瞬時通斷測量儀測量方法

圖4 抖斷觸點波形圖

3.4 測量系統(tǒng)的組建及工作原理

3.4.1 測量系統(tǒng)的組建

根據(jù)信號采集方式和測量波形的分析，按圖5 組建測量系統(tǒng)。

圖5 瞬時通斷測量儀測量系統(tǒng)圖

3.4.2 設備安全考慮

測量需用一個脈沖源，考慮到被測設備采集端存在電壓，如果直接和脈沖發(fā)生器連接，脈沖源輸出端就要承受反向電壓，這樣對脈沖源的輸出電路安全構成威脅，經(jīng)分析，只要正確設置脈沖發(fā)生器，這種危險可以避免。

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，所以設置脈沖發(fā)生器常態(tài)為+6 V，抖閉時為0 V 的負脈沖，這樣在這個脈沖發(fā)生器輸出端和被測采集輸入端組成的回路中，在常態(tài)時兩源的電壓大小相等，方向相反，互相抵消，回路電流基本為零，如圖6所示，這種情況對脈沖源是安全的。

對抖斷方式連接：設置脈沖發(fā)生器輸出脈沖常態(tài)為0 V，瞬斷時為 +6 V 正單次脈沖，這種方式常態(tài)時對脈沖源不存在反向電壓。瞬斷時只有脈沖源對被測物施加一個正脈沖，脈沖源輸出端無反壓，設備是安全的。

圖6 對抖閉觸點回路常態(tài)時電路

3.4.3 實際脈沖波形和原因

利用數(shù)字示波器觀察測量脈沖波形，發(fā)現(xiàn)數(shù)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(shù)據(jù)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(fā)電平在圖3、圖4 的波形所示的脈沖沿上時，則瞬時通斷測量儀可以測量到脈沖，否則測量儀將測不到信號，所以需要進行脈沖波形調試；經(jīng)分析，產(chǎn)生這樣的問題原因是：由于脈沖發(fā)生器存在輸出阻抗，瞬時通斷測量儀的測量部分也存在輸入阻抗，它和脈沖發(fā)生器輸出阻抗構成的回路中必然存在電壓分配，在脈沖作用時同樣存在電壓降，這種電路的分壓作用必然引起脈沖幅度的減小。

圖7 測量抖斷觸點脈沖圖

3.4.4 脈沖波形的調試

測量所要求的脈沖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。

測量脈沖電平值分為兩種：一種是脈沖頂值；另一種是脈沖底值。這兩種電平在兩種測量方式下均可進行修正，并用數(shù)字示波器觀察：脈沖底值可通過調節(jié)脈沖發(fā)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)，使脈沖底值達到圖3、圖4 所示意的要求；另一方面，增加脈沖發(fā)生器輸出幅度可達到測量要求的幅值。

測量的脈沖波形調試好后，對抖閉、抖斷時間的測量采用直接測量法，只需改變標準脈沖寬度就可以測量其全范圍的時間。

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于負載電壓的5%~90%，且脈沖寬度大于所設置的抖閉寬度值時判觸點出現(xiàn)抖閉故障；另一方面，閉合觸點的壓降幅度大于負載電壓的5%~90%時，且脈沖寬度大于所設置的抖斷寬度值時判觸點出現(xiàn)抖斷故障。在脈沖調節(jié)完成以后，把電壓變化百分比換算成觸發(fā)電平值，調試后的脈沖電平值可信度高，具體測量方法類似于脈沖設備檢定項目中最小觸發(fā)的測量，測量過程不再重復。

3.4.6 測量數(shù)據(jù)驗證

采用此方法，用1 臺瞬時通斷測量儀(型號D38-6B)、示波器(型號LC584AM)和脈沖發(fā)生器(型號8114A)組建測量系統(tǒng)進行驗證。抖閉時間為1 μs 時：測量脈沖源標準值為1.000 0 μs，重復性0.000 2 μs；抖斷時間為10 μs時：測量脈沖源標準值為10.007 μs，重復性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(chǎn)生的不良結果，完成了此類專用設備的測量工作。

4 結論

瞬時通斷測量儀測量方法是采用脈沖信號對繼電器觸點誤動作過程進行模擬，它避免了用實際開關動作控制可操作性差的缺點，所需測量設備簡單、價廉，利用現(xiàn)有的脈沖發(fā)生器和示波器即可完成測量系統(tǒng)的組建，具有方便、快捷和安全的優(yōu)點，用此方法能順利完成這類儀器的測量。