[发明专利]交直流接触器线圈功耗测试仪

说明书

本发明公开了一种交直流接触器线圈功耗测试仪，所述的交直流接触器线圈功耗测试仪包括霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、放大电路、数据采集卡、计算机；霍尔电压传感器的M端与数据采集卡的第0端相连；霍尔电流传感器的M端与电阻R1的第1端相连，再与放大电路的输入端相连；放大电路的输出端与数据采集卡的第2端相连；数据采集卡的输出端通过USB数据线与计算机相连，计算机对采集的数字信号进行数据分析后显示出电压、电流、吸合功耗、吸持功耗等参数。

技术领域

本发明涉及一种交直流接触器线圈功耗测试仪。

背景技术

国际标准IEC 60947-4-1:2012（ed3.1）《低压开关设备与控制设备第4-1部分 接触器和电动机起动器—机电式接触器和电动机起动器》中要求测试交直流接触器的吸合及维持阶段控制电路功率消耗，接触器的动作过程是动态的，吸合阶段的电流比吸持阶段的电流大，比值可以达到10倍。目前可以直接测量功耗的仪器有功率测试仪与功率分析仪产品，但是若直接用于测量交直流接触器线圈功耗，会存在如下缺点：（1）专门的功率测试仪一般只能测试静态的功耗值，接触器整个吸合过程只需十几毫秒至几十毫秒，因而功率测试仪无法测其吸合阶段的功耗，只能测试接触吸合稳定后的功耗；（2）高精度功率分析仪产品，需配备交直流电压及电流探头，但目前国内外可以测量小电流（5A及以下）的电流探头的精度偏低且价格昂贵，无法满足测试要求。因此随着检测要求的提高，传统功率测试仪与功率分析仪都不符合特殊的要求，有必要进行改进升级。

发明内容

本发明的目的是提供一种交直流接触器线圈功耗测试仪。本发明通过下述技术方案予以实现：

本发明的交直流接触器线圈功耗测试仪包括霍尔电压传感器（U1）、霍尔电流传感器（U2）、直流电源（U3）、放大电路（U7）、数据采集卡（U5）、计算机（U6）；所述的霍尔电压传感器（U1）的M端与数据采集卡（U5）的第0端相连；霍尔电流传感器（U2）的M端与电阻R1的第1端相连，再与放大电路（U7）的正向输入端相连；放大电路（U7）的输出端与数据采集卡（U5）的第2端相连；数据采集卡（U5）的输出端通过USB数据线与计算机（U6）相连；直流电源（U3）的+DC端与霍尔电压传感器（U1）的+端、霍尔电流传感器（U2）的+端、放大电路（U7）中运算放大器（U4A）的第8端相连，直流电源（U3）的-DC端与霍尔电压传感器（U1）的-端、霍尔电流传感器（U2）的-端、放大电路（U7）中运算放大器（U4A）的第4端相连；直流电源（U3）的COM端、霍尔电压传感器（U1）的0端、电阻R1的第2端、放大电路（U7）中的接地端、数据采集卡（U5）的第1、3、9端分别与地相接；所述霍尔电压传感器（U1）的+HT、-HT端为电压采集输入端口；所述霍尔电流传感器（U2）的OUT、IN端为电流采集输入端口；所述放大电路（U7）包括运算放大器（U4A）与电阻，运算放大器（U4A）的第3端为放大电路（U7）的正向输入端，运算放大器（U4A）的第2端与电阻R2的第1端、电阻R3的第1端相连，运算放大器（U4A）的第1端与电阻R3的第2端、电阻R4的第1端相连，运算放大器（U4A）的第1端为放大电路（U7）的输出端，电阻R2的第2端与电阻R4的第2端为放大电路（U7）的接地端；所述数据采集卡（U5），用于同步采集模拟信号并进行模数转换，采样率设置为20kS/s，分辨率为16位；USB数据线一方面用于所述数据采集卡（U5）供电，一方面用于通信，将采样信号实时传输至计算机（U6）；在所述计算机（U6）上编写LabVIEW软件对采样信号进行数据分析与计算，S1为DAQ数据采集程序模块，在该模块中设置好采样通道、采样率、采样时间等参数，实现接触器线圈的电压信号与电流信号的采集；S2为信号截取程序模块，通过S1模块采集得到的电压、电流信号显示在LabVIEW示波图控件中，拖动示波图控件的两个光标，确定接触器吸合阶段或吸持阶段的电压与信号的起始与终止时刻，由信号截取程序模块(S2)截取出光标间的电压、电流信号；S3、S4为真有效值计算模块，其可按照该公式计算，即先对输入信号进行平方运算操作，再利用辛普森数值积分公式进行积分操作，最后除以信号的持续时间可得出输入电压与电流信号的真有效值；S5为乘法运算模块，将计算得到电压与电流信号的真有效值相乘即可得到接触器线圈功耗；S6为表格显示控件，展现采集到的波形及计算的各个参数：电压、电流、吸合功耗、吸持功耗、时间；所述直流电源（U3）的N、L端接入市电即可输出±15V。