中心議題：

• 研究瞬時通斷測量儀測量方案

解決方案：

• 研究瞬時通斷測量儀工作原理
• 采用脈衝信號對繼電器觸點誤動作進行模擬

        
瞬(shun)時(shi)通(tong)斷(duan)測(ce)量(liang)儀(yi)是(shi)為(wei)配(pei)合(he)此(ci)試(shi)驗(yan)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)設(she)備(bei)
，在(zai)繼(ji)電(dian)器(qi)抖(dou)動(dong)試(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，它(ta)可(ke)準(zhun)確(que)無(wu)誤(wu)地(di)檢(jian)測(ce)出(chu)繼(ji)電(dian)器(qi)每(mei)路(lu)觸(chu)點(dian)瞬(shun)時(shi)出(chu)現(xian)的(de)誤(wu)動(dong)作(zuo)，本(ben)文(wen)研(yan)究(jiu)對(dui)此(ci)類(lei)設(she)備(bei)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)。

1 瞬時通斷測量儀的作用

繼電器抖動試驗如圖1 所示。 　　
繼ji電dian器qi在zai振zhen動dong或huo衝chong擊ji試shi驗yan過guo程cheng中zhong
，由you於yu在zai外wai界jie振zhen動dong或huo衝chong擊ji力li的de作zuo用yong下xia，質zhi量liang差cha的de繼ji電dian器qi有you可ke能neng改gai變bian由you內nei部bu彈dan簧huang或huo電dian磁ci力li的de作zuo用yong下xia應ying保bao持chi的de狀zhuang態tai
，產chan生sheng誤wu動dong作zuo，觸chu點dian出chu現xian這zhe樣yang的de誤wu動dong作zuo靠kao人ren工gong判pan斷duan根gen本ben無wu法fa完wan成cheng
，隻zhi有you利li用yong專zhuan用yong的de監jian測ce設she備bei，當dang出chu現xian達da到dao預yu定ding值zhi的de誤wu動dong作zuo時shi，瞬shun時shi通tong斷duan測ce量liang儀yi發fa出chu聲sheng、光報警(有的產品還會顯示出誤動作的時間)
，所以瞬時通斷測量儀是為配合繼電器振動或衝擊試驗而工作的專用測量設備。

2 瞬時通斷測量儀工作原理

瞬時通斷測量儀工作原理如圖2 所示。根據繼電器工作情況，分為給繼電器加激勵電壓和不加激勵電壓2 種方式，這2 種狀態繼電器觸點誤動作狀態相反：在繼電器不加激勵電壓時
，被檢測的繼電器故障為動合觸點的抖閉狀態、靜合觸點的抖斷2 種狀態;在zai繼ji電dian器qi加jia電dian激ji勵li狀zhuang態tai下xia，檢jian測ce故gu障zhang為wei動dong合he觸chu點dian出chu現xian抖dou斷duan狀zhuang態tai，靜jing態tai閉bi合he觸chu點dian出chu現xian抖dou閉bi狀zhuang態tai。被bei試shi驗yan的de繼ji電dian器qi與yu瞬shun時shi通tong斷duan測ce量liang儀yi按an確que定ding的de狀zhuang態tai正zheng確que連lian接jie後hou，先xian進jin行xing自zi檢jian，檢jian查zha被bei測ce繼ji電dian器qi觸chu點dian與yu瞬shun時shi通tong斷duan測ce量liang儀yi是shi否fou正zheng確que和he可ke靠kao連lian接jie，沒mei有you使shi用yong的de通tong道dao在zai進jin行xing自zi查zha時shi，自zi動dong屏ping蔽bi不bu被bei使shi用yong，使shi已yi被bei連lian接jie通tong道dao方fang便bian觀guan察cha;瞬時通斷測量儀的數據采集端電源由機內電源提供(6 V 開路電壓


，或10 mA 的短路電流)，開路電壓端被接到抖動閉合繼電器觸點兩端，短路電流接入抖動斷開觸點兩端;試驗時，瞬時通斷測量儀采集端通過對觸點進行通斷狀態采集取樣，當發生誤動作時間時，測量誤動作的時間間隔大小,再由故障判斷電路進行分析，判斷誤動作是否達到預先設置參數值，從而確定此動作是否為誤動作;滿足預設值的誤動作發生後
，設備保存故障狀態，通過光
、聲報警，提示有誤動作發生，並顯示檢測到的誤動作時間。光的不同顏色代表不同故障性質。 [page]　　
此儀器不僅可以用於繼電器抖動監測
，而且也可以作為各種接插件
、連接件和開關抖動或衝擊試驗時的監測設備。
　　
3 瞬時通斷測量儀測量方法

3.1 瞬時通斷測量儀技術指標

1) 接插件觸點的負載電壓：6 V

，最大允許誤差±5%;
2) 每路接點的閉合電流：10 mA，最大允許誤差±5%;
3) 繼電器線包電源電壓：2 V~30 V
，最大允許誤差±2%
，紋波電壓小於50 mV;
4) 繼電器線包電源電流：0 A~5 A;
5) 繼電器抖閉

、抖斷時間判定：1 μs~99 μs，最大允許誤差±5%;
6) 檢測靈敏度：±5%。

此儀器的第5)項技術指標是瞬時通斷測量儀測量的關鍵，在本文主要對第5)項技術指標的測量方法進行研究， 對第 6)項的測量方法在完成第5)項準備的基礎上才能完成，技術指標中1)~4)為普通電源的技術指標，其測量方法在本文中略。

3.2 對抖斷
、抖閉模擬方法試驗過程
　　
要完成脈衝瞬時通斷測量儀第5)項(xiang)的(de)測(ce)量(liang)，首(shou)先(xian)要(yao)給(gei)瞬(shun)時(shi)通(tong)斷(duan)測(ce)量(liang)儀(yi)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)的(de)接(jie)通(tong)或(huo)斷(duan)開(kai)時(shi)間(jian)來(lai)模(mo)擬(ni)繼(ji)電(dian)器(qi)的(de)動(dong)作(zuo)的(de)時(shi)間(jian)
，曾(zeng)經(jing)采(cai)用(yong)了(le)以(yi)下(xia)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)試(shi)驗(yan)，這(zhe)些(xie)方(fang)法(fa)直(zhi)接(jie)模(mo)擬(ni)通(tong)斷(duan)時(shi)間(jian)。

caiyongshijiankongzhidejidianqidongzuolaiceliangshunshitongduanceliangyi。jidianqijietongshi，liangchudiandaotongshidianzuyueweiling，liangchudianduankaishidianzuweiwuqiongda，shiyizhongjiaolixiangdekaiguan，danshizaiceliangshifaxian，shunshitongduanceliangyicededeshujuzongshisuijide，chudiandeduankai、閉合時間每次不一樣
，通過觀測發現繼電器在閉合、斷開過程中，它總是通過一個振蕩的過渡過程
，而振蕩過程表現為通斷狀態不可控的狀態，所以此方法通過試驗證明不能使用。

采用電子開關模擬觸點的誤動作。利用開關管製作電子開關
，用代表誤動作時間的脈衝信號驅動，其開關動作無振蕩現象，其導通、斷(duan)開(kai)完(wan)全(quan)受(shou)控(kong)於(yu)控(kong)製(zhi)脈(mai)衝(chong)，當(dang)把(ba)開(kai)關(guan)管(guan)串(chuan)入(ru)瞬(shun)時(shi)通(tong)斷(duan)測(ce)量(liang)儀(yi)輸(shu)入(ru)端(duan)時(shi)，瞬(shun)時(shi)通(tong)斷(duan)測(ce)量(liang)儀(yi)在(zai)此(ci)開(kai)關(guan)作(zuo)用(yong)時(shi)仍(reng)然(ran)無(wu)動(dong)作(zuo)，經(jing)分(fen)析(xi)
，這(zhe)類(lei)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)管(guan)壓(ya)降(jiang)和(he)動(dong)態(tai)電(dian)阻(zu)，即(ji)管(guan)子(zi)導(dao)通(tong)時(shi)有(you)動(dong)態(tai)電(dian)阻(zu)和(he)管(guan)壓(ya)降(jiang)
，斷(duan)開(kai)時(shi)也(ye)不(bu)是(shi)徹(che)底(di)斷(duan)開(kai)，所(suo)以(yi)這(zhe)種(zhong)辦(ban)法(fa)也(ye)不(bu)能(neng)完(wan)成(cheng)對(dui)瞬(shun)時(shi)通(tong)斷(duan)測(ce)量(liang)儀(yi)的(de)測(ce)量(liang)。

以上試驗證明兩種開關的方法均不能使用，達不到測量的目的，所以用代表時間信息控製開關通斷的測量方法不能完成測量。

3.3 信號采集和測量狀態分析

采cai用yong可ke控kong製zhi開kai關guan的de辦ban法fa難nan於yu完wan成cheng測ce量liang，需xu采cai用yong其qi他ta辦ban法fa進jin行xing繼ji電dian器qi觸chu點dian通tong斷duan過guo程cheng的de模mo擬ni。首shou先xian對dui繼ji電dian器qi觸chu點dian處chu電dian壓ya波bo形xing進jin行xing分fen析xi，由you於yu瞬shun時shi通tong斷duan測ce量liang儀yi接jie入ru抖dou閉bi觸chu點dian的de電dian壓ya為wei6 V，通過抖斷觸點的電流為10 mA，當繼電器觸點出現抖閉現象時電壓波形應如圖3 所示(抖閉觸點在正常狀態時所加的+6 V 電壓在抖閉狀態時被直接短路
，電位被鉗製在0 V)，形成一個負跳變脈衝，其抖閉時間為脈衝寬度，而出現抖斷觸點的電壓波形如圖4 所示。

fenxifangfayuduidoubifenxifangfaleisi，zhishidianyazhuangtaibianhuaguochengxiangfan
，chuxianyigezhengtiaobianmaichong。fenxichucaijidedianyaboxing，zaishunshitongduanceliangyiduidoubi、抖斷狀態出現時的觸點通、斷狀態的模擬可轉化為對觸點通
、斷狀態發生時電壓的模擬，通斷時間測量轉化為脈衝寬度的測量，選擇好觸發電平，用標準脈衝寬度信號就可以完成測量。 [page]　　
3.4 測量係統的組建及工作原理

3.4.1 測量係統的組建

根據信號采集方式和測量波形的分析
，按圖5 組建測量係統。 3.4.2 設備安全考慮

測(ce)量(liang)需(xu)用(yong)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)源(yuan)，考(kao)慮(lv)到(dao)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)采(cai)集(ji)端(duan)存(cun)在(zai)電(dian)壓(ya)

，如(ru)果(guo)直(zhi)接(jie)和(he)脈(mai)衝(chong)發(fa)生(sheng)器(qi)連(lian)接(jie)，脈(mai)衝(chong)源(yuan)輸(shu)出(chu)端(duan)就(jiu)要(yao)承(cheng)受(shou)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)
，這(zhe)樣(yang)對(dui)脈(mai)衝(chong)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)安(an)全(quan)構(gou)成(cheng)威(wei)脅(xie)，經(jing)分(fen)析(xi)，隻(zhi)要(yao)正(zheng)確(que)設(she)置(zhi)脈(mai)衝(chong)發(fa)生(sheng)器(qi)，這(zhe)種(zhong)危(wei)險(xian)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)。

對抖閉觸點連接：被測采集端其中一根連接線有+6 V 的電壓;另一根電壓為0 V，所以設置脈衝發生器常態為+6 V，抖閉時為0 V defumaichong
，zheyangzaizhegemaichongfashengqishuchuduanhebeicecaijishuruduanzuchengdehuiluzhong
，zaichangtaishiliangyuandedianyadaxiaoxiangdeng
，fangxiangxiangfan，huxiangdixiao，huiludianliujibenweiling
，rutu6所示，這種情況對脈衝源是安全的。

對抖斷方式連接：設置脈衝發生器輸出脈衝常態為0 V，瞬斷時為 +6 V 正(zheng)單(dan)次(ci)脈(mai)衝(chong)，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)常(chang)態(tai)時(shi)對(dui)脈(mai)衝(chong)源(yuan)不(bu)存(cun)在(zai)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)。瞬(shun)斷(duan)時(shi)隻(zhi)有(you)脈(mai)衝(chong)源(yuan)對(dui)被(bei)測(ce)物(wu)施(shi)加(jia)一(yi)個(ge)正(zheng)脈(mai)衝(chong)，脈(mai)衝(chong)源(yuan)輸(shu)出(chu)端(duan)無(wu)反(fan)壓(ya)，設(she)備(bei)是(shi)安(an)全(quan)的(de)。
3.4.3 實際脈衝波形和原因

利用數字示波器觀察測量脈衝波形
，發現數字示波器觀察到的兩種接法測量波形與圖3

、圖4 所示的波形有很大差異，其波形見圖7、圖8
，測量數據存在較大誤差
，其原因是當瞬時通斷測量儀測量部分的觸發電平在圖3、圖4 的波形所示的脈衝沿上時，則瞬時通斷測量儀可以測量到脈衝，否則測量儀將測不到信號，所以需要進行脈衝波形調試;經分析
，產生這樣的問題原因是：youyumaichongfashengqicunzaishuchuzukang，shunshitongduanceliangyideceliangbufenyecunzaishuruzukang

，tahemaichongfashengqishuchuzukanggouchengdehuiluzhongbirancunzaidianyafenpei

，zaimaichongzuoyongshitongyangcunzaidianyajiang，zhezhongdianludefenyazuoyongbiranyinqimaichongfududejianxiao。 [page]　　
3.4.4 脈衝波形的調試

測量所要求的脈衝波形要能真實反映繼電器觸點上電壓的變化，需對非理想的波形進行必要的調試。

測量脈衝電平值分為兩種：一種是脈衝頂值;另一種是脈衝底值。這兩種電平在兩種測量方式下均可進行修正，並用數字示波器觀察：脈衝底值可通過調節脈衝發生器的直流偏移(即在組成的測量回路中增加一個可變直流電源)
，抵消瞬時通斷測量儀的+6 V 探測電壓對被測信號輸入端電位的影響(或10 mA 短路電流的影響)
，使脈衝底值達到圖3、圖4 所示意的要求;另一方麵，增加脈衝發生器輸出幅度可達到測量要求的幅值。

測量的脈衝波形調試好後
，對抖閉、抖斷時間的測量采用直接測量法
，隻需改變標準脈衝寬度就可以測量其全範圍的時間。

3.4.5 檢測靈敏度的測量

瞬時通斷測量儀的抖閉故障在斷開觸點的壓降幅度小於負載電壓的5%~90%，且脈衝寬度大於所設置的抖閉寬度值時判觸點出現抖閉故障;另一方麵，閉合觸點的壓降幅度大於負載電壓的5%~90%shi，qiemaichongkuandudayusuoshezhidedouduankuanduzhishipanchudianchuxiandouduanguzhang。zaimaichongtiaojiewanchengyihou，badianyabianhuabaifenbihuansuanchengchufadianpingzhi
，tiaoshihoudemaichongdianpingzhikexindugao，juticeliangfangfaleisiyumaichongshebeijiandingxiangmuzhongzuixiaochufadeceliang，celiangguochengbuzaizhongfu。
　　
3.4.6 測量數據驗證

采用此方法，用1 台瞬時通斷測量儀(型號D38-6B)
、示波器(型號LC584AM)和脈衝發生器(型號8114A)組建測量係統進行驗證。抖閉時間為1 μs 時：測量脈衝源標準值為1.000 0 μs，重複性0.000 2 μs;抖斷時間為10 μs時：測量脈衝源標準值為10.007 μs，重複性0.008 μs，測得被測設備抖閉時間為1.01 μs，抖斷時間為10.2 μs，而被測設備此項技術指標為±5%，所以完全滿足測量要求。

3.4.7 實際應用

瞬時通斷測量儀這類儀器是多通道的試驗檢測設備，測量通道可多達50 路，在實際工作中采用此方法模擬繼電器觸點動作，完全滿足對此類專用設備測量的要求
，避免了3.2 項所述的各種方法在測量中產生的不良結果，完成了此類專用設備的測量工作。

4 結論

瞬shun時shi通tong斷duan測ce量liang儀yi測ce量liang方fang法fa是shi采cai用yong脈mai衝chong信xin號hao對dui繼ji電dian器qi觸chu點dian誤wu動dong作zuo過guo程cheng進jin行xing模mo擬ni
，它ta避bi免mian了le用yong實shi際ji開kai關guan動dong作zuo控kong製zhi可ke操cao作zuo性xing差cha的de缺que點dian
，所suo需xu測ce量liang設she備bei簡jian單dan、價廉，利用現有的脈衝發生器和示波器即可完成測量係統的組建，具有方便、快捷和安全的優點，用此方法能順利完成這類儀器的測量。