术规范1．总则:1.1 本规范书适用于开关机械特性测试仪，它提出了该设备本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2 本规范书提出的是最低限度的技术要求。
凡本规范中未规定，但在相关设备的行业标准、国家标准或IEC标准中有规定的规范条文，投标方应按相应标准的条文进行设备设计、制造、试验和安装。
对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
1.3 如果投标方没有以书面形式对本招标技术文件的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本招标技术文件的要求。
如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对招标技术文件的意见和同招标技术文件的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。
1.4 本规范所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
1.5 本招标技术文件经招标、投标双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
若本标书涉及有关商务方面内容，如与招标文件的商务部分不一致时，以商务部分为准。
1.6 本招标技术文件未尽事宜，由招标、投标双方协商确定。
引用标准（以下所指均为该标准的最新版本）IEC 1000-4-4 L3 抗电磁辐射干扰(27-1000MHz)IEC 1000-4-4 抗脉冲串干扰IEC 标准 IEC 1000-4-5 抗脉冲干扰IEC 1000-4-2 L 抗静电放电干扰DL/T846.3-2004 高电压测试设备通用技术条件第3部分：高压开关综合测试仪GB 190 《危险货物包装标志》GB/T 6388-86 运输包装收发货标志》3.使用条件3.1 海拔高度:≤1000m3.2 环境温度适用范围 -20 —+50ºC3.3 设备储存环境温度范围 -40 —+70ºC3.4 环境相对湿度 (非冷凝) 0% — 97%4 具体技术要求:4.1 功能描述：4.1.1开关特性测试仪需要能够满足市面上所有不同型号断路器的机械特性参数的测试；4.1.2具有18个时间通道，12个电阻时间通道，6个干湿接点通道进行时间参数的测量，测量的参数包括合闸时间、分闸时间、合分时间、分合时间、重合闸时间、同期、电阻预投入时间、合闸电阻值等。
关于电磁继电器静态吸反力特性测试的研究
关于电磁继电器静态吸反力特性测试的研究【摘要】电磁继电器的静态吸反力是维系电磁继电器得以稳定运作的一个关键特性。
但长期以来静态吸反力特性测试一直都是一个难点，几种传统的测试方法都有一定缺陷。
基于此，为有效开展静态吸反力特性测试，本次研究就利用悬臂梁式应变片传感器作为测定静态吸反力特性的装置，由此设计了一套测试方法，直接从力特性的角度入手开展测试，克服以往间接测试方法的弊端，并通过实际应用验证了这种测试方式可行有效，希望能为相关领域工作者提供一定参考。
【关键词】电磁继电器；静态吸反力；力特性；测试电磁继电器静态吸反力就是驱动衔铁运动的电磁吸力以及机械负载产生的反作用力，电磁继电器的运作就是基于这两种力的配合，因此为评估电磁继电器的运行情况就需要测定吸反力特性。
传统的测试方法有弹簧秤法、克力计法、弹簧拉力法等[1]，但是这些方法都存在一定的弊端，基于此，以下就提出一种基于悬臂梁式应变片传感器的静态吸反力特性测试方法，首先论述了测试方案的具体构成和测试原理，在此基础上，结合实践应用验证这种测试方案的实际效果，具体如下。
1.电磁继电器静态吸反力特性的传统测试方法对于电磁继电器静态吸反力特性的传统测试方法主要有弹簧秤法、克力计法、弹簧拉力法等，但这些方法都存在一定问题，以下就是这些方法的基本操作及其存在的不足。
1.1弹簧秤法这种方法就是利用弹簧秤，将其钩到被测部件上直接抻拉到达一定的状态，记录被测力的数据。
这是一种非常简单易行的测试方法，可以用来测试继电器、断路器等设施的触头压力，但这种测试方法的精度不是很高。
1.2弹簧压缩法这是检测就是对弹簧的拉伸或是压缩长度进行测量，由此评估继电器触头压力，以及继电器中弹簧产生反作用力[2]。
这种方式的测量原理和弹簧秤法类似，但是也存在同样的问题，就是测量精度不高，而且有的继电器也没有应用弹簧，并不是利用弹簧形成反作用力，显然这种方式无法适用于这类继电器的测试，适用范围比较有限。
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2009年苏州地区＂AMD＂杯高校大学生电子设计竞赛
设计报告
题目：电磁式继电器特性参数测量仪
队号：09053
电磁式继电器特性参数测量仪（C题）常熟理工学院物理与电子工程学院参赛队员：陈庆荣郑南王保峰
摘要：该电磁继电器特性参数测量仪以用8为MCU作为主控制器，并通过该MUC的DA转换输出可控稳压电源加载到继电器两端。
测量继电器的最小吸合电压时，使DA输出电压从低电压到高电压变化，当继电器闭合时，记录此时的DA转化电压并显示在数码管上，测量释放点压的加压顺序正好相反。
关键词：电磁继电器吸合电压释放电压吸合时间释放时间
一、方案论证与比较
1、可变恒压源模块
在可变恒压源模块的选择方面，可以在外部电路中使用恒压芯片搭建一个电压可调的恒压电路，但是最简单也最容易想到的就是，直接使用单片机DA 转换输出一个电压，通过外部电路放大一定的倍数到想要的电压范围。
同时它还具有节约元件，降低模块的复杂程度，使得电路分析更加的简单。
2、测量吸合和释放时间模块
只需一个比较器，在比较器的任意一端接一个适当的参考电压，在另一端连接继电器的次级一端，继电器的另一端接地。
由于额定工作电压是由单片机提供的，当单片机判断继电器前级处于闭合（或断开）状态时，单片机开启计数功能，当单片机收到继电器次级通过比较器发来的继电器次级吸合（或释放）的信号时，停止计数器并计算吸合（或释放）时间将它通过数码管输出。
3、单片机的选择
首先由于测量的继电器吸合和释放的时间只有几毫秒，所以要选用速度较快的C8051F60。
其次在资源方面，我们做的这个系统需要较多的中断，在这方面，8051也不能满足。
综合这两个方面，我们选择了功能较全的C8051F060单片机。
4、测电阻模块
使用伏安法测电阻，在用种方法测量电阻时，为了测量精准需要提供一个恒流源，这样单片机检测到电阻两端的电压，除以恒流源的数值就能够较为精准的测出电阻的大小。
我们讨论使用方案二用外围电路搭建一个横流源，当继
电器次级吸合之后，使恒流源通过待测的触点，将触电两端的电压通过AD转换送到单片机进行数据处理，最后把处理好的数据送到数码管显示。
二、系统设计
1、整体设计
根据题目的要求，经过队员的仔细分析和商讨，制定了如图1所示的整体设计流程：
图1 整体设计流程图
该系统的核心是C8051F060单片机，通过按键控制单片机的测量模式，可以进行吸合时间、释放时间、最小吸合电压、最大释放电压和触点间电压的单独测量，还可以进行自动测量，将测得的数据依次的显示在数码管上。
2、电压放大电路模块
由于单片机DA输出的电压很小不足以使电磁继电器工作，所以将单片机输出的电压经过该模块放大之后施加在电磁继电器两端，该模块可以将单片机输出的电压放大5倍，可以达到继电器正常工作时的电压，电压放大电路如图2所示：
图2 电压放大电路模块 图3 时间和电压测量模块
3、测量时间和电压模块
实际上测量时间和电压的模块就是在电磁继电器的次级连接一个比较器，当继电器次级状态发生变化时，比较器的输出也会跟着发生变化，并将变化的信息送给单片机，单片机识别信息后跳出中断，计算数值并将它输出到数码管上。
该模块如图3所示。
4、继电器触电间电阻测量模块
使用TL431芯片产生2.5V 的压降，通过电阻产生1mA 的电流，通过如图4所示的恒流源扩展电路在L R 上流过的电流大小为693.5mA ，将L R 上的通过单片机的I/O 口送入单片机进行处理，把处理完的L R 阻值数据输出的数码管上显示出来。
图4 693.5mA 恒流源产生电路
三、 软件设计
打开电源，单片机进入初始化程序，系统处于复位状态，等待有按键按下，并判断是哪一个按键。
如果是自动测量，系统自动顺序完成所有参数的测量和当再去按相应的测量按键时，将会把对应的测量参数输出到数码管上显示出来，如果是单个参数的测量，则单
片机转入执行相应的程序进行要求参数的单个测量并将测得的结果显示在数码管上。
图5 软件设计流程图
四、 系统测试
1、电压放大电路模块放大倍数的测量
每增加0.1V 的输入用万用表测量一次输出端的电压并记录下来，最后测量的结果如表1：
表1 数控恒压源模块放大倍数的测量
由计算可知该电压放大电路的放大倍数非常的稳定。
2、最小吸合电压(用Umin表示)和最大释放电压的测量(用Umax表示)
每测量一次最小吸合电压，就测量一次最大释放电压，采用相间测量的方法进行数据的采集，测得的数据如表2：
表2 最小吸合电压和最大释放电压的测量
由表2经计算得到电压波动范围在1%以内，能够满足要求的精度高于5%。
3、吸合时间(用T1表示)和释放时间的测量(用T2表示)
吸合和释放时间的测量也是采用两个相间测量的方法，测得的数据如表3：
表3 吸合时间和释放时间的测量
由此计算出吸合时间的误差在要求的5%范围内，释放时间的误差比要求的5%要小很多只有0.35%。
4、时间校准
我们在做好系统之后，做了时间的校准试验，下面是测得的时间和示波器提供的信号源的时间如表4。
表4 时间校准
由上面得到的数据可以计算出时间的精确度在1.5%以内，说明我们测得的时间是相当精确的。
R表示)
5、继电器次级触点间的电阻(用
x
由于电阻的测量不能和其他的测试项交叉测量，所以只能按动依次按键进行单独的测量，测量的结果如表5：
表5 继电器次级触点间的电阻
由计算可知：电阻的测量误差为2.5%，比要求的5%要精确很多。
五、总结
在设计中，采用C8051F060单片机作为整个系统的控制核心，输出测量继电器吸合时间、释放时间、最小吸合电压和最大释放电压所需要的恒定电压。
这个课题的难点在于电阻的测量，需要外接电路提供一个恒流源，经过老师的指导，我们最终完成了这个恒流源电路的设计。
整个系统不但能够实现课题的基本要求，还实现了提高部分的触点电阻的测量和成套参数的自动测量。
除此之外，我们还在测吸合电压和释放电压方面进行了精确度的提高。
参考文献：
[1]康华光．电子技术基础(模拟部分)[M]．北京：高等教育出版社，2006．
[2]赵少波．毫欧姆级电阻测量电路设计[J]．仪器仪表学报，2001(8)．
[3]童长飞．C8051F系列单片机开发与C语言编程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2005．。