航天继电器时间参数测试分析技术的研究

论文摘要

航天继电器（包括电磁继电器、延时继电器和固体继电器等）是广泛应用于航空航天、工业自动化等领域实现执行控制、信号传递等功能的密封继电器,是国防电子系统中不可缺少的基础元器件之一,其可靠性直接影响整个系统的可靠性。继电器的时间参数是反映其工作特性及可靠性的一项重要指标。通过分析继电器时间参数,不但可以得到继电器的电气参数指标,而且有助于分析继电器失效的机理,为产品设计的改进提供重要的依据。因此研究航天继电器时间参数测试分析技术对于提高国防电子系统的可靠性具有重要的理论意义和实用价值。本文综合分析了航天继电器测试分析技术的国内外研究现状,提出了航天继电器时间参数测试分析系统的总体设计方案。硬件方面,该系统以工控机为控制核心,包括基于PCI总线的十通道高速数据采集电路、基于ISA总线的两通道延时时间测试电路、基于声发射原理的声音信号采集电路以及相关的信号调理电路。本系统软件基于Windows 2000操作系统平台,采用Visual C++编程,分析线圈电流、触点电压和声音信号得到继电器时间参数。软件采用虚拟仪器仪表技术、软件模块化设计技术,实现了多种继电器试验数据的自动储存、历史数据查询等功能,具有良好的人机界面。针对密封结构的航天继电器一旦装配便很难再开壳的特点,本文提出了电参数检测和声发射检测相结合的方法,检测电磁继电器空程时间。分析了磁保持继电器出现中间位置的机理,采用变脉宽测试法对磁保持继电器显性中间位置进行测试。分析电磁继电器电磁机构的动态过程,将小波变换作为一种新型的时频域分析工具引入到继电器线圈电流波形的信号检测中,分析继电器触动时间。实验结果表明,系统测试精度高,测试方法准确有效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的和意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 课题的研究目的和意义
• 1.2 航天继电器的时间参数
• 1.2.1 电磁继电器的主要时间参数
• 1.2.2 固体继电器的主要时间参数
• 1.2.3 延时继电器的主要时间参数
• 1.3 航天继电器时间参数测试技术的国内外研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 时间参数测试系统总体方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 测试系统的主要技术指标
• 2.3 电磁继电器和固体继电器时间参数测试方法
• 2.3.1 电磁继电器电磁机构动态过程分析
• 2.3.2 磁保持继电器中间位置出现的机理
• 2.4 延时继电器时间参数测试方法
• 2.5 测试系统总体方案设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 高速数据采集卡设计
• 3.3 线圈电流和触点电压测试电路设计
• 3.4 声音信号检测电路设计
• 3.4.1 声发射检测原理
• 3.4.2 检测电路设计
• 3.5 延时继电器时间检测电路设计
• 3.6 功率放大电路设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 软件设计的关键技术
• 4.2.1 面向对象设计技术
• 4.2.2 模块化设计技术
• 4.2.3 虚拟仪器仪表技术
• 4.3 软件设计
• 4.3.1 试验功能模块
• 4.3.2 安装软件的制作
• 4.4 本章小结
• 第5章 继电器时间参数分析方法及测试结果分析
• 5.1 引言
• 5.2 常见的数据分析处理方法
• 5.2.1 傅立叶变换
• 5.2.2 短时傅立叶变换
• 5.2.3 小波变换
• 5.3 时间参数分析方法
• 5.3.1 电磁继电器触动时间分析方法
• 5.3.2 电磁继电器空程时间分析方法
• 5.3.3 电磁继电器超程时间分析方法
• 5.3.4 磁保持继电器中间位置分析方法
• 5.4 继电器测试结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1 航天继电器时间参数测试分析系统实物图
• 附录2 航天继电器时间参数测试分析系统主界面
• 致谢