[发明专利]导电装置动态接触电阻测试设备及测试方法

权利要求书

1.一种导电装置动态接触电阻测试设备，由液晶显示器（1）、多路微电阻测量单元（2）、工控机系统（3）、转接控制模块（4）、鼠标键盘（5）、系统电源（6）、测试连接电缆（8）组成并安装在一个便携式机箱内；所述工控机系统（3）与液晶显示器（1）、鼠标键盘（5）、系统电源（6）通过数据线相连接，工控机系统（3）与多路微电阻测量单元（2）和转接控制模块（4）通过RS232接口连接，多路微电阻测量单元（2）和转接控制模块（4）之间通过测试连接电缆（8）连接；所述多路微电阻测量单元（2）由一个具有真六位半(22比特)测量精度及包含1Ω和10Ω、100Ω测量量程、四线制电阻测量功能、1Ω量程的测量分辨率达1μΩ的数据采集器和5块7708型并且编号为A/B/C/D/E通道切换模块组成，数据采集器通过RS232接口与工控机相连接，5块7708型通道切换模块内置于数据采集器内，并分别通过导线与转接控制模块（4）的切换输出相连接，机箱后面板的X1～X4接口插座分别通过导线与转接控制模块（4）的切换输入相连接；转接控制模块（4）由STC12C5410AD宏晶单片机、继电器驱动控制电路和100只四刀继电器构成并用于200个测试通道的切换，其中每两只继电器并联使用，完成两个四线测量通道的切换。

2.根据权利要求1所述到的一种导电装置动态接触电阻测试设备，其特征是机箱采用上翻盖结构，翻盖正面是液晶显示屏；机箱上层设置有AC220V电源开关、液晶屏设置开关、USB1、USB2接口、带笔记本滑鼠的一体化键盘（5）；机箱后面板设置有冷却风扇、X1～X4接口插座、USB3、USB4接口插座、RJ45网线接口插座、安全接地接线端子和AC220V电源插座；X1～X4接口插座通过测试连接电缆（8）与被测导电装置（7）相连接。

3.如权利要求1所述的导电装置动态接触电阻测试设备，其特征在于：工控计算机系统（3）采用EMB-3850型工控板，带有USB接口，通过RS232接口与多路微电阻测量单元（2）、转接控制模块（4）相连接。

4.如权利要求1所述的导电装置动态接触电阻测试设备，其特征在于系统电源（6）通过插座J2引入到控制板，J2的1、2端相连接入正12V电源，J2的3、4端相连接入电源的地端，V1的1端与正12V电源相连、2端与电源的地端相连、3端与输出Vcc相连，C9的正极与V1的1端相连、负极与V1的2端相连，C10的正极与V1的3端相连、负极与V1的2端相连；

IC1是STC12C5410AD宏晶单片机，IC1的1脚与C7的负极、R1的一端相连，R1的另一端接地，C7的正极连接Vcc，IC1的2脚与IC2的9脚相连，IC1的3脚与IC2的10脚相连，IC1的5脚与XZ1的3脚相连，XZ1的4脚接Vcc、2脚接地，IC1的9、8、7、6脚分别与RP2的5、4、3、2脚相连，IC1的12、13、14、15脚分别与RP1的5、RP3的5、RP1的4、RP3的4脚相连，IC1的16、17、18、19脚分别与RP1的3、RP3的3、RP1的2、RP3的2脚相连，IC1的20脚与C1的一端相连，同时接Vcc，C1的另一端接地，IC1的10脚接地，IC1的11脚接D1的负极，D1的正极接R2，R2的另一端接Vcc，IC2的1、3脚与C3相连，IC2的4、5脚与C4相连，IC2的6、15脚与C5相连，同时15脚接地，IC2的2、16脚与C2相连，同时16脚接Vcc，IC2的7、8脚分别与J1的2、1脚相连；数据采集器的通道切换模块分成A/B/C/D/E五个部分，对应的转接控制模块（4）的继电器驱动控制电路也分成五部分，7708开关模块A部分对应的继电器驱动控制电路，IC1的17脚作为CK9控制端与R18一端相连，R18的另一端与R7和Q5的基极相连，R7的另一端与Q5的发射极接在一起后接地，K1～K5的10个继电器绕组并联后其负端与D8的正极相连并与Q5的集电极连在一起，K1～K5的10个继电器绕组并联后其正端与D8的负极相连并接正12V电源，同样IC1的16脚作为CK8控制端与R14一端相连，R14的另一端与R3和Q1的基极相连，R3的另一端与Q1的发射极接在一起后接地，K6～K10的10个继电器绕组并联后其负端与D2的正极相连并与Q1的集电极连在一起，K6～K10的10个继电器绕组并联后其正端与D2的负极相连并接正12V电源，构成切换控制电路。

5.利用如权利要求1-4所述的导电装置动态接触电阻测试设备实现导电装置动态接触电阻精确测试的方法，其特征在于：

导电装置在静态电阻测量时是直接测量相应环的电刷端引出线和导电杆端引出线的电阻，而在动态电阻测量时通过转接控制模块通过软硬件的配合以实现动态电阻的测试；

导电装置在动态电阻测试时定义了导电杆固定不动，电刷组件部分转动，电刷组件的所有引出线短接在一起构成“公共点”，导电杆引出线连接动态电阻测试设备；整个测试过程采用两次控制切换的工作方式，转接控制模块的继电器进行测试通道的切换选择，以实现将被测环电刷端即公共点通过不被测的滑环导引出来进行测试；

导电装置进行电阻测试时100个导电环被分成A、B两组：

A组的环号为：

（1）～（2）、（5）～（6）、（9）～（10）……（93）～（94）、（97）～（98）；

B组的环号为：

（3）～（4）、（7）～（8）、（11）～（12）……（95）～（96）、（99）～（100）；

其中1环和3环、2环和4环、5环和7环、6环和8环、9环和11环、10环和12环………93环和95环、94环和96环、97环和99环、98环和100环分别形成对立关系，相互构成测试回路，与之相对应，继电器K1控制1环和3环、继电器K2控制2环和4环、继电器K3控制5环和7环………继电器K48控制94环和96环、继电器K49控制97环和99环、继电器K50控制98环和100环的切换。继电器释放状态为A组的环测试，继电器吸合状态为B组的环测试。例如继电器K1释放状态为第1环测试状态，第3环将第1环的电刷端即公共点导引出来构成第1环的测试回路，实际测试的是第1环和第3环的导电杆引出线两端，反之继电器K1吸合状态为第3环测试状态，第1环将第3环的电刷端即公共点导引出来构成第3环的测试回路；

AnH和AnL分别为7708开关模块内部测试通道点号，INPUT通道n为1～20，SENSE通道n为21～40，“H”表示测试正端，“L”表示测试负端；

在四线电阻测试时，通道1到20被用作INPUT与通道21到40被用作SENSE端进行配对使用，通道1和通道21配对，通道2和通道22配对，依此类推，通道20和通道40配对，构成导电滑环的四线测试通道，即上述1环INPUT通道的正、负端和SENSE通道的正、负端对应为A1H、A1L和A21H、A21L，1环和3环的导电杆端通过测试电缆、机箱后面板的X1插座分别接入转接控制模块（4），其中1环的INPUT通道、SENSE通道分别与继电器K1的14脚、13相连，3环的INPUT通道、SENSE通道分别与继电器K1的3脚、4脚相连，继电器K1的5～12脚分别与7708开关模块A的A1L、A21L、A2H、A22H、A22L、A2L、A21H、A1H相连接。