电气测试技术（共10篇）
电气测试技术 篇1
1 质量控制的大背景
医疗设备质量控制是运用管理和医学工程技术手段保证医疗设备使用安全与应用质量的一项系统工程, 可分为设备采购方面的质量控制、临床应用方面的质量控制和医学工程保障方面的质量控制, 其目的是保证医疗安全和质量。
截止2008年底, 全国各类医疗设备总价值约5500亿元, 怎样保证这些设备的安全运作, 是我们医学工程技术人员的重中之重。
美国FDA监测, 1992年—2002年的10年间约发生40多万起医疗器械不良事件的投诉案件, 其中引起病人死亡的多达6636例。国内情况也不乐观, 有关资料统计, 医疗设备质量问题所引起的医疗事故占全部事故的17%, 某部门在某范围内进行大型医疗设备应用检测中, 67台某类型设备的全项指标合格的只占13.4%。这些数据说明医疗设备的安全问题目前是世界性的问题, 怎样解决这类问题迫在眉睫。
2 电气安全的重要性
电气安全是一个引人关注的涉及医疗器械的重要领域, 电击可造成医疗过程的失败、伤害乃至死亡。生理效应的范围从刺痛的感觉, 到严重烧伤和触电, 人体组织对50—60Hz频率范围内的电流非常敏感。1～2mA, 使人麻木;8～12mA, 肌肉自动收缩;22mA～ , “冻结”电流, 摆脱电流;100mA～ , 引起心脏颤动, 危及生命;几安培, 神经系统停止活动, 使呼吸停止。
对于电易感患者, 电气安全问题具有更大的意义。在心脏治疗中, 导管可能被放置到与医疗设备相连接的患者的心脏内。皮肤是大电阻, 但身体内部的组件, 如血液及肌肉, 是小电阻。在对狗进行的动物实验中发现, 当导体与心脏直接接触时, 低至20μA的电流都可以引起心室颤动。微电击是描述电流直接对心击作用的专有名称。
3 电气安全分析仪ESA601
(1) 设备的分类:
B类:患者应用部分接地, 比如超声诊断设备、血压和呼吸监护设备等。
BF型:浮置患者应用部分 (表面导体) 。
CF型:直接与心脏接触的浮置患者应用部分, 比如心电图机、电凝、心电监护设备等。
(2) 电气安全分析仪 (ESA) 的设置:
将控制器设置为启动模式 (例如ESA601的功能切换至关闭状态) , 将测量电缆插入到ESA, 插上ESA的电源并打开ESA, 确保读自ESA的线电压正确。注意:下面所有测试都应在设备开和关时进行。应对最高读数作记录或做例外情况的报告。
(3) 接地电阻:
将医疗设备电源线插入到ESA电源插孔, 如果这是一个永久的有限设备, 其地线连接与设备一样, 也需要进行测试。ESA的地线接入口也需要连一个地线, 具有隔离电源的分散装在各个房间的设备应进行接地配电系统的测试。通过将红色导联与ESA的接地点进行连接并按“0”按钮将测试导联阻抗设为0.。将红色接地导联放置在被测设备地盘的接地点, 激活接地阻抗测量的控制器, 并记录其读数, 如果出现反常值, 则应记录入档案。
(4) 绝缘测试:
将红色导联从被测设备机壳的接地点移开, 将功能旋钮切换至绝缘档, 首先测量接地端, 之后测量患者应用部分。
(5) 接地漏电流:
测量接地漏电流的方法是将功能旋钮切换至接地泄露设置档, 并按照ESA的步骤进行, 测量时红色的导联不用连接到设备。测量应该在正常和反向极性下测量, 确保ESA没有在正常和反向极性间快速变化, 记录其读数, 如果出现反常值, 则应记录入档案。
(6) 机壳漏电流:
按照ESA的步骤进行机壳漏电流的测量, 测量时红色导联连接到设备上。测量应该在正常和反向极性下测量, 确保ESA没有在正常和反向极性间快速变化。记录其读数, 如果出现反常值, 则应记录入档案。
(7) 患者应用部分漏电流:
按照ESA的指导, 将功能旋钮切换至患者导联漏电流或者应用部分漏电流档。测量时红色导联应连接到设备上, 测量应该在正常和反向极性下测量。确保ESA没有在正常和反向极性间快速变化, 全部导联连接在一起和单独对地导联的测试都应该进行。记录其读数, 如果出现反常值, 则应记录入档案。
(8) 导联隔离测试/应用部分加压漏电流:
此测试适用于在患者应用部分的加电源电压, 因此, 应注意在测试的过程中不要接触患者应用部分。参照ESA的手册, 确保患者端导联与ESA上的接线柱连接正常。按照ESA的指导, 将功能旋钮切换至患者导联漏电流或者应用部分漏电流档, 测量时红色导联应连接到设备上, 测量应该在正常和反向极性下测量。确保ESA没有在正常和反向极性间快速变化。全部导联连接在一起和单独对地导联的测试都应该进行。记录其读数, 如果出现反常值, 则应记录入档案。
电气测试技术 篇2
专业简介：
电气工程及其自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点强弱电结合、电工技术与电子技术结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，使学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练、具有从事电气工程领域某专业方向的工程设计、系统分析、系统运行、研究开发、经济管理和教学工作的基本能力。有很强的适应性，既可以在电力系统和电气装备领域，也可以在自动化及信息领域从事工程设计、研究开发、系统运行、设备制造等工作。
主干学科：
电气工程、控制科学与工程
主要课程：
主要课程：电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、工程电磁场、信号系统与信号处理、连续与离散控制系统、微机原理及接口技术、自动控制原理、PLC原理及应用、电机学、电力电子技术、电力系统分析。
主要实践性教学环节：
模拟电子技术基础实验、微机原理与接口实验、电机学实验、电机控制课程设计、电气工程认识实习、金工实习、电子电路基本技能实习、电子技术综合设计与实践、可编程器件及数字系统、电气技术基础综合设计与实践、毕业设计
测试计量技术及仪器
测试计量技术及仪器学科属仪器科学与技术中的二级学科，它是一门涉及数学、物理学、微电子学、精密机械、传感器技术、自动控制技术、计算机技术和通信技术的交叉新型学科，并与信息、通信工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、控制科学与工程紧密联系并相互支持。本学科的研究范畴是：研究获取客观世界信息与处理的方法及工具。其发展方向一是测量范围向两端延伸，测量精度进一步提高，二是向动态、实时在线、遥控、多功能、数字化、智能化方向发展。
主要课程：
机械工程现代测试实验、机械制造技术基础、精密机械设计、智能仪器、分析仪器、分析测试试验、在线检测技术、现代测试技术、互换性与测量技术、光电检测技术、数值计算方法、VC编程、地球探测技术及仪器、虚拟仪器、精密测量理论与技术、随即信号分析与处理、弱信号检测、计量学基础、传感器工程
车辆测试技术及仪器是测试计量技术及仪器专业中的研究方向之一，主要开展关于车辆动态测试与分析技术、动态性能评价、动态测试原理与方法、专用测试仪器开发、车辆故障智能化诊断、结构模态分析、机电一体化方面的新技术研究及其设备仪器、机械自动化生产线、车辆检测车及检测线等方面的的研究、研制开发工作。动态测试与信号处理、专用测试仪器研制、汽车检测和汽车故障智能化诊断是本研究方向的特色。
一级学科名称：仪器科学与技术
二级学科名称：精密仪器及机械、测试计量技术及仪器
电气自动化设备可靠性测试分析 篇3
关键字：电气自动化设备;测试方法;可靠性
中图分类号：TM76 文献标识码：A
由于电控及自动化设备特殊性，产量小品种多。对其进行试验室测试有一定的困难，所以采用现场测试比较实际，但现场测试也有缺点。所以，搞一些试验室测试并且通过对试验室测试所获得的可靠性数据与现场可靠性所获得数据进行比较，更准确地判定设备的可靠性程度。在测试过程中需按照流程操作、及时保养，才会有满意的成果及可靠性测试结果。现场可靠性测试实验室我国电控设备未来的发展方向，现场可靠性试验也非常适合我国电控自动化设备的发展。
1.电气控制设备的可靠性现状
控制设备可靠性指标低与工作环境、使用及维护不当有相当大的关系，电气设备所处的工作环境多种多样，影响控制设备可靠性的因素有气候条件。机械作用力和电磁干扰，气候条件中温度、湿度、气压、大气污染等因素，能使控制设备的电气性能下降，温升过高，运动不灵活，结构损坏，直至瘫痪，不能正常工作。目前元器件生产厂家众多，质量有好有坏，因此控制设备可靠性指标偏低，在小企业中，管理体系缺陷，零部件进厂检查不能得到有效实行，同时，市场中的恶性竞争，导致元器件价格相对低廉，企业不顾质量的采购，使得控制设备可靠性指标偏低，使用寿命大打折扣。
2.电气设备可靠性测试方法分析
2.1 试验室的测试方法
由于在试验室内有非常优异的工作、试验条件，所以我们可以通过模拟的方法，将实际的使用条件模拟出来，再进行试验，通过累计失效数以及时间等数据，来得到需要的可靠性指标，这就是试验室的可靠性试验。通过试验室试验的方法，我们得到的试验结果与实际结果更加贴近，但是这种方法存在一定的局限性，那就是投资过大，需要大量的资金、设备以及专业技术人员，因此要尽量考虑成本因素，选择是否使用此种方法，总体来说，这种试验室的测试方法比较适用于大规模的生产。
2.2 保证试验方法
该方法是在产品出厂前将产品在规定条件下进行无故障的工作试验，俗称烤机，我们研究的电控设备通常由大量的元器件组成，它的故障模式是一种不以某几种故障为主的、随机的、多样化的形式显现出来的，因此它的故障服从指数分布，也就是说它的失效率具有随着时间变化的特性。我们在试验室内对出厂前的产品进行烤机，实际上就是对产品的早期失效进行测试考核。通过对产品的改进，使失效率达到某项规定指标后再出厂。这项试验主要是一种可靠性保证试验，而且所需时间长，对大量生产的产品来说，它只能用于设备的样本，对小量、大系统生产的产品来说，它可用于所有产品。这种试验方法对电路复杂、可靠性要求较高、台数少的电控及自动化设备比较适用。
2.3 现场试验方法
通过对设备在使用现场进行的可靠性测试记录各种可靠性数据，然后根据数理统计，参照不同的试验数据来研究出正确的方式，保证自动化设备的性能的到很好的发挥。其特点是使用的试验设备较少，工作环境与现场情况基本相同，所测试的数据能够真实反映电控设备在实际使用情况下的可靠性，维护性等参数，其工作效率高。但其遇到受控条件下也难以进行试验，容易被外界因素干扰。现场测试主要是一下几点：测试设备一直运行，在线测试;停机测试时，电控设备需中止运行;在特别设计的试验设备上进行试验，进行脱机测试，将测试部件移除现场。这三中测试方法各有各的特点，要依据实际情况来确定是哪一种测试方法。现场测试由于其设备的难以安装和连接，这也是现场测试的一大缺点。
3.可靠性测试方法的选择对策
3.1 场地的选择
如何对可靠性测试的方法进行选择，对于可靠性测试来说具有非常重要的作用。一般来说，可以从实验产品、实验环境、实验场地、实验程序等方面入手，进行推测。场地选择之前需要对相关环境进行一定程度的了解，选择的同时要遵循一定的原则。如果是对正常使用状况下的可靠性进行测试，需要选择较为特殊典型的工作场地，如果是为了能够提供可比性比较可靠的资料，需要选择有近似实验或者有相同条件的场地。
3.2 实验产品选择
实验产品的选择同样需要遵循一定原则，对于产品来说需要有一定的典型性。其涵盖的品种要多，矿井提升电动设备、纺织机电控制设备、造纸机电设备等。同时，产品需要用中小型和大型设备，不仅要有简短运行的设备还要有连续运行的设备。在进行测试之前需要对测试程序进行规划，保证现场测试人员能够严格依据规定好的程序进行测试内容的实施。
3.3 实验环境的选择
因为电器自动化设备一般情况差异比较大，在对实验环境测试的时候要选择环境不过度恶劣的地区，保证测试结果的公平性。实验检测的组织工作，这个环节在实验工作中非常重要，主要是对各个场地进行组织管理的工作，肩负着对相关实验数据的确定、整理、收集，对实验工作的协调、相关检测人员的选定，可靠性设备检测工程师、制造师的选择等工作，所以在进行可靠性测试方法选择的时候，要着重考虑这方面的方法，促进可靠性检测结果的客观性。
4.结束语
综上所述，在保证满足产品的需要时，按最经济的生产方法设计元器件及部件。根据电控设备中电路的性能的要求和工作环境条件来选取合适的元器件，元器件等部件其技术条件、技术性能、质量等，都必须满足设备工作和环境的要求，同时优先选择品质好的，质量可靠并稳定的，有发展前途的标准元器件。在设备设计阶段，进行精密的可靠性计算，从而找出正确的设计方法。控制设备的温度，使其工作在适宜的温度下，由于温度对设备的可靠性也具有一定的影响，所以设备的温度及设备所损耗的功率也是可靠性所要考虑的一个部分及条件。
参考文献：
[1]李兵. 电气自动化的初步探讨[J]. 科技传播.2014
电气测试技术 篇4
1 对电气化铁路的用电特点分析
电气化铁路用电是一种冲击性负荷用电。机车的往返,对某一牵引站的冲击力较大。一般而言,为了减少电力机车牵引网单相供电的不平衡度,会采取均载措施。而由于各区段行车密度不尽相同,也就会使得各区段的机车本身的负荷不同,因而造成负荷的不平衡度相差较大。因此,电气化铁路的用电负荷有着非线性、三相负荷严重不平衡和电谐波分量大且次数多等特点,因此电气化铁路的电能计量就尤为重要了[1]。
2 电能计量分析
(1)电能计量方法[2]。
电气化铁路目前常采用的计量方式,主要是通过电压和电流互感器在牵引变电所的110 kV侧或27.5 kV侧进行计量测试。
1)110 kV侧计量方法。
这种计量方式一般用三相四线有功电能表进行计量。这是由于电气化铁路牵引变电所是由110 kV交流直接供电,根据电能计量装置管理规程的要求,110 kV侧应当是中性点的有效接地系统。在这种情况下,可以减少因不平衡负荷引起的电能表的误差。其具体算式如式(1)所示。
月用电量=(本月抄表数-上月抄表数)×倍率 (1)
2)27.5 kV侧计量方式。
这种方式是在牵引变电所变压器低压27.5 kV侧用两只单相电能表计量有功电能,将电流线分别接于A相和B相,将电压线圈接于UAC和UBC。其具体算式如式(2)所示。
月实际用电量=(月抄表数-上月抄表数)×倍率+变压器损耗 (2)
目前,在一些新的电气化铁路牵引站中,较多使用全电子电能表三相四线线制的计量方式,这可以大大减少整套装置的误差,还可精确地计量出正反有功和无功电能,运行稳定,受环境因素影响较小。
(2)电能表在计量受到的影响。
1)电能表一般采用电磁式结构。
其计量误差主要是由电能表里的线圈产生的力矩大小决定的,而力矩是由作用在线圈的功率决定的。谐波功率对电能表盘产生的力矩随着谐波功率的大小和方向变化,这也就是电能表误差的重要原因。研究表明,受高次谐波的影响,电能表的转速比没有谐波时慢,因此这就存在着不同程度的少计电量。
2)谐波对全电子式电能表计量的影响。
全电子电能表是利用交流采样读取电压电流以及相位角度等信号,再经过计算机芯片来计算,将测得的数据转换成存储单元和显示单元。这里的误差显然不在计算机的芯片上,而是取决于交流采样信号的精准度,所以要尽量避免采样时谐波引起的误差。相比机械式的电能表,全电子电能表受谐波的影响较小。同等条件下,全电子式电能表比机械式电能表具有精确度高、抗干扰性好、功能较多等优点。在电气化铁路牵引站中,测试用的电能表一般采用“A/D”采样原理全电子式电能表,此表功能较多且易操作。但其抗谐波干扰能力并不理想,因此需要借用先进的计量测试技术,以下将详解。
3 计量与测试技术在电能测量的应用
鉴于对多个电气化铁路牵引站进行的试验,采用三相四线计量式全电子电能表,计量电能是可行的。以下是将通过电子计量与测试对电能进行准确的计量,再结合其经济效益分析这种计量方式是否合理科学[3]。
(1)分析采用的电能表。
A表采用“A/D”采样的数据,经过MCU单片机芯片计算出电能量。“A/D”电能表是对电能量进行分段时间进行的,较适用于静态功率场合,对电气化铁路的谐波抵抗较低。电气化铁路测试现场往往信号变化较多,信号与噪声不便加以区别,因此就有可能影响电气化铁路电能量的真实准确性,但使用“A/D”采样可以实现多功能化,且成本较低。
T表是采用“时分隔乘法器”与“A/D”采样两种方法相结合。时分隔乘法器是对功率进行连续的测试,可以解决在谐波及不平衡负荷影响的情形下电能的计量。再采用“A/D”采样,对应无功电能和其他电参数,这样就保障了有功电能的测试准确性,而且实现了多功能要求,但其成本较高。
(2)在多个电气化铁路牵引站,用以上两个电能表测试所得的试验数据分析结果,如表1~表3所示。
如表1所示,测试期间,T表比A表多计
(108.863-0.495)-(899.286 4-793.464 4)=+2.546 Wh (3)
两只表有功电量误差
+2.546/(899.286 4-793.464 4)=+2.406% (4)
如表2所示,T表比A表多计有功电量
29.451-28.7526=0.698 4 Wh (5)
两表有功电量误差
0.698 4/28.752 6=2.429% (6)
如表3所示,T表比A表多计有功电量为
54.470-53.495 9=0.974 Wh (7)
有功电量误差
0.974 1/53.495 9=1.821% (8)
综上试验结果可以看出,T表比A 表平均多计量出有功电能量约2%,所以采用时分隔乘法器与“A/D”采样电表,更具准确性、可靠性。
(3)经济效益分析。
采用三相四线制计量方式的电气化铁路牵引站,相比以前的计量方式,具有下面优点:
1)计量结果更接近理论值和实际值。
2)采用全电子电能表,即减少了误差又节约了成本。
3)实验结果表明,T表的计量测试结果比A表更具优越性,因此可将此技术推广到其他具有谐波干扰的计量点,可有效地改善计量点的准确性,并能取得一定的经济效益。
4 计量与测试技术在电气工程应用发展前景
目前计量测试技术在电气工程当中的应用,主要是提高测量的准确度、扩大测量的范围、发展多参数式的测量技术等。电气工程的发展与物理理论的交叉面越来越广,也就使得与测定物理参数的关系更加密切。而计量学研究的领域随着科学的发展,早已突破了物理学的范畴,并在技术开发中发挥较大作用,因此,常规的计量方式有待进一步提高。文中采用的电气化铁路牵引站用全电子电能表的三相四线计量方式,通过电子计算得到精确的有功电量,为电气化铁路牵引站提供更好的服务保障。因此计量与测试技术,要在电气工程中要得到广泛应用,还需要与电子信息技术相结合[4]。
(1)计量测试是电子信息技术形成中是必须进行的工作。
目前国际公认的电子电气类参量已向多参量或综合参量发展,并在自动化设备、智能仪器等方面起着重要作用,而这些都依赖于计量测试技术的解决。
(2)计量与测试技术是电气电子信息产品质量的保障。
在生产电子信息产品中,首先要测试和筛选元配件,再测试电路板、整合后测试其性能,售后还要进行故障测试,这些都是实现标准化产品需要依赖于计量来保证。
(3)在自动化系统中,计量测试设备是前提。
只有对传感器准确地测试,再反馈结果,才能确定其系统的稳定性,其作用是明显的。
计量与测试作为电气工程技术的基础和保障,只有不断向大动态、多功能、高可靠性、高准确度、高实时性等方面发展,才能更进一步在电气工程中得到广泛应用,从而推进电气化的发展。
参考文献
[1]冷崇林.电气化铁路负荷特点及电能计量方式的探讨[J].电力标准化与计量,1997(1):7-8.
[2]李景禄.实用电力接地技术[M].北京:中国电力出版社,2001.
[3]赵继文.电子信息技术与计量测试技术[J].电测与仪表,1991(12):20-23.
电气测试技术 篇5
关键词：电气自动化;设备可靠性;研究
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）02-0080-02
电气自动化能够依照预先设定的程序或者计划实现操作、控制以及监视等功能在无人或者少人状态下的自动运行。尤其是在今天，微电子技术、计算技术、智能技术以及机械电子技术发展迅速，电气自动化控制设备已经在我国的各个经济行业中得到了广泛应用。目前，电气自动化控制技术不仅已经成为促进我国经济发展必不可少的经济手段，更是衡量我国电子行业发展水平的关键指标。电气自动化控制设备可以提高工作质量、提升生产效率、改善劳动条件、增强运行经济性等特点，但是电气自动化控制设备必须具有高度的可靠性才能保证生产运行的稳定性。在各个行业电气自动化程度不断深入发展的今天，如果保证电气自动化控制设备的可靠性是目前需要迫切解决的问题。
一、提高自动化控制设备可靠性的意义
（一）可靠性能够提高产品在市场中的竞争力
随着我国国民生活质量的不断提高，用户对产品的可靠性提出了更高的要求。通過对市场的大量调查研究发现，具备良好可靠性的产品在激烈的市场竞争当中能够取得优势地位，因而产品的销量也是非常可观的。
（二）可靠性能够加强产品的质量
在企业的自动化控制生产当中，产品的质量是极其重要的，只有不断的加强产品的质量，才能赢得市场和信誉保证，而可靠性的提高能够加强产品的质量。
二、电气自动化控制设备可靠性测试方法
确定一个最适当的电气自动化控制设备可靠性测试方法是对电气自动化控制设备可靠性做出客观准确评价的前提条件。国家电控配电设备质量监督检验中心提供了对电气自动化控制设备进行可靠性测试的方法，在实践中比较常用的主要有3种：实验室测试法、现场测试法、可靠性的保证试验。
（一）实验室测试法
此种测试方法是通过可靠性模拟进行测试，利用符合规定的可控工作条件及环境对设备运行现场使用条件进行模拟，以便实现以最接近设备运行现场所遇到的环境应力对设备进行检测，统计时间及失效总数等相关数据，从而得出被检测设备可靠性指标。此种可靠性测试方法的优势在于：实验条件容易掌控、所获取的试验数据质量较高、实验结果可以再现等;不足之处主要体现在：进行实验室测试法所需要的实验费用较高、实验条件受到限制、需要试品数量大以及实验结果受到产品批量及成本因素影响等。因此，此种测试方法更适用于生产批量较大的产品。
（二）现场测试法
该测试方法主要是在电气自动化控制设备运行的过程中进行控制，以检验其可靠性。进行测试时，需要认真、详细地记录各种数据、并对数据进行数理统计和计算、编制设备可靠性的具体指标，比较真实地评估设备运行的可靠性。该测试方法需要是测试设备相对较少，但是能够比较真实地反应设备的真实性能（真实工作环境之下的工作性能），而且测试成本比较低，不会设备工作连贯性产生不利的干扰。然而此种测试方法的缺点也需要我们注意，即易受外界条件干扰、易受受控条件限制、再现条件较差等。
（三）可靠性的保证试验
保证试验方法俗称烤机，是在产品出厂前，在规定条件下对产品进行无故障的工作试验。保证实验方法的不同于实验室测试方法，因为电控设备通常是由大量的元器件构成的，因此它的故障以随机性和多样性的形式表现，而不是以几种故障为主表现出来的，随着时间变化是保证试验方法失效率所具有的特性，服从指数分布。烤机就是对产品的早期失效进行测试考核，通过改进使产品的失效率在出厂前达到指标。保证试验所需的时间较长，对于小数量、大系统生产的产品而言，它适用于所有产品，但是对于大量生产的产品而言，只能用于设备的样本。
三、控制设备可靠性测试方法的选择
（一）场地选择
电气自动化控制设备的工况具有非常大的差别，因此，对试验场地进行选择是十分必要的，应该选择环境较好的区域，在一般环境的设备工作当中，来确保测试工作的客观性。
（二）试验场地
对于不同要求的可靠性指标应该选择不同的试验场地，比如检测设备正常工作下的可靠性指标，应该选择比较典型的试验场地，如果需要检测的可靠性水平划定在某一特定范围时，就应该选择试验场地最为严酷的地区，如果需要了解设备的真实可靠性的数据，那就应该选择相似的试验条件或者相同的试验条件的试验场地。
（三）实验产品的选择
在选择电气自动化控制设备可靠性测试实验产品时，要注意挑选比较具有代表性、具有典型特点的产品。所涉及到的产品的种类比较多，例如造纸、化工、矿井以及纺织等方面的机械电控设备等。从实验产品规模上分析，主要包括大型设备以及中小型设备;从实验设备的工作运行状况来分析，主要可以分为连续运行设备以及间断运行设备。
（四）实验程序
开展电气自动化控制设备可靠性实验需要由专业的现场实验技术人员严格按照统一实验程序操作，主要涉及到测试实验开始及结束时间、确定适当的时间间隔、收集实验数据、记录并确定自控设备可靠性相关指标、相应的保障措施以及出现意外状况的应对措施等方面的规范。只有严格依据规范进行自控设备可靠性实验操作，才可以确保通过实验获取的相关数据的可靠性及准确性。
四、结束语
近几年来，电气自动化控制设备的可靠性受到了各个行业的高度重视，并采取了相应的措施来加强控制设备的可靠性，由此可以看出，可靠性在电气自动化控制设备中的重要性。因此，电控行业应从自身的实际情况出发，制定合理有效的可靠性测试方法及可靠性保障方案。从根本上提高设备的可靠性，才能在激烈的市场竞争当中立于不败之地。
参考文献：
[1]孙刚.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].信息系统工程，2011（05）.
[2]李乐超.电气自动化控制设备的可靠性分析[J].中国高新技术企业，2013，32
[3]张群英.电气自动化控制设备可靠性测试研究[J].煤炭技术，2012（04）.
工程机械电气系统的振动测试 篇6
工程机械作业环境恶劣、作业工况多变,其电气系统故障比较频繁。以全液压振动压路机故障统计为例,与振动有直接联系的电气元器件故障概率在10%左右。所以在进行工程机械电气系统设计和电气配件选型时,必须通过振动可靠性试验来优化电气系统设计,以提高整机的操纵性、可靠性和安全性。
2. 电气系统振动测试平台的选型
目前振动试验设备按其激振方式可分为3类:即机械式、电液式和电动式振动台。
(1)机械式振动台
机械式振动台可分为不平衡重块式和凸轮式两类。不平衡重块式是以不平衡重块旋转时产生的离心力来激振振动台台面,其结构简单,成本低,但只能在5-100 Hz频率范围内工作,最大位移为6 mm,最大加速度约10 g,且不能进行随机振动。凸轮式振动台的工作频率仅限于低频,上限频率为20 Hz左右,最大加速度为3 g左右,加速度波形失真很大。总体来看,机械式振动台整体复杂,价格较贵,随机振动困难。
(2)电液式振动台
电液式振动台是用小电动振动台驱动可控制的伺服阀,通过油压使传动装置产生振动。这种振动台产生的激振力可高达104 kN,位移可达2.5 m,工作频率在0.1-200 Hz,而且在很低的频率下可得到很大的激振力。其局限性在于高频性能较差,上限工作频率低,波形失真较大。电液式振动台结构和组成更加复杂,对场地也有一定的要求,价格十分昂贵,适合于大型结构件以及整机振动测试。
(3)电动式振动台
电动式振动台是以激振器为原型开发出来的一种现代振动设备,也是我国目前使用最广泛的一种振动测试设备。它的频率范围宽,小型振动台频率范围为0～10 kHz,大型振动台频率范围为0-2 kHz;动态范围宽,易于实现自动或手动控制;加速度波形良好,适合产生随机波,可得到很大的加速度;价格适中,应用范围广。
根据工程机械振动响应特性,选用电动振动台作为电气系统振动测试平台,下面主要介绍电动式振动测试平台的选型和测试方法。
3. 电动式振动台的结构和工作原理
电动式振动台主要由控制仪、功率放大装置、振动台体、冷却系统、信号反馈系统以及其他辅助设备等组成。如图1所示。在各种工况下,测试人员用数据采集仪采集工程机械上待测部件(例如电控柜)的路谱数据,将路谱数据经过傅立叶变换转化成相应的能量谱数据,再通过等效加速试验处理方法,将处理过的数据转化为控制仪可以识别的试验参考谱,直接导入控制仪;控制仪根据参考谱生成相应的控制电流信号,经过功率放大器放大后直接驱动振动台动作;反馈系统采集振动台的运动信号反馈给控制仪,控制仪对控制电流进行修正,使振动台的运动参数与参考谱基本一致,使待测部件始终按照参考谱的要求进行振动测试。
4. 电动式振动台选型方案
电动振动台的选型应考虑以下几个方面:
(1)激振力和工作频率等参数
激振力是振动台的核心参数,必须首先确定,它由以下公式确定,再增加30%冗余量。
式中:
m1为垂直扩展台面或水平滑台台面质量;
m2为动圈质量;
m3为气候试验箱连接轴质量;
m4为夹具质量:
m5为待测部件质量;
a为测试部件的等效加速度。
其次,根据试验规范的频率范围,选择所需振动台工作频率的上限和下限、最大加速度以及最大位移等,以此确定所需振动台型号,如附表所示。
(2)振动方式与振动台配置
振动台必须能满足X、Y、Z 3个方向的振动测试。因此电动式振动台配备了垂直台和水平滑台,由垂直台完成垂直方向的振动,而水平滑台则完成水平面2个方向的往复位移。另外,应按垂直台尺寸配置水平滑台,其选型应考虑承载能力要求。
(3)振动控制仪
由于振动台必须满足正弦和随机振动测试要求,因此振动控制仪应选择集正弦振动和随机振动控制于—体的随机振动控制仪,并且具备反馈控制功能。
结合上述几个方面内容综合考虑,即可以确定电动振动台的具体型号。
5. 振动测试
以某型号振动压路机的电控柜为测试对象,采集其在多种工况下的振动加速度数据并进行数据处理。完成数据处理并得到最终的参考谱数据后,导入振动台控制仪。
测试前,先将该型号振动压路机的电控柜按原安装方式安装到振动台的辅助夹具上,再将辅助夹具与电控柜一起安装在振动台上,分X、Y、Z 3个方向进行试验。Z方向的振动测试在振动台的台体上完成;X、Y 2个方向的振动测试分别在振动台的水平滑台上完成,测试前需将台体向水平滑台一侧旋转90°角,与水平滑台连接,驱动水平滑台动作。每个方向分别进行12 h的连续振动测试。其测试现场和监控画面如图2和图3所示。
6. 测试结果
电气测试技术 篇7
·插入损耗和带内波动;
·电压驻波比;
·端口 (系统) 隔离度;
·功率容限;
· 无源互调抑制。
其中互调抑制包括无源三阶互调、无源二阶互调和无源组合互调。下面对这些指标一一探讨。
1 插入损耗和带内波动
插入损耗和带内波动是所有室分器件的基本指标之一, 测试方法比较简单。把这两个指标放在一起的原因是这两个指标通常情况下是一同测试出来的。
插入损耗是指在器件输出端接收到的功率与输入端输入功率的比值, 计算公式为Li=- 10lg (Po/Pi) , Li为插入损耗, Po为输出功率, Pi为输入功率。
带内波动R是指器件该通路在其工作频段内信号上下起伏的范围, 由工作频带内插入损耗的最大最小值相减得到, 计算公式为R=Li, max-Li, min。插入损耗和带内波动的测试方法见图1。
网络分析仪校准完毕后将仪表1 口接待测通路的输入端, 2 口接待测通路的输出端, 其余端口均接标准负载。设置仪表频率范围为该通路的频率范围, 读取参数为S12 或S21 分别测试该通路的上下行插入损耗。通过仪表的marker功能可以在插损曲线上添加标记来读取最大插损值。同时打开statistic可以读取插损曲线的峰峰值p-p, 该值即为带内波动。
2 电压驻波比
电压驻波比也可叫做驻波比, 同样也是室分器件的基本指标之一。
POI的输出口和下一级设备连接时, 由于两级设备阻抗不能完全匹配, 电磁波在通过这一端面时会发生反射, 反射波与入射波叠加之后就会形成驻波, 驻波电压峰值与谷值之比就是电压驻波比。电压驻波比与回波损耗意义相近, 只是电压驻波比是从电压角度考量的指标, 而回波损耗是从功率角度考量的指标。电压驻波比的计算公式略微复杂, 可记为RVSWR= (1 +|Г|) / (1 - |Г|) , Г 为反射系数, Г = (Z - Z0) / (Z + Z0) 其中Z为传输线阻抗, 而Z0为测试频点的阻抗。移动通信系统中传输线阻抗一般为50 Ω, 若某一频点阻抗正好为50 Ω, 则此频点阻抗完全匹配, 通过公式计算可得反射系数 Г = 0, 功率无反射, 驻波比RVSWR= 1。根据公式我们可以计算一下Z0= 0 和Z0=∞两种情况:Z0=0时, Г=1, 能量全反射;而Z0=∞时, Г=-1, 能量同样全反射。这两种情况下RVSWR=∞。上面计算的三种情况是非常重要的三种状态:完全匹配、短路和开路。
电压驻波比的测试方法如图2 所示。
网络分析仪校准完毕后将仪表1 口接待测通路的输入端, 其余端口均接标准负载。设置仪表频率范围为该通路的频率范围, 读取参数为S11, format调为SWR (驻波比) , 同样也可以通过仪表的marker功能读取曲线上的最大值。
3 端口 (系统) 隔离度
端口 (系统) 隔离度测试方法、原理和插入损耗相似, 是指在器件某一输入端口接收到的功率与另一输入端口输入功率的比值, 计算公式为Iso= P - Po。
端口 (系统) 隔离度测试方法如图3 所示。
测试方法和插入损耗相似不再赘述。需要注意的一点是, 一般隔离度指标都很高 (大于80 d B) , 而网络分析仪的默认设置状态下, 仪表底噪可能不到80 d B, 此时需要把仪表的中频带宽IF降低, 根据仪表性能调到合适值 (如1 k Hz) , 这样才能读取到正确的测试值。
4 功率容限
功率容限指标是近几年室分器件中新提出的指标, 该指标主要考察室分器件承受大功率的能力。功率容限的测试方法很多包括平均功率容限和峰值功率容限, 而平均功率容限又分为连续波测试和调制波测试。测试环境又分为常温测试和高温测试。对于生产企业来说, 严格的检测方法可以筛选出质量最好的产品, 在此, 本实验室通过大量测试数据给出一个较为严格的测试方法。
1) 环境温度:建议在50 ℃或更高的温度下进行测试, 高温环境更能模拟出线网中的实际环境也更容易造成器件内部打火等现象。
2) 波形:实际线网线路中传输的都是调制波, 所以建议使用载波测试。载波的数量越多则载波的联合峰均比越高, 测试条件越严酷;每个载波的带宽越窄, 该载波的功率谱密度就越高, 测试条件越严酷。考虑到3G和4G的调制波形带宽都很宽, 并不能提供较高的功率谱密度, 所以建议测试波形选用4 个频率连续的EDGE (增强型数据速率) 信号, 每个载波1/4 额定功率 (详见中国移动无源器件测试规范) 。
3) 测试频点:建议选择最大插损所在频点附近。
功率容限测试方法如图4所示。
信号源输出相应系统的调制波形, 经功率平台放大至要求功率并输入POI的相应待测端口。POI的输出端口接通过式功率计并接大功率负载, 加电加信号测试30 min, 通过式功率计检测系统电压驻波比的变化或者是否出现驻波告警 (门限1.5) 来判断是否有打火、烧毁等情况。
5 无源互调抑制
无源互调抑制指标是POI标准中最重要的指标, 该指标不仅包括了传统无源三阶互调的测试更是创新性的提出了无源二阶互调和无源组合互调两个新指标, 二阶互调和组合互调也可统称为系统间互调。该指标的提出提高了POI产品的准入门槛, 同时也暗示了对产品质量关注的重点所在。
互调的产生主要是因为系统的非线性造成的。当两个或两个以上不同频率的信号通过一个非线性系统时就会产生互调。以两个不同频率的信号f1和f2为例, 当f1和f2同时输入一个非线性系统时会产生互调电平, 如在|f1±f2| 处会产生二阶互调, 在2f1- f2和2f2- f1处会产生三阶互调等。一般情况下, 随着互调阶数的增高, 互调电平会越来越小。互调分为无源互调和有源互调。因为POI是无源器件, 在其内部产生的互调均为无源互调。无源互调是由于材料的非线性和金属件的接触不紧密而产生的, 因而其无法像有源互调一样通过提高系统间隔离度来降低, 这也是为什么需要测试系统间互调的重要原因。下面分类探讨无源互调的测试方法。
5.1 三阶互调
当f1和f2两个频率通过非线性系统则会产生互调电平, 而奇数阶 (如三阶、五阶、七阶) 互调频率很有可能落在本系统频段内, 从而对本系统内部的有用信号造成严重影响。随着阶数增高, 互调电平一般是降低的, 所以三阶互调一直都是无源器件关注的重点。由于三阶互调一般会落在本系统内, 单系统无源器件也是十分关注这个指标的, 所以测试方法相对成熟完善, 可直接通过购买无源三阶互调仪测试, 主流无源三阶互调仪操作也很简单。三阶互调测试方法如图5 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。
将互调仪的输出端直接接在POI待测系统的输入端口, 在POI的各输出端口均接入低互调负载, 所有连线连接时均应使用力矩扳手按照N头:10 ~ 15 N;DIN型射频同轴连接器接头:15 ~ 20 N的力矩拧紧从而保证连接可靠, 连接完毕后即可对互调进行测试。互调仪一般提供了点频、扫频等多种测试模式供选择。需要注意的是:在保证各系统隔离度没有问题的情况下, 可以仅在输出端接低互调负载、其余输入端口置空, 否则应在隔离度不够的端口加接大功率负载。
5.2 二阶互调
相比于三阶互调, 大多数生产企业和检验机构对二阶互调的概念要陌生得多。其实早在2G时代, 就有二阶互调的概念。GSM使用900 MHz/1 800 MHz双频段, 当f1、f2均在900 MHz时二阶互调电平f1+ f2有可能落在1 800 MHz造成寄生干扰, 但由于900 MHz处产生的二阶互调并不会落在1 800 MHz的使用频点, 所以二阶互调并没有开展大范围测试。但由于POI包含的通信频段众多, 二阶互调的影响就不可忽略了。某公司POI标准中列出了部分二阶互调干扰如表1 所示。
可见, 在POI系统中若二阶互调抑制无法做好, 会造成严重的系统间干扰。二阶互调的测试方法如图6 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。
两个信号源产生对应频段 (CDMA800) 的CW (连续波) 信号经功放放大后合路并输入POI的测试端口, 受干扰频段所在端口 (移动DCS/ 联通SDR) 接频谱仪, 同三阶互调一样, 所有连线均应使用力矩扳手可靠连接, 连接完毕后设置频谱仪Res BW为10 Hz或更低, trace max hold, 根据两个信号源设置的频率计算出相应二阶互调电平所在频率并在频谱仪上读取互调电平。
5.3 组合互调
组合互调和二阶互调一样都属于系统间互调, 但组合互调的组合搭配非常多, 而且互调电平产生端口有可能是输入电平所在端口, 所以测试方法不仅需要类似于二阶互调的传输法测试同样也需要像三阶互调一样的反射法测试。某公司POI标准中列出了部分组合互调干扰如表2 所示。
以联通L1.8 加移动TD-F, 受干扰频段为联通LTE2.1 的组合互调为例, 搭建的传输法测试系统如图7 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。
两个信号源产生对应频段 (联通L1.8、移动TD-F) 的CW信号经功放放大后分别输入POI的两测试输入端口, 受干扰频段所在端口 (联通WCDMA、电信LTE2.1 等) 接频谱仪, 所有连线均可靠连接, 连接完毕后设置频谱仪Res BW为10 Hz或更低, trace max hold, 读取相应频点的互调电平。
以联通L1.8 加移动TD-F, 受干扰频段为联通LTE1.8 的组合互调为例, 搭建的反射法测试系统如图8 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。
测试方法同传输法, 但需要注意的是, 接联通LTE1.8 端口的功放中间需要串联一个双工器, 频谱仪通过双工器的另一端口读取相应的反射互调电平。
电气测试技术 篇8
1 接地电阻的概念
电气设备接地端或者说同地面相接处与电气设备容易触及的金属部件之间的连接电阻就是接地电阻, 其是一种量化指标, 用来评价电气设备的接地连续性。电气设备接地性能的可靠性, 用其接地电阻值的大小来表示。如果接地电阻太大, 给人体带来的伤害性会较大, 因为在使用电气设备的时候, 电阻过大会导致其电流过大, 这样在通过人体时会造成伤害。常用电气设备进行正确的接地电阻测试能够有效避免安全隐患的存在, 从而达到规范电气产品市场和保障人们生命财产安全的目的。国家对于不同场合的电气设备的接地电阻具有不同的标准要求, 因此有必要针对不同的接点电阻运用不同的方法。
2 常用电气设备接地电阻测试方法
2.1 ZC8接地电阻测试仪 (辅助电极型)
ZC8接地电阻测试仪的使用方法是将电流电压打入土壤之中, 用来辅助电极。如果用“Δ”测法, 那么就要保持电流极、电压极、接地极三者之间20m的距离;如果用直线测法, 那么就要保持电压极、测试点两者之间约为20m的距离, 而电流极、测试点两者之间要保持约为40m的距离, 该方法对于连接接地体的测试导线也有要求, 即必须使用2.5平方毫米的铜质软导线, 此外, 针对测量电阻来说, 为了减少导线自身电阻对其的影响作用, 要尽可能使用较短的铜质软导线。其他的电阻测试仪基本上与ZC8接地电阻测试仪的测量原理差不多, 辅助电极的数字接地电阻测试仪只是由以前的手摇发电装置转变为了充电的形式, 或者自带电池方式。近几年类似于ZC8接地电阻测试仪的仪器型号很多, 但是都具有一个共同的缺点, 那就是仪器测量数据时容易受到外界的干扰, 缺乏一定的稳定性, 尤其是在接地体上, 具有带电位的缺陷。下图为常见的电气设备辅助电气测试示意图1。
上图中, a代表接地体, b代表电流极, c代表电压极, D代表接地电阻测试仪。无论是对于暴露在外面的电气设备接地体, 还是其接地体埋藏在混凝土之下, 用这种电气设备辅助电气测试仪进行接地电阻的测试对于变电所等设备来说, 该种方法都能集中测试, 需要注意的是通过圆钢、扁钢或者其他导体在设备与设备之间进行连接时, 要保障设备与接地体之间是断开的状态, 这样测试仪所测得的数据才是电气设备最真实的接地电阻数据。辅助电极接地电阻测试仪是常用的测量工具和测量方法, 其应用也最为广泛。
2.2 钳型接地电阻测试仪 (非辅助电极型)
钳型接地电阻测试仪属于一种不用辅助电极形式的测试仪, 具有使用方便、简单, 且不容易受外界环境影响的特点, 同时钳型接地电阻测试仪在测量数据时具有一定的稳定性和准确性, 仪器设备也较成熟, 具有一定可靠性。但是钳型接地电阻测试仪也具有一定的缺陷, 即仪器的使用范围受到限制, 在很多情况下都不能正常使用。下图为非辅助电极钳型接地电阻测试架空线路 (110KV) 示意图2。
针对大型建筑物中的常用电气设备来讲, 如果采用辅助电极的测试方法来对110KV以上的避雷塔杆接地环网接地电阻进行测试, 其各个接地点必须要保证是断开的状态, 这种方法在工作中并不现实, 因此采用非辅助电极钳型接地电阻测试法来进行测试。图中1到i表示有共有i个铁塔, 在1的地方进行接地电阻的测试之时, 一定要保持该处的接地体是断开的状态, 否则其测量的结果就是无效的。
采用非辅助电极钳型接地电阻测试仪来对110KV架空线路铁塔接线进行测试, 如在1处的测试, 只要将卡钳卡入1点接地线, 就能够通过仪器测得所需要测的1处的数据。实际上, 非辅助电极钳型接地电阻测试仪是测量的一种闭环导体的回路电阻, 虽然这种测量方法在一定情况下具有其自身的优点, 但是这种方法并不适用于非闭环系统或者独立的系统, 因此具有使用范围上的限制。
3 结束语
综上所述, 随着经济的发展, 科技的进步, 各种接地电阻测试仪器也在不断更新和出现, 对于不同仪器的使用条件以及电气设备所处的不同场合要进行有效掌握, 只有这样才能有选择性的使用仪器进行测试, 从而得出最真实、科学的数据。
摘要：常用电气设备在人们的日常生活扮演着很重要的角色, 而接地电阻的测试对于常用电气设备的安全使用具有很大的影响作用, 因此本文以常用电气设备为研究对象, 着重研究其接地电阻测试的方法。首先介绍了接地电阻的基本概念, 然后分析和探讨了两种接地电阻测试的方法, 即辅助电极ZC8接地电阻测试仪测试方法和非辅助电极钳型接地电阻测试仪测试方法, 希望能够通过本研究对常用电气设备的接地电阻测试方面带来一定的帮助作用。
关键词：常用电气设备,接地电阻,测试
参考文献
谈电气自动化控制设备可靠性测试 篇9
引言
随着科学技术的飞速发展,电气自动化设备逐渐普及到人们的日常工作和生活中,这些电气自动化设备的普及极大地改善了人们的生活质量,提高了劳动生产率,电气自动化程度也逐渐成为一个国家电子行业发展水平的重要标志。而伴随着电气自动化程度的提高,控制设备的可靠性成为一个非常突出的问题。
电气自动化控制可靠性测试的主要方法
1.现场测试可靠性
当测试设备相对比较少的时候,选用现场测试设备的可靠性不但能够节约成本,而且其测量精确度也相对比较高,因为是在真实的工作环境中测量的。该种方法主要是在设备的正常的运行的过程中通过观察其运行情况、记录相关数据、分析数据,然后依据相关参考指标以及标准确定设备的可靠性。
现场测试通常在以下三种情况下完成:首先是在线测试,即在被测设备运行的情况下进行测试;其次是停机测试,即在被测设备停止运行状态下进行测试;最后是脱机测试,即将被测元件从运行现场移至专门的测试装置上进行测试。从测试技术角度考虑,脱机测试和停机测试较为容易进行各种测试,而在线测试适合于需查找故障或运行问题的较为复杂的情况,因为运行状态下故障能够较为准确的定位。
2.保证试验测定可靠性
保证试验方法也被称作烤机,在产品出厂前,对产品的性能,包括可靠性,进行检测。该检测结果具有很大的随机性,产品的时效性服从指数分布。电气自动设备的故障表现为失效率的时间性特点,即其故障具有服从指数分布的特性。通过对设备进行出厂前的保证试验,也就是对设备电气元件的早期失效率进行测试评价。从而为产品的设计和元件不足之处的改进提供数据参考,保证将失效率控制在允许的可靠性范围之内。
3.实验室测定可靠性
实验室测定产品的可靠性与现场测试具有较大的相似性,但是实验室测定产品的性能需要实现模拟实际的操作环境,需要确保其工作环境、外力影响以及环境应力与实现情况保持一致,然后记录数据、时间、失效的情况等等,在此基础上据此进行分析,得出所测试设备的可靠性分析报告。该方法具有重复性、实验条件易于控制、数量的质量高等优点,但是该试验方法需要购置的设备以及控制的因素较多,该种测量方法适用于大批量生产的设备。
实验室测定可靠性试验条件的可限定性与可控制性,能更准确地按照使用极限条件来设计,获得的数据质量高;试验结果具有可比性与可再现性,便于对所得数据进行分析;实验室可靠性试验便于及早发现设备存在的问题,作出准确判断并及时采取有效的矫正措施。但是因受试验环境与现场环境的差异性,测试所获得的数据与真实情况相对应的数据有一定差距;实验室测试所需的试品较多,因此适用于批量生产的设备或产品。
电气自动化设备可靠性研究的重要意义
随着经济全球化的发展,用户对产品的质量要求越来越高,要想提高电气自动化控制设备的竞争力,必须提高控制设备的可靠性。对于电气自动化控制设备而言,可靠性高,产品出现问题的概率以及次数才会减少,降低公司的维修费用和提高设备的安全性能。因此,用户在选取设备时,设备的可靠性是他们关注的主要问题之一,而对于生产厂家而言,设备的可靠性是他们追求的主要目标之一。
提高电气自动化设备可靠性的建议
1.设备设计合理,元件选择经济
为了提高电气自动化控制设备的可靠性,需要在设备的设计阶段制定合理的设计方案。在进行设备的设计时,应该对设备和零部件都进行技术分析,在条件允许的情况下还应该对设备具体的工作环境进行考察分析,然后根据设备的产量制定合理的设计方案。在进行设备设计时,应该在满足设备技术要求的前提下,选用经济合理的元器件,降低生产成本。采购元器件时,应该选用质量高、性能好、可靠性高的元器件,在满足上述要求的前提下,应该优先选用有良好技术服务、供货及时的生产厂家。
2.测试时科学设计测试程序,组织测试工作
测试程序是统一的,需并由责任心强、专业素质过硬、熟悉设备工作原理的测试人员严格按程序执行。及时的记录测试的起始及终止时间,确定测试的时间间隔,记录必要的信息和数据、元件的各种性能指标,发生故障的时间及维修情况等,从而保证测试的规范性、准确性和可靠性。有效的管理机构能协调各分散测试场地的测试程序的正常执行,有效组织测试人员、科研人员及行业管理人员的可靠性测试和监督工作;从整体上安排所采集的试验数据的整理、分析、报告并最终做出可靠性报告。
3.定期对设备进行保养和维修
由于控制设备的工作环境会对设备造成一些预料之外的影响,因此,定期的检修是必要的,这样才能保证设备在较高的可靠性下进行工作,同时,定期的维护可以使工作人员对设备的损坏情况有大致的了解,有利于工作人员准确地把握设备下一阶段的运行状态。
结束语
电气测试技术 篇10
整车控制器通过采集判断加速踏板、制动踏板等信号实现对汽车各部件的协调管理,是整个汽车最核心的控制部件,具有信息量大,实时性强与可靠性要求高的性能特点。保证整车控制器工作的安全性与可靠性对车辆的安全行驶具有重要的意义。论文设计了MCS912整车控制器的测试平台,能够对整车控制器在各种工作模式下的输入输出功能进行准确可靠的测试,为整车控制器的设计研发提供了有效的理论指导数据,具有一定的实用价值。
1、测试平台设计方案
整车控制器测试平台能够完成对MCS912整车控制器硬件的所有功能模块进行测试,具体测试项有:工作电压范围、静态电流测试、电源电压采集功能测试、0-5V电压测量功能测试、80-180Ω电阻测量功能测试、0-50mA电流检测功能测试、±50mA电流检测功能测试、0～10KHz (2.5～15V)方波频率检测功能测试、数字量检测功能测试、功率控制输出功能测试、5V电源输出功能测试、±15V电源输出功能测试、0-5V电压输出功能测试、CAN通讯功能测试。
根据功能需求,整车控制器测试平台由计算机测试系统、主控制台、被测控制器、组合仪表箱与负载箱组成。整体框图如图1所示。
2、测试平台硬件设计
主控制台负责为被测控制器提供供电电源、各种激励信号、对被测控制器的部分输出电源和输出信号进行性能考核。具体包括:正常24V电源供给、异常0～60V可调电源供给、0～5V电压激励信号、0～32V电压激励信号、0～50mA电流激励信号、±50 mA电流激励信号、80～180Ω电阻激励信号、0～10KHz (2.5V～15V)频率激励信号、0～5V*20mA输出电压的考核5V*50mA输出电源的考核、±15V*400mA输出电源的考核。负载箱是由功率波纹电阻、LED指示灯、加载开关、采样电阻、电压表、切换测量开关组成,用于对被测控制器的功率输出性能考核,包括:12路高边驱动负载、12路低边驱动负载、24路驱动输出检测、24路负载电流选择测量。组合仪表箱由电压表、电流表、电阻表(欧姆表)、频率表组成,用来测量、显示给被测控制器的输入信号和控制器输出信号,包括:4位半0-200V数显电压表、4位半0-20V数显电压表、4位半0-200mA数显电流表、5位0-9999.9HZ数显电压表。计算机测试系统由计算机主机、显示屏、CAN通讯卡组成,主要完成CAN通讯功能的测试、接收和显示被测控制器所发来的带有激励信号信息的报文、注入和发送带有输出信号信息的报文给被测控制器、控制器测试程序的下载等功能。
3、测试平台软件设计
整车控制器测试平台上位机测试软件需完成CAN通讯、MCS912整车控制器模拟量输入、数字量输入、模拟量输出、数字量输出与频率输入6种工况下的测试命令下传;CAN通讯、模拟输入、数字输入、频率输入4种工况下的测试命令上传。同时实现测试结果的实时数据采集、图形化显示、分析与存储等功能。
测试软件开发平台选用基于虚拟仪器的文本编程语言LabWindows/CVI实现,具有功能面板多样,库函数丰富,编程灵活,可靠性高等优点。以软件取代硬件仪器实现测试平台的数据显示分析功能,大大降低了项目的开发成本。同时测试软件采用模块化编程思想,保证了测试软件的可扩展性与易维护性。测试软件开发中将有关的配置参数保存在对应的配置文件中,将测试结果保存于数据库文件中,使得软件测试流程与测试数据分开,实现了测试软件的通用性与灵活性,同时提高了软件的测试效率。测试软件架构框图如图2所示。
上位机测试软件LabWindows/CVI与MCS912整车控制器间传输报文采用CAN2.0B标准数据帧格式,通讯报文结构如下图3所示。
4、开发测试软件的关键技术
测试软件运行过程中数据采集与图形化显示需同时进行,数字输入通道测试过程中测试数据的上传与下传需同时进行且对时间要求严格,传统的单线程顺序执行模式具有一定的延时性,进行数据显示的过程中无法保证数据采集的实时性,因此测试软件采用LabWindows/CVI提供的多线程技术,将一个程序进程分解为一个主线程与多个辅助线程,多个线程同时并行完成任务[1]。主线程用于响应用户界面操作进行数据的显示、存储等功能,在主线程中调用函数CmtScheduleThreadPoolFunction,使用线程池创建两个辅助线程分别进行测试数据的上传与下传,主线程可顺序执行下面的操作而无需等待被调用函数执行完毕,从而实现了主线程与辅助线程的同步,保证了数据采集的实时性。测试软件界面如图4所示。
测试软件LabWindows/CVI通过调用动态链接库QM_USB.dll,在工程中分别添加QM_USB.dll、QM_USB.1ib与QM_USB.h文件,通过调用初始化、发送与接收三个函数来完成LabWindows/CVI与MCS912整车控制器间的CAN数据通讯。
软件设计采用ActiveX作为应用程序与Microsoft Word间实现数据通信的桥梁,利用CVI所提供的自动化服务器向导Create ActiveXAutomation Control中的ActiveX AutomationController Wizard生成自动化仪器驱动器,通过调用仪器驱动文件word2000.fp实现测试报表的生成[2]。
为实现测试结果数据的统一存储管理,测试软件以ODBC(Open Database Connectivity开放数据库互连)标准接口方式通过Lab Windows SQL工具包为开发工具实现对Access数据库的访问[3]。LabWindows/CVI与数据库会话过程如图5所示。
5、结论
通过分析测试平台功能需求,设计了测试平台的总体方案,构建了硬件测试平台。采用虚拟仪器技术,以文本式编程语言LabWindows/CVI开发实现了测试平台的上位机软件测试系统,以软件代替硬件,节省了开发成本,提高了测试精度。多线程、ActiveX与数据库技术的应用提高了程序的响应速度、实现了测试软件与Microfost Word间的数据通信,实现了测试数据的统一管理。能够对整车控制器的设计研发提供可靠的指导数据。
参考文献
[1]陶小亮,牛振.LabWindows/CVI多线程技术在舵机测试软件中的应用[J].中国测试.2011.37(1):81-83.
[2]杨恒辉,王超.基于LabWindows/CV1的数据报表技术[J].科学技术与工程.2011.11(6):1371-1374.