大电流继电器开关自动检测方案

1、大电流继电器开关测试的硬件实现和通讯接口协议1 大电流继电器开关测试设计 精确地读取老炼电流，对老炼次数进行准确计数，是本下位机的主要设计内容。避免人工干预、最大程度的自动化是设计的思想。同时，对设备运行中可能出现的非理想因素要做充分的考虑。 非理想因素，如产品复测，条形码连续扫描，测量值超差等。1.1 主要测量实现电流测量，采用仪表放大器和高精度的ADC模数转换器实现。仪表放大器具有优良的测试精度，极高的共模抑制比，和极高的输入阻抗。仪表放大器的采用可以消除对原测试电路的影响，避免工业干扰的引入，并能获得优良的测量精度。目前用户的测量范围是400A,精度要求小数点后1位，这样12位精度的AD

2、C基本满足应用要求。我们从留充分余地和适当超前，精心做产品的角度考虑，采用16位的ADC,使关键数据保证绝对的精确。 每次电流测量，采集电流值4次，取其平均值作为结果。 ADC模数转换器与控制器MCU之间进行光电隔离设计。 老炼次数测量，是从时间计数器上读取脉冲或者开关状态信息。这两种方式在本次设计中兼容设计，确保联机一次性顺利成功。设计中消除触点抖动是重点考虑的问题。这里，采用多次间隔判断，防止抖动误判读。 读取点燃时间继电器作为老炼次数的计数脉冲；读取总时间继电器作为某个产品结束测试的信号。 脉冲读取电路与控制器MCU之间进行光电隔离。1.2 非理想因素的考虑1.2.1 可能有一种情况，因

3、为操作失误，或者对某产品的测量结果提出质疑，需要对其重新测试。简便的操作是在下位机按压一个“重测按钮”，而不需要到上位机处操作。接下来对其重新测试即可。1.2.2 测试操作人员在测试时，可能一下子对多个产品进行条形码扫描，然后逐个产品老炼测试。这就引入了一个已扫描代码与被测产品的对应问题。我们采用“先入先出”思路，即FIFO原理实现对应关系。这样在逐个产品的老炼过程中，可能需要显示正在测试的产品的编号，给操作人员一个提示。建议采用四位数码管显示条形码数值的后四位。 1.2.3 结合上条，对进行改进，把需要重测的产品先取下来，最后重新扫描条形码，并再次测试。不用按压所谓“重测按钮”。在上位机处理

4、中，对同一编号的产品多个测试记录，取其最后一个测量结果。1.2.4 在以上的讨论中，再提出一种“随时插队”的思想。一批扫描形成一个序列。这个序列中已经被测试处理过的元素如果被再次扫描，将被作为正在测试或者即将测试的元素插入队列，队列的其它未处理元素排序不变；这个序列中未被测试处理过的元素如果被再次扫描，将被作为正在测试或者即将测试的元素插入队列，其原来的序列占位被删除，队列的其它未处理元素排序不变。1.2.5 测量值超差时，应给操作者某种声光形式的警告。1.3 接口通讯1.3.1 接口硬件，采用RS485总线传输。器件采用高性能的MAX488，并且与控制器MCU进行光电隔离，消除地电位的影响，

5、确保通讯的高可靠性。1.3.2 接口协议 （见附页）2. 综合测试台设计触头自闭力、反力、接触电阻是本设计的主要内容。避免人工干预、最大程度的自动化是设计的思想。同时，对设备运行中可能出现的非理想因素做充分的考虑。非理想因素，如产品复测，条形码连续扫描，产品测量值超差，反力测量的拉距偏差等。2.1 主测试电路实现 触头自闭力、反力测量，采用仪表放大器和高精度的ADC模数转换器实现。仪表放大器具有优良的测试精度，极高的共模抑制比，和极高的输入阻抗。仪表放大器的采用可以消除对原测试电路的影响，避免工业干扰的引入，并能获得优良的测量精度。用户采用的称重传感器灵敏度大约是3mV，信号比较微弱。需要把信

6、号放大约60dB。目前用户的测量信号常用值是3000n,充分的测量范围按1倍考虑，达6000n，这样13位精度的ADC基本满足应用要求。我们从留充分余地和适当超前，精心做产品的角度考虑，采用16位的ADC,使关键数据保证绝对的精确。从系统抗干扰角度考虑，要避免模拟量的长线传输，防止对原称重系统引入干扰，并影响到在研单元的测量准确性，以上电路可考虑放入称重显示器内部。 每次测力测量，采集值4次，取其平均值作为结果。 测量结果以数字形式与下位主机连接，接口电路上进行光电隔离设计。 接触电阻测量。接触电阻大约是微欧的，其上面的压降大约是1.4mV，属于微弱信号。采用仪表放大器进行63dB的放大。电路

7、上采用两级实现。前级增益分配是40dB，后级的增益分配是23dB。ADC模数转换器采用12位元器件。测试操作人员在测量内阻时，在加入测量表笔的过程中，必然会引入接触噪声。我们在设计中采用多次采样，并判断稳定值的方法对一些数据进行取舍，最后取其平均值的方法得到结果。触头自闭力、反力测量取值时机自闭力的读取，在对被测产品施加拉力的过程中，在测试台上的电回路断开时读取。 反力的读取，在施加的拉力增大到一个稳定值，并且不再继续增大时读取。如果意外地造成反力拉距过大，就需要一个按钮来“确认”。考虑到综合测试台已经有了脚踏板，可以考虑脚踏板复用作为“确认”按钮，减少操作工的操作对象。兼容设计开关。2.2

8、非理想因素的考虑2.2.1可能有一种情况，因为操作失误，或者对某产品的测量结果提出质疑，需要对其重新测试。简便的操作是在下位机按压一个“重测按钮”，而不需要到上位机处操作。接下来对其重新测试即可。测试操作人员在测试时，可能一下子对多个产品进行条形码扫描，然后逐个产品老炼测试。这就引入了一个已扫描代码与被测产品的对应问题。我们采用“先入先出”思路，即FIFO原理实现对应关系。这样在逐个产品的老炼过程中，可能需要显示正在测试的产品的编号，给操作人员一个提示。建议采用四位数码管显示条形码数值的后四位。结合上条，对2.2.1进行改进，把需要重测的产品先取下来，最后重新扫描条形码，并再次测试。不用按压所

9、谓“重测按钮”。 在上位机处理中，对同一编号的产品多个测试记录，取其最后一个测试结果。 在以上的讨论中，再提出一种“随时插队”的思想。一批扫描形成一个序列。这个序列中已经被测试处理过的元素如果被再次扫描，将被作为正在测试或者即将测试的元素插入队列，队列的其它未处理元素排序不变；这个序列中未被测试处理过的元素如果被再次扫描，将被作为正在测试或者即将测试的元素插入队列，其原来的序列占位被删除，队列的其它未处理元素排序不变。2.2.5 测量成功或测量值值超差时，应给操作者某种声光形式的警告。2.3 接口通讯 接口硬件，采用RS485总线传输。器件采用高性能的MAX488，并且与控制器MCU进行光电隔

10、离，消除地电位的影响，确保通讯的高可靠性。2.3.2 接口协议 （见附页）功能指令发出者指令参数说明参数单位字节数设置下位机采集电流的时机(从加载电流后延时)上位机发送A5H “S” xxHA5是同步字，S是ASCII码，XX是时间2ms3下位机返回A5H “S” xxH同上2ms3一次加电过程，下位机发送采集的电流值下位机发送A5H “A” xxH YYHXX、YY分别组成高低两字节电流值0.1A4上位机返回A5H “A” xxHXX=0数据合格，XX=1偏小, XX=2偏大3一个产品的测试，下位机发送测试次数下位机发送A5H “T” xxHXX代表对本产品加电流次数次3上位机返回A5H “

11、T” xxH0合格，1偏小, 2偏大，3未获条形码3正在测试或即将测试的产品条形码信息上位机发送A5H “N” ab cd abcd为条形码提取的数字之最后4位*4下位机返回无数码管显示“- - - -”或数字下位机请求对目前正测试产品或刚完成测试产品进行重测下位机发送A5H “R” xxHXX=0请求重测；XX=1放弃重测3上位机返回A5H “R” xxHXX=0允许重测；XX=1允许放弃重测3附页 大电流继电器开关通讯设计， 9600bps，8，N，1*注 此处的ab cd值为BCD码。综合测试平台通讯设计， 9600bps，8，N，1功能指令发出者指令参数说明参数单位字节数一个产品的测试

12、，下位机发送自闭力数据上位机发送A5H “D” xxH YYHXXYY组成两字节的自闭力值N4下位机返回A5H “D” xxHXXH=0数据合格，=1偏小，=2偏大3一个产品的测试，下位机发送反力数据上位机发送A5H “G” xxH YYHXXYY组成两字节的反力值N4下位机返回A5H “G” xxHXXH=0数据合格，=1偏小，=2偏大3一个产品的测试，下位机发送内阻数据上位机发送A5H “V” xxH YYHXXYY组成两字节的内阻值4下位机返回A5H “V” xxHXXH=0数据合格，=1偏小，=2偏大3正在测试或即将测试的产品条形码信息上位机发送A5H “N” ab cd abcd为条形码提取的数字之最后4位*4下位