LabVIEW的溫度繼電器測試系統(tǒng)設(shè)計

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 LabVIEW的溫度繼電器測試系統(tǒng)設(shè)計 溫度繼電器是一種溫度敏感元件，它的輸出狀態(tài)完全由所需控制溫度高低決定。溫度繼電器的關(guān)鍵工序是溫度特性(升溫時的動作溫度和降溫時的回復(fù)溫度)的檢測。目前，對溫度繼電器的測量還采用手工測試，測試人員要不停地調(diào)整溫度，當(dāng)溫度到達要求時，需要手工記錄下每個數(shù)據(jù)，操作步驟十分繁瑣，工作量也非常大。為了簡化測試工作，提高工作效率及提高測試數(shù)據(jù)的可靠性，本文介紹的是一種利用KEITHLEY2700數(shù)據(jù)采集儀器，并在LabVIEW虛擬儀器平臺上開發(fā)的溫度繼電器測試系統(tǒng)。 1 檢測原理及系統(tǒng)的組成 1.1 檢測原理 溫度繼電器的溫度特性檢測

2、，實質(zhì)上是判斷溫度繼電電器是斷開還是閉合那瞬間的溫度是否符合技術(shù)指標。對溫度繼電器檢測方法有3種分別是試塊測定法、空氣測定法和液體測定法。對溫度繼電器的檢測無論采用3種方法中的哪一種，都需要對溫度繼電器開展溫度特性的狀態(tài)判定(升溫斷開或降溫閉合)和溫度監(jiān)測。通?？諝鉁y定法與液體測定法檢測值較為接近，而與試塊測定法相比就會有大約35差值。行業(yè)中通常采用試塊法測定和空氣測定法。另外產(chǎn)品檢測中的升溫和降溫速度對檢測結(jié)果影響較大，必須按照標準規(guī)定選擇升降速度。本系統(tǒng)采用空氣測定法。 1)溫度特性判定 傳統(tǒng)的檢測方法中，通常采用發(fā)光二級管來判定溫度繼電器是斷開或者閉合，即二極管亮則溫度繼電器是閉合的，否

3、則溫度繼電器是斷開的。在斷開或者閉合時人工手動記錄動作時的溫度。本系統(tǒng)通過，KEITHLEY2700數(shù)據(jù)采集儀器循環(huán)掃描40個通道的阻值，如果阻值為0，則判定此時溫度繼電器為閉合;如果阻值為，則判定溫度繼電器為斷開。自動將KEITHLEY2700對應(yīng)通道的溫度繼電器動作或回復(fù)時的溫度記錄存儲到excel中。 2)溫度監(jiān)測 試塊法通常采用水銀溫度計監(jiān)測，空氣測定法和液體測定法通常采用溫度傳感器監(jiān)測溫度。本系統(tǒng)采用PT100鉑電阻傳感器，利用KEITHLEY2700循環(huán)掃描PT100阻值，通過下面公式換算出溫度，實現(xiàn)對實時溫度的檢測。 在實際測試過程中需要對公式開展修正，才能更接近真實的溫度值。在

4、本系統(tǒng)中，經(jīng)過計量校正后PT100溫度誤差小于0.1 。 1.2 系統(tǒng)組成 圖1給出了系統(tǒng)的組成框圖，該溫度繼電器測試系統(tǒng)主要由計算機、KEITHLEY2700、高低溫測試箱和溫度繼電器測試電路組成。 1)溫度繼電器測試電路 該電路將溫度繼電器與7700開關(guān)模塊相連，從而實現(xiàn)計算機通過LahvIEW控制KEITHLEY2700采集溫度繼電器開閉點的溫度。在掃描操作時，單個7700提供20路雙刀信號通道或10路4線信號通道。該電路將通道1接Pt100熱敏電阻用于采集溫箱的溫度，通道2至通道n為待測溫度繼電器通道。理論上KEITHLEY2700可以掃描40個通道，即可測39個溫度繼電器(通道1用于

5、測溫度)。由于條件限制，本方案的溫度繼電器采集板只用到KEITHLEY2700前10個通道，即1通道測溫度、2通道至10通道用于溫度繼電器測試。 2)數(shù)據(jù)傳輸 LabVIEW和KEITHLEY 2700通過GPIB接口開展通信。通過NI488將USB轉(zhuǎn)換串口，使計算機和KEITHLEY2700互聯(lián)通信。 2 測試系統(tǒng)軟件設(shè)計 本系統(tǒng)是在LabVIEW平臺上開發(fā)的溫度繼電器自動化測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計了直觀的操作界面，能夠自動采集并記錄數(shù)據(jù)。其工作流程圖如圖2所示。 該方案的LahVIEW操作界面如圖3所示。 1)設(shè)備連接 首先將數(shù)據(jù)采集卡7700插入KEITHLEY2700中，每臺KEITHLE

6、Y2700多可以支持兩塊(共40通道)采集卡。將電路板連接在7700數(shù)據(jù)采集卡的插槽中。使用GPIB數(shù)據(jù)線連接計算機與KEITHLEY2700設(shè)備。在測試過程中需要將KEITHLEY2700的GPIB地址與本軟件的ADDR：06要一致。KEITHLEY2700的LahVIEW驅(qū)動程序如圖4所示。 2)實時溫度 Pt100貼片熱敏電阻接在數(shù)據(jù)采集卡7700的通道1上，LabVIEW控制KEITHLEY2700循環(huán)掃描通道1的電阻值，利用公式 ，即可算出實時的溫度。在實際測量過程中由于導(dǎo)線存在阻值，存在誤差需要對公式開展修正。LabVIEW程序圖如圖5所示。 3)升溫斷開 溫度繼電器在升溫過程中未

7、斷開時的阻值為0，斷開后其阻值為。在LabVIEW中對KEITHLEY2700掃描的阻值開展判斷。如果通道n其阻值大于10，則溫度繼電器斷開記錄當(dāng)前溫度(溫度值為次斷開時的溫度值)。當(dāng)所有通道的阻值都大于10時，程序自動停止。要在LabVIEW中實現(xiàn)循環(huán)判斷阻值，使用循環(huán)嵌套加反應(yīng)方式能夠很好的簡化編程。LabV IEW程序圖如圖6所示。 4)降溫閉合 如果通道n其阻值小于10，則溫度繼電器斷開記錄當(dāng)前溫度(溫度值為次閉合時的溫度值)。當(dāng)所有通道的阻值都小于10時，程序自動停止。次編程與升溫斷開相似。 5)數(shù)據(jù)處理 測試到的數(shù)據(jù)都保存在設(shè)置好的電子表格中。打開這些文件可以清楚地看到所測量的數(shù)據(jù)。在excel中可調(diào)用宏，即可判斷溫度繼電器是否合格。 3 實際測試與數(shù)據(jù)分析 本系統(tǒng)測試利用2700自動掃描各個通道的阻值來判斷溫度繼電器是斷開或閉合。一個2700可以插2個7700即可以測試40個通道。以80個某型號(305)溫度繼電器為例，每次測20個需測4次，如下表1給出其中測量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將保存到excel中。 從表中可以看出通道8和通道16超標，需要剔除出來做進一步的驗證。其他通道都符合測試技術(shù)要求可判為合格。需要說明的是通道8超標，主要誤差來自于高低溫箱升溫過程中各個部位不均勻，因此在測試過程中，溫箱的溫度需要緩慢的升降以降低誤差。 4 結(jié)束語 溫度繼電器在很多行業(yè)中都非