一款智能參數測試儀的設計

3.1 微處理器控制程序

圖4 所示是本系統的微處理器控制程序。本程序的核心部分是線圈電阻子程序、觸點電阻子程序、吸合/ 釋放電壓子程序、吸合/ 釋放時間子程序。

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3.2 吸合電壓算法設計

對于吸合/ 釋放電壓的測試，這里將對比三種測試算法：

二分算法、步進自適應中值算法和差異比較算法[8].

3.2.1 二分算法

函數f(x)，對于一個實數a,當x=a 時，若f(a)=0,則把x=a 叫做函數f(x) 的零點。設f(x) 在區間(X,Y) 上連續，a、b 屬于區間(x,y)，且f(a)，f(b) 異號，則在區間(a,b) 內一定存在至少一個零點，然后求f[(a+b)/2].假定a0,那么：

如果f[(a+b)/2]=0,則x=(a+b)/2 就是零點。

如果f[(a+b)/2]<0,說明區間((a+b)/2,b) 內有零點，再次對新區間((a+b)/2,b) 取中值代入函數，進行中點函數值判斷。

如果f[(a+b)/2]>0,說明區間(a,(a+b)/2) 內有零點，再次對新區間(a,(a+b)/2) 取中值代入函數，進行中點函數值判斷。

通過以上反復的區間取值，可以把f(x) 的零點所在小區間收縮一半，使區間的兩個端點逐步迫近函數的零點，最終以求得零點的近似值。

這就是二分算法的基本原理。

3.2.2 步進自適應中值算法

同簡單二分算法一樣，確定A、B 兩個電壓值，其中A 無法使觸點吸合，B 保證發生觸點吸合。然后求得A、B 的平均值C,如果C 小于觸點的閾值電壓，則在B 電壓量的基礎上步進式地減小一定幅度的電壓X,得到電壓量D ;如果C 大于觸點的觸發電壓，那么在A 電壓量的基礎上，步進式地增加一定幅度的電壓X[9],然后重復以上步驟。如果發生某一步進增加時，觸點發生吸合，則繼電器的吸合電壓介于觸點觸發的前后兩個電壓平均數值之間。

3.2.3 差異比較算法

差異比較算法是通過比較輸入值和輸出值的大小，將發生差異型變化的數值進行篩選并記錄。選擇這個算法主要是針對二次發生的吸合釋放過程。

三種算法中，二分算法有可能讓程序進入死循環，差異比較算法相對前兩者速度較慢，所以本系統最終采用步進自適應中值算法。

3.3 上位機程序設計

本系統的上位機界面程序采用C++ 程序編寫，它主要包括參數設置區域、參數顯示區域、繼電器類型選擇和控制按鍵等幾部分。參數設置區域是完成對所測繼電器的相關參數上下限參數的設置，比如吸合電壓上下限的設置。參數顯示區域是顯示所測參數大小的，這里還包括了一個參數選擇復選框，如果選上則表示需要對此參數進行檢測，如果不選則系統不對此部分參數進行檢測。圖5 所示為其上位機界面。

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3.4 實驗結果

在調試好的樣機上分別可對吸合電壓等六個參數進行測試，為了減少一次測試數據的偶然性，每個參數均測試了八組數據進行處理，實驗結果如表1 所示。從表1 中的數據可以發現，其測試數據變化范圍小，系統性能較穩定，總體性能能夠令人滿意。

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4 結語

本文是結合前人的研究成果基礎上而提出的一種基于STM32 的智能參數測試儀的設計方案，該方案中所設計的測試儀由STM32 作為主控芯片，并結合先進的電子測量線路來對繼電器的主要電氣參數進行測量。實驗結果表明，本系統測試結果準確性高，工作穩定，總體性能令人滿意。