N3P3继电器综合性能测试台的开发与应用

摘 要：对西门子N3P3继电器的各项电气性能进行研究，开发出可以对该继电器进行综合性能测试的全自动测试系统，并且该系统可以扩展为对各种类型继电器类产品进行测试的综合性系统平台。

关键词：激磁/失磁；四线；接点电阻

N3P3继电器是西门子公司生产的用于铁路信号控制的主要产品之一，它的主要电气性能参数包括接点接触阻抗 Contact resistance、激磁电压/电流 Pickup voltage/current of coil等。这些参数指标是否正常，是否在合格范围内对铁路信号控制以至于列车行驶安全都起着至关重要的作用。所以设计开发可以对N3P3继电器进行综合性能测试的测试台，不但节约了大量的时间和人力而且大大提高了测试的精度和准确度。

1 系统原理方案和结构方案（附原系统结构示意图和结构示意图）

1.1 原理方案

主要硬件采用工业计算机，研华PCI-1751数据采集板和研华PCLD-8761、PCLD-8762输入输出板，并通过自制的逻辑切换矩阵作为控制部分，并通过安捷伦34401A作为电压及电流的测量工具、通过固纬GM-802作为电阻测量工具，原理结构如图1所示：

图1 系统结构示意图

1.2 结构方案

结构采用台式设计，结构示意图如图2所示：

图2 结构示意图

2 测试原理及方法

对于继电器测试，最大的难点在于接点电阻测量，因为有的继电器接点电阻非常小只有几毫欧，对于其他的电压、电流等参数测量只要通过切换矩阵在线圈动作时把仪表接入到回路中即可，下面主要介绍具体的测试原理和方法：

2.1 接点电阻

接点电阻测量主要采用四线制，低电阻一般采用电流电压法测试原理，也称四端测试技术，原理图见图3。由电流源供给被测电阻Rx电流，电流的大小由电流表I读出。Rx两端的电压降由电压表V读取。知道I、V后就可以算出被测电阻的阻值：Rx=V/I。

图3 四线测试原理

为了保证Rx的精度，采用恒流源使流过Rx的电流保持不变，然后通过高输入阻抗的电子放大器使電压测量电路产生很小的电流，从而使测试引线的电阻、端口电阻和接触电阻等不会对测试电阻造成影响，这就是四线测量电阻的优越性。

现代的微欧计都是数字式微欧计，由于采用了四线测试技术，测量数据都可以很精确的直接显示出来。

2.2 激磁/失磁电压/电流

激磁/失磁是指继电器线圈通电后吸起/落下的动作，只有当通电电压在继电器规定的激磁/失磁范围内才会有吸起/落下的动作发生，一般我们要测量的是最小的激磁电压和电流、最大的失磁电压和电流。具体方法是通过计算机控制程控制电源设置好步进值，然后一点一点加/减电压，当继电器线圈吸起/落下时通过接点的动作变化反馈给计算机，再与电压表、电流表的进行通讯来记录和统计电压/电流值，整个过程都是自动完成的，具体的测试原理图见图4。

图4 激磁/失磁电压/电流测试原理

3 结束语

N3P3型继电器继电器综合性测试台只是针对该型号的产品进行的设计和开发，但该产品的电气性能很具有继电器类产品的代表性，只要将测试台的接口进行适当的修改就可以对各种型号的继电器进行测试。除此之外也可以对电气性能类似的其他产品进行测试，可以对该测试系统进行广泛的开发与应用。

参考文献

[1]马西秦.自动检测技术（第三版）[M].北京：机械工业出版社，2009，1.

[2]孙以材，汪鹏，孟庆浩.电阻率测试理论与实践[M].北京：冶金工业出版社，2011，3.

[3]胡耀华.信号继电器及检修[M].北京：中国铁道出版社，2012，3.

作者简介：王鑫（1981-），男，辽宁沈阳人，沈阳铁路信号有限责任公司，工程师，学士学位，研究方向：自动控制。