中心論題：
- 典型時間繼電器時間參數測試電路
- 基于單片機的測試系統
- 程序流程
- 單片機的選用
解決方案：
- 典型時間繼電器時間參數測試電路
- 基于單片機的測試系統
引言
時間繼電器是一種時間控制元件，其具有延時精度高，延時范圍寬、使用壽命長、功耗小、輸出觸點容量大、調整方便和直觀；另外還具有外觀體積小、重量輕、結構緊湊等優點。從功能種類上分：有通電延時型、接通延時型、斷電延時型、短開延時型、間隔延時型、往復延時型(周期通斷)、累計定時、多路延時型、星—三角起動型和多功能延時型。而涉及到時間繼電器具體所需檢驗的延時參數：如延時重復誤差Er、整定誤差Eset、電壓波動誤差Ev、溫度誤差Et、綜合誤差Ec等在具體測試時較煩瑣，尤其在上述延時參數Er(重復誤差)、Eset(整定誤差)、Ev(電壓波動誤差)又是判斷時間繼電器延時性能的重要依據，而上述參數在檢驗人員進行檢測時就必須逐臺在專用的時間繼電器測試臺上與高出被測產品一定精度的時間計時儀進行同步類比，將其被測產品設定顯示值與其高精度計時儀相比對以計時儀所顯示的時間為延時參數，并且還需對每次所測量的參數進行記錄，待所測規定次數達到后，然后再根據相應的誤差公式對其數據進行驗算處理。對其結果與規定的允許誤差值比較，最終判定該誤差產品某項誤差指標是否達到規定要求。
上述傳統的檢測手段則對檢驗測試人員的要求較高，相應的檢驗強度及人為的數據處理工作量也很大，而在檢測和記錄中難免會出現誤差，從而影響到對被檢測的正確判斷。基于上述考慮，用單片機和相應外圍檢測系統將時間繼電器延時參數數據進行檢測并儲存保留，待所確定的檢測次數完成后，通過對其存儲的記錄數據進行 處理，對處理后的延時誤差值與被測產品允許的延時誤差相比較來判定產品延時誤差是否符合要求，并將其最終結果傳輸到微機中并且打印出來。通過單片機對檢測過程中的自動檢測，這在檢測過程中大大降低了檢驗人員的工作強度，對產品的檢測也更加科學，更加規范，相應的延時誤差及延時參數也醒目直觀，在很大程度上保證了產品的檢測精度。總之，智能化對時間繼電器參數的檢測有其很強的適用性，它不僅大大簡化了相應檢測操作，也為檢測的準確可靠提供了較好的保證，所以智能化的檢測會在時間延時參數檢測方面會越來越體現出其優越性。
典型時間繼電器時間參數測試電路
在典型時間繼電器測試電路中，一般常規采用石英計時儀與被檢測時間繼電器進行延時同步比對。石英計時儀精度可達10-4~10-7h，且檢測時間范圍可調(可根據被檢測產品選擇相應的S、min、h計量單位)，每次測試后可控制使其自動清零。被檢測時間繼電器延時顯示最小時間為0.01S(10ms)，石英計時儀精度可滿足其測試精度要求。
因時間繼電器使用范圍較廣，也從而導致工作電壓規格的多檔性。如考慮使用模擬式指針儀表可考慮1.5級，并且使AC(DC)電壓顯示均考慮分檔顯示其電壓值應使其刻度在1/3~2/3處使用，以確保其精度。如DP(數字)面板表可考慮采用表來指示其電壓值。另外對ACV考慮其波形失真度不應大于7%，其頻率誤差不大于50Hz+2%；DCV峰值紋波系數不大于5%。
以被測產品工作AC220V，延時時間10S，測試AC220V試驗電路示于圖1(a)。
圖1
電路中的元器件：C45—小型斷路器，SA1、SA2—控制開關，—工作電壓指示(AC) ，Hz—頻率表，KT—被測產品，K—小型中間繼電器，KT1—保持用時間繼電器，KT2—休止用時間繼電器 KC—計數繼電器，PT—石英計時儀。
在檢測開始先閉合SA1開關，Hz頻率表來監視AC220V電壓頻率，電壓表來指示被測產品的工作電壓，選擇PT石英計時儀“S”檔(根據被測產品延時時間來確定)。
將被測KT接入檢測線路中，閉合SA2，中間繼電器K得電吸合，常開K-2閉合，被測試KT線圈得電延時開始，同時繼電器K常閉觸點K-1斷開，使PT石英計時儀與被測產品計時同步開始；當被測KT延時到達后，延時閉合的動合觸點接通，延時斷開的動斷觸點斷開，使PT石英計時儀顯示時間數據保持暫停記錄其延時值，并使保持時間繼電器KT1得電開始延時，當所設保持時間0.5~1S延時時間到后，KT1延時閉合的動合觸點閉合，延時斷開的動斷觸點斷開，使KT2休止用時間繼電器線圈得電開始延時，并對KT延時閉合的動合觸點自鎖，使KT1繼續保持通電狀態。當休止用時間繼電器KT2延時時間到后，KT2延時閉合動合觸點和延時斷開動斷觸點分別接通斷開，動合觸點加入KC計數繼電器計數端對被測產品測試次數進行計數，KT1保持用時間繼電器失電，使中間繼電器K又重新開始得電工作，進行下一次(輪)對被測產品的延時參數進行檢測，工作程序如上分析。當被測次數n與KC計數繼電器所預置相同時，計數繼電器控制常閉觸點KC斷開，使整個測試過程結束。
此測試電路的缺點是：電路較為復雜，另外對被測產品不同的電壓規格不夠兼容(如被測產品其它電壓規定，則需對此電路需加改進)；每次檢測產品數量少(單只產品)，延時記錄需人工對每次測試結果進行記錄，并最終對其記錄數據進行計算處理；保持用KT1和休止用KT2兩個時間繼電器需根據產品延時時間進行相應設置。
基于單片機的測試系統
基于單片機的測試系統示于圖2。
圖2
程序流程
在測試過程中，被測產品的延時數據的檢測是通過對檢測信號(用被測產品的延時閉合的動合觸點)來進行監測，而被檢測產品的工作電源又為工作變壓器初級線圈(一般都為批次檢測)屬電感性負載。由于對被檢測的產品的時間延時參數是與產品工作電源的加入同步進行，待被檢測的產品并對其延時參數數據進行存儲都完成后，而相應的執行程序對其被檢測產品進行逐一檢測確定后，將被檢測產品工作電源關斷且延長一定時間后，然后再進行下一次延時檢測(工作電源重新加入循環進行)到所需檢測的次數完成后，對所存儲的數據進行處理(將每只產品延時數據進行從大到小排列，選出N次數據量中的最大值tmax，以及最小值tmin。對其數據進行算術平均值處理 。
然后再對其延時誤差
處理。
對上述被測產品的工作電源的控制，如同是對其感性負載進行關斷處理。當對電感負載的控制當工作電源(流過電感負載的電流)被切斷時，會在感性負載上產生很強的反電動勢而形成較強的噪聲干擾。這種噪聲不但能產生電磁場，干擾其周圍電路，尤其是對弱電的信號檢測以及傳輸過程中會通過分布電容或電感耦合到信號回路中。針對上述情況分析：為使在檢測過程中對所傳輸的檢測數據進行可靠傳輸，并且不受外界信號的干擾，可在外圍線路與測試臺的制作中主要考慮以下幾個方面：
被測試產品工作電源
因被測繼電器工作電壓范圍寬(AC380V以下、DC220V以下)，要滿足上述電壓范圍均能進行檢測，則需要對電源輸出分檔AC/DC處理并且配置相應的指示儀表，以保證其檢測精度。而每檔輸出電壓可調(滿足85%~110%Ue，電源波動延時誤差測試用)。對交流而言要求應有完整的正弦波，其波形失真度不大于7%；直流電壓其峰值紋波系數＜5%。
被測產品的工作電源并接，時間繼電器常用規格為通電延時型，為避免被測產品在通電和延時(因通電和延時同步進行)有相應的干擾串入檢測或信號傳輸回路中，在電源輸出口增加RC吸收回路，并考慮在每只產品電源測試端口加抗干擾電容。另外在電源輸出端采用雙股屏蔽線(屏蔽層一端接地)，且與多股屏蔽信號線分開布線，以防在產品通電時產生的EMI(電磁干擾)串入信號采樣電路中。檢測臺外殼接地，以防測試臺殼體帶電，保證其因絕緣等原因造成殼體帶電能及時將電荷泄放掉，以確保安全操作。
被測產品的檢測信號需通過傳輸線將檢測信號經單通道模擬開關傳輸到隨機存儲器中。在傳輸過程中為防止檢測產品電源加入口對其產生電磁干擾，可考慮采用多股(根據每個檢測臺測試產品的數量而定)屏蔽電纜線來傳輸檢測信號，并將屏蔽電纜外層屏蔽體和工作地良好連接。為防止屏蔽體兩端形成環路應避免屏蔽層兩端同時接地，從而使屏蔽體上無噪聲電流流過，使屏蔽層內信號線上無感應噪聲電壓產生，以保證信號傳輸無干擾信號疊加在測量信號之上，避免數據采集誤差增加和干擾信號淹沒測量信號的現象。
通過對工作信號采集傳輸線的處理，使信號檢測的質量得以保證，為下步數據的存儲以及處理提供了相應的保證。
單片機的選用
在單片機選用上應考慮檢測數據傳輸速度以及可靠性，采用抗干擾性能強AT90S4414單片機，該單片機是AVR增強性能RISC結構的低功耗COMS技術8位控制器，該系列控制器是Atmel的全新配置的RISC AVR系列單片機。AVR單片機采用了大型快速存取寄存文件的快速單周指令，快速存取RISS寄存器文件由32個通用寄存器組成。其最大的特點與傳統的基于累加器的結構需大量的程序代碼，以實現在累加器和存儲器之間的數據傳遞不同，而是用32個通道工作寄存器代替累加器，從而可避免傳統的累加器和存儲器之間的數據傳遞。此特點尤其對自動化檢測在需大量的數據傳輸上顯的更具有其更大的適用性。
結語
單片機技術的應用，使檢測時間繼電器的延時參數值如重復誤差(Er)、整定誤差(Eset)、電壓波動誤差(Ev)等參數大大簡化，減輕了檢測人員的工作強度，大大提高了檢測效率，并使檢測的數據以及數據處理也更加科學合理。通過微機可將被測產品無論批量檢測或抽檢，在輸出打印記錄中均反映出該檢驗產品型號、生產批次號、產品誤差參數值以及檢驗日期，也可將檢測記錄存儲在微機中，也為企業以后信息管理系統(ERP)提供了相關的檢測數據信息。
另外在連續檢測過程中也對檢測產品在同一使用條件下連續可靠性方面也進行了相應的檢測從這個方面避免了人工逐臺檢測時對該方面的忽略。通過在檢測中單片機技術的應用，在未來發展中應更能體現檢測智能化；譬如對檢測產品的內部執行繼電器在檢測過程中因某次接觸不良導致該次測量失效的故障，或者檢測產品的電源(如內部變壓器初級線圈是否呈開路狀態)等故障都可在記錄中有所反映。這樣就使被測產品的檢測記錄更加完善，也使檢測試驗記錄更完整更趨于人性化。這也是時間繼電器檢測發展目標。
