[发明专利]一种机械开关触点抖动时间的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试仪器领域，尤其是机械开关触点抖动时间的测量方法及装置。 

背景技术

具有机械开关触点的低压电器，包括继电器、按钮开关、温度开关、刀开关等，在工业自动控制、家用电器、电力系统及自动化装置等领域，应用非常广泛。为确保低压电器正常工作，生产厂家必须对低压电器的性能进行严格检测，尤其是对低压电器的机械开关触点性能进行严格检测。

根据国家及企业规定的标准，测试检验低压电器十分繁琐、困难，国内多采用传统的模拟试验手段对其性能进行检测，这种方法不但效率低、劳动强度大、测量速度慢、误差大，而且对标准中规定的某些试验项目测量不准确，甚至有些项目根本无法检测，例如，机械开关触点的抖动时间就很难准确测量。 

发明内容

为了准确测量机械开关触点的抖动时间，本发明提供一种机械开关触点抖动时间的测量方法及装置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种机械开关触点抖动时间的测量方法，包括如下步骤：

A) 启动运行于PC机的抖动时间测试软件，首先从软件界面接受用户输入，通过软件界面选择低压电器的类型、机械开关触点的数量，并点击“开始测量”命令；

B) 然后进行FPGA系统的初始化，包括对FPGA系统内部控制逻辑电路的初始化、计数器复位清0等；

C) 实时检测机械开关触点的状态，每隔0.01mS检测一次机械开关触点的状态，并将当前状态值保存在FPGA系统内部的环形寄存器内，所述环形寄存器能够寄存800个状态值；

D) 判断是否为机械抖动，根据连续实时检测得到的机械开关触点的800个状态值，采用状态机的方法判断机械开关触点是否处于机械抖动状态；

E) 如果机械开关触点仍处于机械抖动状态，则累计机械抖动的时间，并返回到步骤C)继续运行；

F) 如果机械开关触点不是处于机械抖动状态，则保存机械抖动时间，并等待PC机指令；

G) 用户判断所有机械开关触点保持稳定状态后，通过测试软件界面点击“结束测量”命令，则FPGA系统经串行口上传测量数据到PC机；

H) 进行测量数据的分析与处理，并将处理结果显示在软件界面上，同时保存处理结果。

一种机械开关触点抖动时间的测量装置，包括微型计算机（PC机）、抖动时间测试软件、FPGA芯片、有源晶振、RS232通信协议接口电路、液晶显示模块、上拉电阻和被检测的机械开关触点；其中，微型计算机通过RS232通信协议接口电路与FPGA芯片相连接；机械开关触点的一端接地，另一端与上拉电阻连接，并且连接到FPGA芯片；有源晶振连接到FPGA芯片；液晶显示模块与FPGA芯片相连接。

所述FPGA芯片是一种超大规模可编程逻辑器件，采用国际标准的硬件描述语言（VHDL语言）进行设计开发，用户对FPGA芯片完成设计开发后，就成为了一种具有用户所需要的特定功能的专用集成电路，这时FPGA芯片的功能完全由其内部纯硬件电路完成，所述FPGA芯片的型号是EP2C8Q208。

所述状态机的方法，是一种时序逻辑电路的设计方法，本发明利用 VHDL语言实现的状态机存在于FPGA芯片EP2C8Q208内部，能够准确地判断机械开关触点是否处于机械抖动状态。

所述抖动时间测试软件运行于微型计算机，包括以下模块：

A) 设置输入模块：从软件界面接受用户输入，通过软件界面设置低压电器的类型、机械开关触点的数量，并可以选择“开始测量”、“结束测量”指令；

B) 通信控制模块：按照RS232串行通信协议，控制实现微型计算机与FPGA芯片之间的数据通信；

C) 数据采集与处理模块：经RS232串行口采集测量数据，包括全部被检测机械开关触点的抖动时间数据，并将它们实时保存，同时经过信号滤波、数据较验、单位转换后，将得到的抖动时间显示在软件界面上。

所述抖动时间测试软件利用MSComm6.0控件由Visual Basic 6.0语言开发写成，对串行口的设置情况是：“波特率”为2400bps，无“校验位”，“数据位”为8，“停止位”为1。

本发明具有操作简便、测量自动化程度高的特点；由于本发明引入了FPGA芯片，所以能够获得较好的技术指标：可以同时测量多达200个机械开关触点，而且抖动时间的测量准确度高，抖动时间的测量精度达到0.01mS；另外，FPGA芯片的功能完全由其内部纯硬件电路完成，没有CPU程序，所以该系统的工作稳定性高。 

附图说明