野王,日本xxxx片免费观看,丁香五月婷婷亚洲,六月丁香婷婷大团结

<rp id="86d9x"><dl id="86d9x"></dl></rp>

會員中心
加入VIP
微信

客服微信網站公眾號

　煤礦　化工　建筑
　機械　電力　冶金
　消防　交通　特種

　論壇　活動　視頻
　問答　投稿　 MSDS
　簽到　超市　招聘

導航：安全管理網>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

家用電器安全綜合智能測試系統(tǒng)的研制

文檔作者：羅宇峰		點擊數：	更新時間： 2021年07月12日
下載地址：點擊這里	文件大?。?2.33 MB 共69頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

部分內容預覽 [文件共69頁]

本文件共69頁，只能預覽部分內容，查看全部內容需要下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?.33 MB 共69頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

下一篇：關于小家電產品電流安全測試方面的探討

上一篇：離子蓄電池安全性的測試與研究方法

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

分類號!塹!i
UD! 密級坌五
Y 78GOI$
學校代號1 056I
學號20013520921 10l 1
華南理工大學碩士學位論文
家用電器安全綜合智能測試系統(tǒng)的研制
指導教帥
副導師
羅宇峰
塑叢明熬籃一．．
旦墊絲型芏塹工型堂隧
一昌要堡直堡』捏婭
[劌直芒基叢量墮萱撿墜壓
申請學位級別：工程亟± 專業(yè)名稱： 絲劍王理
論文提交日期：2QQ§：3：!Q
學位授了，單位和日期
答辯委員會主席
論文評閱人
論文答辯日期： 2005．4．24
垡直理』盔堂
鱟壘!塑墮
襲坼七禹11教坡
程掐波研盎最
摘要
摘要
家用電器的安全測試是每個家用電器的生產企業(yè)和檢測單位都很關心和重視
的事情。在家電生產企業(yè)，其產品出廠之前，均要進行幾個重要項目的測試，一
般包括電參數的測量、耐壓測試、泄漏電流測試、接地電阻測量等，這幾個項目
均合格后，才能出廠。如果出現不合格項，就需要返工重新檢查，消除安全隱患，
避免出廠后造成消費者使用時發(fā)生觸電等安全事故。目前，在家電制造企業(yè)和技
術監(jiān)督檢測單位，對電器安全的檢測所需要進行的幾個項目大部分是采用幾臺單
獨的測量儀器進行測試，存在著人為因素影響大，勞動強度高，工作效率低等問
題。而采用綜合測試系統(tǒng)能提高生產效率，降低生產成本。目前國內普遍使用的
綜合測試系統(tǒng)是通過PLC進行控制的系統(tǒng)，其智能化程度不夠高。
為提高家電安全檢測的效率和智能化程度，本文結合相關學科領域的研究成
果，將計算機控制技術，串行通訊技術等領域相關的理}^和技術應用到傳統(tǒng)的家
電檢測領域，將幾臺單獨的測試儀器組合成一套智能綜合測試系統(tǒng)。比傳統(tǒng)的綜
合測試系統(tǒng)在檢測精度和智能化程度方面都有一定的提高，能完成PLC控制系統(tǒng)
不能完成的數據記錄和查詢等功能。并通過計算機的控制，使系統(tǒng)對單三相電器
均能測量，并利用三相電參數測量儀測量單相電器的電參數，利用單相泄漏電流
儀測量三相電器的泄漏電流，對于那些需同時測量單三相電器的實驗室可節(jié)省一
臺單相電參數測量儀和一臺三相泄漏電流儀的費用。
文中分六大部分對本家電綜合測試系統(tǒng)進行介紹，分別是：文獻綜述和家電
安全測試主要項目介紹、本智能綜合測試系統(tǒng)的組成及儀器選型、本系統(tǒng)與傳統(tǒng)
綜合測試系統(tǒng)的比較、計算機控制技術的應用、串行通信技術的應用。
最后通過基于Windows操作系統(tǒng)下的Visual Basic軟件編程，為用戶提供友
好簡潔的操作界面。通過在實際工作中的應用驗證，采用本系統(tǒng)可提供生產效率，
并且依靠計算機系統(tǒng)提供的功能，實現數據查詢等以前PLC控制系統(tǒng)不能實現的
功能，具有一定的工程實用價值。
關鍵詞：家用電器；安全檢測：智能化；計算機技術
華南理工大學碩士學位論文
ABSTRACT
The safety test of household electrical appliances has great concern for every
manufacturer and testing authority．Testing of some important items must be
undertaken to the newly made products，which includes electric parameters
measurement，electric strength test，leakage current measurement and earthing
resistance measurement．The products can’t be put into market unless they’ve passed
all the tests．If there is any nonconformity。the products have tO be remade and
rechecked tO eliminate potential danger，which contributes to avoiding electric shock
tO the consumers．So far,the manufacturers and the quality supervision authorities
carry out most of the tests with several separate measurement instruments．which has
adverse problems of human error，heavy work and low efficiency．Introducing
combined testing system can raise the production efficiency and lower the production
cost．In our country，the combined testing system in common use，a system controlled
through PLC，is not intelligent enough．
In view of promoting the testing efficiency and intelligent level，this paper
applies the computer—control technique and serial communication technique tO the
traditional household electrical appliances testing field，combining the separate
testing instruments into an intelligent multi-purpose testing system．This system，with
its higher accuracy and intelligent level，is capable of performing data recording and
inquiring duties，which can’t be fulfilled through PLC control system．With
computerized control，both single—phase and three·phase electrical appliances can be
measured．Use is made of three·phase electric parameter measuring instrument tO
measure the electric parameters of single-·phase electrical appliances and of single，-
phase leakage current instrument to measure the leakage current of three-phase
electrical appliances．Thus the labs，where single—phase and three—phase electrical
appliances are required to be measured simultaneously，can save the cost of a
single-phase electric parameter measuring instrument and a three·-phase leakage
current measuring instrument．
The paper introduces the multi—purpose testing system in 6 parts：summary and
introduce of main items of household electric appliances safety test，composition of
the intelligent multi—purpose testing system and types of the selected instruments，
comparison of the system to the traditional combined testing system，and application
II
ABSTRACT
of computer-control technique，and application of serial communication technique．
Finally，as the program is based on Visual Basic software under Windows，users
are provided with a friendly and simple operating access．In its practical use，the
system is proved tO be capable of raising efficiency，performing data inquiring duties
and thus have practical value in engineering．
Key words：electrical appliance；safety test；intelligence：computer technique
III
華南理工大學
學位論文原創(chuàng)性聲明
本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研
究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文
不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研
究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完
全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。
作者簽名：呵字碡日期： 年月日
學位論文版權使用授權書
本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，
同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，
允許論文被查閱和借閱。本人授權華南理工大學可以將本學位論文的
全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃
描等復制手段保存和匯編本學位論文。
保密口，在——年解密后適用本授權書。
本學位論文屬于
不保密囪。
(請在以上相應方框內打“4”)
作者簽名
導師簽名
日期：
日期：
年月日
年月日
第一章緒論
第一章緒論
1．1課題研究的意義和目的
隨著當代科學技術的迅速發(fā)展，各種電器、電子設備全面進入社會生活各個
領域，成為社會文明進步的重要標志。在我國，人民生活水平不斷提高，對家用
電器的需求量越來越大。各類電器、電子設備在全國城鄉(xiāng)得到迅速普及，給生產
和生活帶來極大方便。但各類電器、電子設備的廣泛使用，帶來了人身傷害事故
的極大增加，給生命財產帶來危害，觸電傷亡和電氣火災是常見例子。因此，電
器、電子設備的使用安全性成為決定產品質量各要素中的首要因素，安全標準成
為最重要的技術標準之一。
防觸電是所有安全標準中最基本也是最重要的內容，通常列為產品安全的首
項。電氣安全性能試驗項目包括；耐電壓試驗、泄漏電流試驗和接地電阻試驗等。
70年代末期起，專用于各類電子、電器產品電氣安全性能試驗的儀器迅速發(fā)展，
形成了一個嶄新的電子儀器門類。
目前家電生產企業(yè)和技術監(jiān)督檢驗機構對家用電器產品的安全性檢測均十分
重視，它們在生產線和檢測室里都會配備相應的儀器進行質量控制，通常檢測的
項目包括電參數檢測、泄漏電流檢測、耐壓測試和接地電阻測試等。但目前安全
檢測儀器的智能化程度不夠高，大部分企業(yè)停留在使用一臺儀器檢測一個項目，
需要重復接線，對檢驗結果使用人手記錄的狀態(tài)，導致大量人力和時間的浪費。
在生產線檢測上表現為需要幾個獨立的工位來完成一臺電器的安全檢測。而現有
的PLC控制的綜合測試系統(tǒng)其測量精度較低，不能滿足要求較高的實驗室的要
求，并且其智能化程度也較低。本設計通過將先進的計算機集成控制技術引入到
傳統(tǒng)的家電安全檢測中，將幾臺性能優(yōu)良的測量儀器集成為一個綜合測試系統(tǒng)，
可縮短電器安全檢測所需的時間，節(jié)省人力和降低勞動強度，應用到生產線上，
可將幾個檢測工位合并為一個。還可以同時實現單相和三相電器的檢測。并且利
用計算機的強大功能，實現數據的記錄和查詢等功能。極大地提高了家電安全檢
測的智能化程度。
1．2文獻綜述
1。2．1國家標準GB4706．卜1998簡介
GB4706．1-1998《家用和類似用途電器的安全第一部分：通用要求》是我國
華南理丁大學碩士學位論文
對家用和類似用途電器在電氣安全方面的通用要求，屬于強制性標準。它等效采
用國際電工委員會IEC 335．1(1991)第3版《Safety of household and similar
electrical appliances Part l：General requirements》和其第l修正件(1994)。該標
準對家用電器所需要符合的安全要求作出了詳細的規(guī)定。對于具體的產品，還會
有對應的特殊要求，這些標準是GB4706．2等一系列幾十個標準，這些標準均需
與GB4706．1配合在一起使用。下面引述一下標準中與本設計有關的章節(jié)：
1．標準第lO章“輸入功率和電流”要求，“對器具在額定電壓且正常工作溫
度下，其輸入功率對其額定輸入功率的偏差不應大于一定的偏差”。這一要求是為
了考核一臺電器其實際功率與其標稱的功率的偏差值，如果這一偏差值超標，就
會對使用者產生一定的誤導，并有可能對配電線路產生損壞。要對這一指標進行
測量，要具備電參數測量儀。
2．第13章“工作溫度下的泄漏電流和電氣強度”和第16章“泄漏電流和電
氣強度”要求，器具的泄漏電流不應過大，而且它的電氣強度應是足夠的。這兩
章是要求電器的絕緣應該是良好的，其正常情況下對外的泄漏電流應該是很小的，
同時還應能承受一定的意外高壓，不產生絕緣失效。泄漏電流要通過泄漏電流儀
進行測量，電氣強度用耐壓測試儀進行測量。
3．第27章“接地措施”中第27．5條要求“接地端子或接地觸點與接地金屬
部件之間的連接，應具有低電阻，接地電阻值不應超過0．1 Q”。這一章是要求電
器的接地電阻應是足夠低的，當電器一旦發(fā)生漏電時，應能及時提供接地保護。
接地電阻一般用接地電阻測試儀測量。
GB4706．1標準的修訂緊跟著IEC標準的變化，測量儀器的設計和生產與標準
的要求是緊密聯(lián)系在一起的，一旦標準要求的檢驗項目和測試線路圖有變化，儀
器也必須馬上更改，否則就會引起不必要的爭議。例如，在1992年版的GB4706．1
中有絕緣電阻的要求，生產企業(yè)和檢測單位也必須具備絕緣電阻測試儀，市場上
銷售的電器安全綜合測試系統(tǒng)也具有絕緣電阻測試功能，但1998版的標準已經取
消了這一要求。還有對耐壓測試儀的要求，1998年版的標準對耐壓裝置的短路電
流和跳閘電流做出了規(guī)定，而GB4706．1—1992則沒有。所以以前的耐壓測試儀跳
閘電流通常只做到20mA，但新標準則要求儀器要做到100mA。如果不注意這些
區(qū)別，在儀器的選擇上就會出現失誤。
1．2．2電氣安全性能試驗儀器介紹
電氣安全性能試驗儀器的技術指標完全取決于安全標準的要求和規(guī)定，測試
對象除各類家用電器、電子產品外，遍及一切電網供電或由指定的額定交直流供
電的低壓電器設備，這是電氣安全性能試驗儀器區(qū)別所有各類電子測量儀器的特
點。因此，儀器的發(fā)展依賴于安全標準的發(fā)展。
2
第一章緒論
下面，簡單地介紹一下電氣安全性能試驗儀器：電參數測量儀、耐電壓測試
儀、泄漏電流測試儀和接地電阻測試儀。
一、電參數測量儀表
在家用電器產品檢驗中，按照產品標準規(guī)定通常要求測量的電量有：電流、
電壓、頻率、功率、功率因數、電能等。在早期，對于上面提到的測試項目，需
要用到各種類型的測量儀表，我們要配備電流表、電壓表、功率表、功率因數表、
頻率表、電能表等一大堆儀表。而且這些早期的儀表通常還是指針式的儀表，讀
數既不準確又存在著較大的人為因數。
隨著科學技術的高速發(fā)展，對電測量技術提出了高準確度、高靈敏度、速度
快、可靠性高以及實現自動化測量等各種要求。同時，被測對象范圍也不斷擴大。
由單一物理量擴展為多個物理量；由靜態(tài)測量擴展為動態(tài)測量。對于這樣的測量，
前面介紹的模擬式指示儀表是難以完成的，數字化儀表正是適應這一要求而迅速
發(fā)展起來的。
所謂數字儀表，就是能將被測的連續(xù)電量自動的變成斷續(xù)電量，然后進行數
字編碼，并將測量結果以數字顯示出來的電測儀表。
模擬法測量技術是被測的物理量與測量結果之間保持連續(xù)的函數關系。而數
字化測量技術是將被測的連續(xù)物理量轉化為量子化和離散化的物理量，然后以數
字的形式進行編碼、傳輸、存儲、數據處理和數字顯示或打印的一種測量方法。
它的測量原理、方法和儀器結構等方面與傳統(tǒng)的模擬式儀表是完全不同的。它具
有測量速度快、準確度高、使用方便等優(yōu)點。
帶有微處理器或計算機的數字式智能儀器極大地提高了儀器的性能，例如利
用微處理器的運算和邏輯判斷功能，可以消除由于漂移、增益的變化和干擾等因
素引起的誤差，從而提高了測量的精度。
數字儀表能滿足各類家用電器產品的檢驗要求，如試驗室常用的數字電參數
測量儀可以對產品的輸入電壓、輸入電流、輸入功率、功率因數、電能等電參數
進行綜合自動測量。
數字儀表的主要技術特點是：
a．準確度高。如高精度的數字電壓表測量直流電壓的準確度可達量程的
0．001％或更高。數字頻率計的準確度可以達到l×10一。
b．輸入阻抗特別高，吸收被測功率極少。如高阻抗的數字電壓表基本量程的
輸入阻抗可達25000MQ，即使一般的數字電壓表輸入阻抗也高于[000MQ。
c．靈敏度高。如積分式數字電壓表的分辨率可達0．01 u V。
d．測量速度快。有些數字表的測量速度可達每秒鐘幾萬到幾十萬次。
e．操作簡單、方便、無讀數誤差。
f．測量過程自動化，可以自動判斷極性、切換量程。帶有微處理器的數字儀
華南理T大學碩士學位論文
表還有自動校零、自動校準、自診斷、非線性補償、提供自動打印和數碼輸出等
功能。
g．通過數字儀表的輸出接口，可以方便地與計算機連接，把測量結采輸送到
計算機，以便作進一步的計算和控制。
二、耐壓測試儀
耐電壓強度也可稱耐壓強度、介電強度、介質強度。絕緣物質所能承受而不
致遭到破壞的最高電場強度稱耐電壓強度。在試驗中，被測樣品在要求的試驗電
壓作用之下達到規(guī)定的時間時，耐壓測試儀自動或被動切斷試驗電壓。一旦出現
擊穿電流超過設定的擊穿(保護)電流，能夠自動切斷試驗電壓并發(fā)出聲光報警，
以確保被測樣品不致?lián)p壞。它主要達到如下目的：
1)檢測絕緣耐受工作電壓或過電壓的能力；
2)檢查電氣設備絕緣制造或檢修質量；
3)排除因原材料、加工或運輸對絕緣的損傷，降低產品早期失效率：
4)檢驗絕緣的電氣間隙和爬電距離。
耐壓測試儀是測量各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結構的耐電壓能力的儀器，
該儀器能調整輸出羆要的交流(或直流)試驗電壓和設定擊穿(保護)電流。在
試驗中，樣品在要求的試驗電壓作用之下達到規(guī)定時間時，耐電壓測試儀自動或
被動切斷試驗電壓：一旦出現擊穿，電流超過設定擊穿(保護)電流，能夠自動
切斷輸出并同時報警，以確定樣品能否承受規(guī)定的絕緣強度試驗。它可以直觀、
準確、快速、可靠地測試各種被測對象的耐受電壓、擊穿電壓、漏電流等電氣安
全性能指標，并能在IEC或國家安全標準規(guī)定的測試條件下，進行工頻和直流等
不同形式的介電性能試驗。在國內外，此類儀器還有介質擊穿裝置、耐壓試驗器、
電涌絕緣測試儀、高壓試驗器等不同的名稱。
耐壓測試儀的雛形一高壓試驗器的歷史可以追溯到很久以前，但真正形成專
門的基本安全試驗儀器門類則是70年代后期，世界范圍內大力推廣安全標準之
后。50年代中期，初具定時控制及漏電流測試功能的典型產品如前蘇聯(lián)的UPU—l
型介質擊穿試驗器，為全電子管電路，且量程單一，主要用于測試電工絕緣材料
的抗電強度。70年代后期，隨著IEC65號公告的發(fā)布，日本菊水(KIKUSUI)公司
發(fā)展了TOS8000系列耐壓測試儀，采用晶體管及集成電路，技術文件明確表明其
產品以滿足IEC、JIS、UL等安全標準規(guī)定為目的。80年代初，IEC664(1980)號
公告首次頒布進行標準脈沖波耐壓試驗的新規(guī)定，瑞士HAEFELY公司立即發(fā)展
了P12型沖擊波耐壓測試儀。由此可見，基本安全試驗儀器的發(fā)展與安全標準的
發(fā)展同步且不可分割。
整個60年代是我國耐壓測試儀的初創(chuàng)時期。由于受技術、工藝、元器件等各
種因素的限制，產品品種少，精度低，自身安全性能差，從廠家自我武裝用以進
4
第一章緒論
行產品或零部件耐壓試驗的簡易試驗器起步，少數品種經進一步完善后形成了商
品。代表產品是JC．4介質擊穿裝置，但70年代耐壓測試儀的研制和生產一直停
滯不前，1970年JC一4竟成為市場上唯一的耐壓儀型號。
我國耐壓測試儀轉入大批量生產而形成安全試驗儀器新門類始于80年代初。
在各類國家安全標準全面制訂并強制執(zhí)行的大背景下，生產廠家迅速推出大批型
號各異的新產品?，F在，我國己形成的安全耐壓試驗儀器技術指標基本與國外相
當。國內外安全耐壓試驗儀器性能比較見表1．1：
表l+l國內外耐壓試驗儀器性能對照表
Tablel-1 Performance comparison of domestic and foreign withstand voltage device
類型及
技術指產地中國日本中國臺灣
懷
輸出電壓范圍及誤差
C$2672B：0h5kV， TO$5050：0～5kV。GPT．605：0～5kV，
單純工
±3％ ±1．5％ ±3％
C$2672B：0～ To$5050：0．1～ GPT-605：0．5～
頻交流判定電流范圍及誤差
100mA，±3％ 110mA，±5％ 100mA，±3％
最大功率輸出CS2672B：750VA TOS5050：500VA GPT-605：500VA
C$2672C：0H5kV， TO$505I：O～5kV， GPT625：0～5kV，
輸出電壓范圍及誤差
±3％ ±1．5％ ±3％
交直流C$2672C：±3％ To$505l：±5％ GPT625：±3％
兼容判定電流范圍及誤差AC：0h100mA AC：0．1～110mA AC：0．5～100mA
DC：O～20mA DC0．1～10mA DC：0．5～25mA
最大功率輸出C$2672C：750VA TOS505l：500VA GPT625：500VA
三、泄漏電流測試儀
泄漏電流是指在沒有故障施加電壓的情況下，電氣中相互絕緣的金屬零件之
間，或帶電零件與接地零件之間，通過其周圍介質或絕緣表面所形成的電流稱為
泄漏電流。按照美國uL標準，泄漏電流是包括電容耦合電流在內的，能從家用
電器可觸及部分傳導的電流。泄漏電流包括兩部分，一部分是通過絕緣電阻的傳
導電流11；另一部分是通過分布電容的位移電流12，后者容抗為XC=1／2pfc，與
電源頻率成反比，分布電容電流隨頻率升高而增加，所以泄漏電流隨電源頻率升
高而增加。例如：用可控硅供電，其諧波分量使泄漏電流增大。
若考核的是一個電路或一個系統(tǒng)的絕緣性能，則這個電流除了包括所有通過
絕緣物質而流入大地(或電路外可導電部分)的電流外，還應包括通過電路或系
統(tǒng)中的電容性器件(分布電容可視為電容性器件)而流入大地的電流。較長布線
會形成較大的分布容量，增大泄漏電流，這一點在不接地的系統(tǒng)中應特別引起注
意。
測量泄漏電流的原理與測量絕緣電阻基本相同，測量絕緣電阻實際上也是一
華南理]_：=大學碩士學位論文
種泄漏電流，只不過是以電阻形式表示出來的。不過正規(guī)測量泄漏電流施加的是
交流電壓，因而，在泄漏電流的成分中包含了容性分量的電流。
在進行耐壓測試時，為了保護試驗設備和按規(guī)定的技術指標測試，也需要確
定一個在不破壞被測設備(絕緣材料)的最高電場強度下允許流經被測設備(絕
緣材料)最大電流值，這個電流通常也稱為泄漏電流，但這個要領只是在上述特
定場合下使用。
泄漏電流實際上就是電氣線路或設備在沒有故障和施加電壓的作用下，流經
絕緣部分的電流。因此，它是衡量電器絕緣性好壞的重要標志之一，也是產品安
全性能的主要指標。
將泄漏電流限制在一個很小值，這對提高產品安全性能具有重要作用。
泄漏電流測試儀用于測量電器的工作電源(或其他電源)通過絕緣或分布參數阻
抗產生的與工作無關的泄漏電流，其輸入阻抗模擬人體的阻抗。泄漏電流測試儀
主要由阻抗變換、量程轉換、交直流變換、放大、指示裝置等組成。有的還具有
過流保護、聲光報警電路和試驗電壓調節(jié)裝置，其指示裝置分模擬式和數字式兩
種。
四、接地電阻測試儀
”接地電阻”這個名詞是個定義并不十分明確的詞。在有些標準中(如家用電
器的安全標準中)，它是指設備內部的接地電阻，而在有些標準中(如接地設計規(guī)
范中)，它是指整個接地裝置的電阻。我們所講的是指設備內部的接地電阻，也就
是一般產品安全標準中所說的接地電阻(也有叫做接地阻抗的)，它所反映的是設
備的各處外露可導電部分與設備的總接地端子之間的電阻。一般標準中規(guī)定這個
電阻不得大于0，lQ。
接地電阻是指用電器的絕緣一旦失效時，電器外殼等易觸及金屬部件可能帶
電，需要有可靠的接地保護電器的使用者的安全，接地電阻是衡量電器接地保護
可靠的重要指標。
接地電阻可用接地電阻測試儀來測量。由于接地電阻很小，正常一般在幾十
毫歐姆，因此，必須采用四端測量才能消除接觸電阻，得到準確的測量結果。接
地電阻測試儀是由測試電源、測試電路、指示器和報警電路組成。測試電源產生
25A(或10A)的交流測試電流，測試電路將被測電器取得的電壓訊號通過放大、
轉換，由指示器顯示，若所測接地電阻大于報警值(0．1 Q或0．2Q)，儀器發(fā)出聲
光報警。
隨著科學技術的發(fā)展，各種安全標準的不斷完善。電氣安全測試儀器門類也
隨著發(fā)展更新，耐壓測試儀從工頻交流、直流，發(fā)展到標準波沖擊耐壓儀；泄漏
電流測試儀從平均值整流發(fā)展到真有效值整流??等，使電氣安全測試技術發(fā)展
到一個新水平。
6
第一章緒論
1．2．3家用電器安全測試的現狀和發(fā)展趨勢
目前，在家用電器安全測試上通常有以下幾種方式：
一、采用單機進行測量
目前大部分家電測試單位和家電生產企業(yè)對家用電器的安全測試是使用幾臺
單機獨立進行測試的。這是因為單臺測試儀器經過幾十年的發(fā)展，目前技術上已
經很成熟，其本身具有豐富的功能，目前為完成單一功能而設計的儀器為了滿足
不同測試標準的需要，提供了較大的測量范圍，用戶可簡單地通過儀器的前控制
面板進行設定。而且單臺的測試儀器本身具有良好的抗干擾性，每臺機均有獨立
的機箱和抗干擾措施，故可靠性高。另外每個功能使用單獨的測量儀器，一旦一
臺儀器出現故障，不會影響到其它儀器的使用。當標準要求有變化，測量儀器需
要升級換代時，也不會影響到儀器的使用，只需要對這臺儀器進行升級或更換。
其缺點是需要占用較大的場地，每項測量需重復接線，在生產線上這種形式通常
需要占用幾道工序，耗費較大的人力和時間。
二、四合一(六合一)電器安全綜合測試儀
這類測試儀器將幾個測試功能集成在一臺儀器里面，其優(yōu)點是體積小、重量
輕、自動化程度高，前幾年曾經流行一時。但使用一段時間后，其缺點就暴露出
來了，那就是其故障率較高，一旦其中一個功能模塊出現問題，儀器必須送修，
整臺儀器就無法使用了，另外當標準要求有變時，因為其軟件和硬件均己固化，
用戶可更改設定的參數很少，適用范圍較窄，而且其升級很麻煩，使用單位不可
能自己完成，所以通常是一個測試模塊需要升級時，就導致整臺儀器不能使用或
者只能將某一個功能廢棄掉。所以目前選用這種儀器的實驗室已經很少了。
三、電器安全綜合測試系統(tǒng)
這類綜合測試系統(tǒng)目前一般由可編程序控制器PLC控制整個測試過程，通過
公共邏輯控制器箱的控制，實現內置繼電器、接觸器陣列的切換，實現各參數分
時測試。接好被測負載后，一次完成所有測試項目。并可分為自動測試和手動測
試兩種狀態(tài)；自動狀態(tài)：選擇測試項目及設定好報警限值后，自動完成所選測試
項目，各項目測試時間由機內PLC設定，用戶如欲自定測試時間可在定貨時預先
申明。手動狀態(tài)：手動逐項選擇測試項目，各項目測試時間由用戶掌握。因該類
系統(tǒng)其采用的單個測量項目的測量儀表也是由這些成套設備廠自己生產的，這類
公司對系統(tǒng)的設計比較熟悉，但對單臺儀器的生產則比不上專業(yè)的儀器生產廠家，
故其單臺儀器的精度較低。而且這類系統(tǒng)的智能化程度也較低，不能實現數據的
儲存、查詢等功能。但其其有操作簡單、不占地方，如果機箱上裝上腳輪，則其
可移動性強，所以目前在生產企業(yè)較受歡迎，在生產線上，在出廠檢測時，都有
一定的應用。但對于要求較高的檢測單位和較大型的生產企業(yè)，其精度和功能還
華南理工大學碩士學位論文
不能滿足要求。
在日常的檢驗當中，我們有時需要同時檢測一些單相和三相電器。檢驗機構
通常會購買一套三相電器的測量儀器和一套單相電器的測量儀器。而實際上三相
電參數測量儀可以測量單相電器的電參數，但需按照說明書改變接線，一般的檢
測人員因為覺得每次測量時需更換接線麻煩，更怕接錯線導致燒表，寧愿配備一
臺三相電參數測量儀，一臺單相電參數測量儀。而三相電器的泄漏電流測試則是
需要通過對三相電源分別進行斷相，測量斷相時電器的泄漏電流，其泄漏電流值
用單相泄漏電流儀也能測量，但在實際工作中因操作復雜，且斷相時有一定的危
險性，故測試機構通常會單獨購買一臺三相泄漏電流測試儀，其功能就是內置了
自動斷相測試功能。而對于耐壓測試和接地電阻測試，則三相電器和單相電器是
通用的。
本人目前開發(fā)研制的家用電器安全綜合智能測試系統(tǒng)，選用一臺三相電參數
測量儀，一臺單相泄漏電流測量儀，一臺絕緣耐壓測試儀，一臺接地電阻測量儀，
并將目前流行的計算機控制技術引入到系統(tǒng)中來，取代原來的PLC控制，用戶只
需要選擇是單相測試還是三相測試，需要測試哪幾個項目，啟動后系統(tǒng)就會自動
進入測試狀態(tài)，按順序啟動所需用到的儀器進行測量。該系統(tǒng)的好處在于：
1)將幾臺設備集中在一個整體式機箱中，可節(jié)約地方；
2)用戶只需進行一次接線，避免了重復接線及接錯線的麻煩，大大節(jié)省了測
試工作人員的工作時間和工作強度；
3)可節(jié)省一臺單相電參數測量儀和一臺三相泄漏電流儀的費用。在測量時系
統(tǒng)會根據用戶的選擇在單相或三相之間自動轉換接線；
4)選用具有通訊接口的設備，可實現設備與工控機之間的數據通訊，進一步
可實現數據的儲存、查詢等功能。
目前本人研制的家用電器安全綜合智能測試系統(tǒng)在單個測試功能上選用先進
儀器生產廠家的儀器進行測試，功能豐富，可靠性高，中央控制選用工控機來提
高智能化程度，其可靠性也很高，故整個系統(tǒng)的工作可靠性可以得到有效保證。
另外當某一臺儀器出現故障時，可將該部分單獨送修，不影響其它部分的使用。
當測試標準有變化，其中一臺儀器需更換時，可單獨進行更換，整套設備可以得
到有效升級。所以，本課題研究的家用電器安全綜合測試系統(tǒng)同時具備了單機測
量和綜合測試系統(tǒng)的優(yōu)點，適應了目前家電檢測自動化和智能化的發(fā)展趨勢，具
有一定的工程實用價值。
1．3論文的主要工作及內容安排
本文主要由六部分構成：緒論、系統(tǒng)的組成及儀器的選型、與傳統(tǒng)綜合測試
第一章緒論
系統(tǒng)的比較、計算機控制技術的應用、串行通信技術的應用和軟件介紹。
第一章緒論概要地引述了國家標準對安全檢測的要求，介紹了家電安全檢測
的重要意義及檢測儀器的發(fā)展和現狀，并簡要介紹了電器安全綜合測試系統(tǒng)的發(fā)
展概況。
在第二章中著重介紹了本智能測試系統(tǒng)的構成思路以及選中的每臺儀器的技
術參數和特點。并繪制出系統(tǒng)的線路圖，對線路圖的工作原理給出洋細的介紹。
第三章將本系統(tǒng)與目前市場上銷售的國內一家著名儀器生產廠家生產的PLC
控制的綜合測試系統(tǒng)在功能和測量精度上進行比較，體現出本系統(tǒng)的先進性。
第四章介紹了計算機控制技術在本系統(tǒng)的應用，包括工業(yè)控制計算機的介紹、
接口卡技術的應用和光電耦合抗干擾技術的應用。
第五章介紹了串行通訊技術在本系統(tǒng)中的應用。主要介紹了每臺儀器的通訊
協(xié)議以及儀器與計算機串行端口在硬件上的連接方式。
第六章介紹了本系統(tǒng)設計的應用程序的流程圖和程序晃面，體現了本系統(tǒng)利
用計算機系統(tǒng)后提供的友好的人機界面及以前的PLC控制的綜合測試系統(tǒng)所不
具備的數據查詢等功能。
1．4本章小結
在本章中首先介紹了家用電器安全檢測的重要意義，接下來介紹了國家標準
對電器安全性的要求，并對電器安全檢測使用到的儀器進行了介紹，指出了目前
檢測儀器的優(yōu)點和缺點，提出了本智能測試系統(tǒng)的設計思路，最后說明了本課題
的主要工作和論文在內容上的安排。
9
華南理工大學碩士學位論文
第二章本智能綜合測試系統(tǒng)的組成及儀器選型
本智能綜合測試系統(tǒng)的功能和測量精度等方面在很大程度上取決于所選擇的
單臺測量儀器，所以我們在儀器的選擇方面需要做好選型的工作，保證選擇的儀
器在同類產品上具有先進的功能和精度，并完全符合國家標準的要求。
2．1系統(tǒng)的構成
系統(tǒng)的構成圖如下圖：
數據
——-叫I／o接口卡
i．—。。一’——百1’’荔1。1。甄。。。睡。。。甄。。。r。]‘卜‘J 一
h泄漏電流儀卜__
●o¨}—一l塑宴哩型里堡H
L’一麗面而礦H
圖2．1系統(tǒng)結構圖
Figure2·1 system structure diagram
系統(tǒng)由圖中所示的4臺儀器組成，由計算機通過I／0接口卡進行中央控制，
儀器與計算機之間的通信通過串行通信技術來實現。
系統(tǒng)能實現的基本功能： 能對單相和三相電器的以下參數進行檢測：電壓、
電流、功率、功率因數、電能累計、泄漏電流、接地電阻、耐壓性能。
通過計算機的控制，應能實現以下功能：
(1)可選擇本次測量所需要檢測的項目，因為某個待測試的產品可能只需要測
試其中的一項或幾項，所以本綜合測試系統(tǒng)應能由使用者選擇測試項目。
(2)出用戶選定待測試的產品是單相電器還是三相電器，系統(tǒng)能自動切換測試
線路，無需手動接線。并通過接觸器、繼電器的轉換，實現用三相電參數測量儀
測量單、三相電器的電參數，用單相泄漏電流儀測量單、三相電器的泄漏電流。
(3)系統(tǒng)自動將各臺儀器接入測試線路，然后通過串行端口將測得的數據收集
到計算機中，最終統(tǒng)一顯示出來。
(4)具備數據的儲存和查詢功能。
10
第二章本智能綜臺測試系統(tǒng)的組成及儀器選型
因為三相電參數測量儀可以測量單相電器的電參數，而單相泄漏電流儀可測
量三相電器的泄漏電流，所以我們選擇一臺三相電參數測量儀、一臺單相泄漏電
流儀、一臺耐壓機和一臺接地電阻測量儀。為了滿足泄漏電流測量的需要，我們
還要配備一臺三相調壓器和一臺三相隔離變壓器。
2。2測量儀器的選型
在儀器的選擇方面，必須以標準要求為依據，目前在市場，卜銷售的儀器均號
稱符合GB 4706．1—1998標準的要求，但我們必須根據自己的檢驗需要仔細分析，
從其中挑選出既符合標準，又適合工作需要的儀器。根據本人的工作經驗，本系
統(tǒng)用到的幾臺儀器國內均有生產廠家生產，儀器的精度和耐用性也可滿足日常工
作的要求，而進口儀器的價格則相對要高很多。所以儀器的選型主要在國產儀器
中選擇。另外日常的檢測當中，我們還有可能會碰到要按其它標準進行檢測
的樣品，如按造美國標準或日本標準，所以在單機的功能選擇上應盡可能選擇那
些測量范圍大一些的型號。經過比較和選擇后，選用了以下幾臺儀器：
2．2．1電參數測量儀的選型
電參數測量儀器的選擇，主要應考慮其量程和精度。根據本實驗室所測量的
電器的需要，選用青島青智儀器有限公司8905F型數字電參數測量儀，該測量儀
是一種利用單片機技術對信號進行分析處理的智能型儀表，它的工作原理是：被
測量的電壓、電流信號首先變換成較小的電壓信號，送到高速模擬數字轉換器，
使之轉換成單片機可以處理的數字量。單片機對采集到的數字量進行運算處理，
并將最終計算的結果以數字的形式顯示出來，或通過打印機打印出來，或以串行
通訊形式將數據傳送給其他設備。
該儀器具有以下優(yōu)點：
1)所測信號數值為真有效值。
2)直接數字顯示，無讀數誤差。
3)對于波形失真的信號同樣適用。
4)用一臺儀器可以測量多個參數。
數字電參數測量儀的測試對象為45～65Hz交流信號，具體技術參數如表2一l。
通過前面板按鍵的操作，可實現以下功能的選擇：
1)“線路”鍵：用來改變各窗口顯示參數所對應的相。每按動一次，相應的
指示燈點亮。
2)“功能”鍵：用來改變各窗口的顯示參數。每按動一次，相應的參數指示
燈點亮。
3)“線制轉換”鍵：用來確認接入儀表的接線方式。每按動一次，指示燈依
華南埋工大學碩士學位論文
次點亮。
4)“電能啟?！辨I：儀表“啟動／停止”電能累計。電能“啟／停”燈亮，表
示儀表進入電能累計狀態(tài)。電能“啟，?！睙魷?，表示儀表退出電能累計狀態(tài)，電
能累計停止。
5)“電能清零”鍵：清除電能累計結果。只有在停止累計電能狀態(tài)下(電能
“啟，?！睙魷?才有效。
6)“線路同步”鍵；按動此鍵可以在不同的窗口顯示相同相的不同參數。使
A、B、c三個顯示窗口分別顯示同一相的電壓、電流、功率。具體顯示哪一相可
以通過線路指示燈來判斷。
表2一l 8905F型數字電參數測量儀技術參數表
Table 2-l Technique parameters of 8905F digital electricity parameter
measuring device
測量參數測量范圍測量誤差分辨力過載能力
電壓10．0-500V ±(0．25％讀數+0．25％ 0．1V 600V
量程)
電流0，030—40．00A ±(0．25％讀數+0．25％ <5A 0．001A 50A
量程) ≥5A 0．0lA
有功功率視電壓電流量功率因數=1．O： <200W 0．1W
程而定±(O．25％讀數+0．25％ <2000W lW
量程) ≥2kW 10W
功率岡數=0．5：
±(0，5％讀數+0．5％量
程)
功率因數O．20—1．00 ±O．02 O．Ol
頻率45～65Hz ±0．2Hz 0．1 Hz
電能9999．9MW·h 功率因數=1．0： 5位數顯示
±(0．25％讀數+0．25％
量程)
功率因數=0．5：
±(0．5％讀數+o，5％量
程)
時間I min～99h59min ±0．05％ 1分鐘
7)“功能同步”鍵：按動此鍵可以改變窗口的不同相序的相同參數。連續(xù)按
動此鍵可以使A、B、C三個顯示窗口分別顯示l、2、3相的電壓、電流或功率。
8)“鎖定”鍵：用來鎖定當前的顯示值。當被測參數變化比較快時不易讀數，
可以按鎖定鍵將數據鎖定，此時按鍵上方的指示燈點亮，再按一下指示燈滅，解
除鎖定。
9)“設置”、“·”、“▲”、“V”鍵：用來設定儀表的二[：作參數?！霸O置”鍵選
擇要修改的參數，“，、“▲”、“丫”鍵修改相應參數的數值，設定參數的步驟及
第二章本智能綜合測試系統(tǒng)的組成及儀器選型
相應的顯示如下：
狀態(tài)顯示窗口A
測量數據設置參數
I操作“設置”鍵uUUU
設定電壓倍率
I操作“設置”鍵AAAA
設定電流倍率
I操作“設置”鍵E—E
設定電能累計時間
I操作“設置”鍵ADDR
設定儀表的地址
l操作“設置”鍵BPS
設定儀表串行通訊波特率
2．2．2泄漏電流儀的選型
顯示窗口c 備注
參數值
電壓倍率操作其它按鍵設置參數
電流倍率操作其它按鍵設置參數
電能累計時間操作其它按鍵設置參數
儀表的通訊地址操作其它按鍵設置參數
串行通訊波特率操作其它按鍵設置參數
選用青島青智儀器有限公司8780型泄漏電流儀。該機是采用單片機與模數轉
換技術設計的智能型儀表。它利用單片機對模擬信號進行采樣，并對采集到的數
據進行運算處理，將計算結果以數字的形式顯示出來。具有以下特點：
1．直觀的數字顯示及較高的測量精度，有效地避免讀數誤差。
2．真有效值，對失真的波形同樣有較高的測量精度。
3．具有可選的串行通訊口，可以實現遠程通訊。
4．具有電壓、電流上下限報警功能，具有聲光報警功能。
5．具有短路保護功能。
6．量程自動切換功能。
主要性能及技術參數如下表：
表2—2 8780型泄漏電流儀技術參數表
Table 2-2 Technique parameters of 8780 leakage culTent measuring device
型號8780
測量范圍電壓5～300v 電流O．005—20．00mA
頻率45Hz一65Hz
顯示周期0．25秒／次
誤差±(O，25％讀數+0．25％量程)
顯示方式4位有效數字
電源AC220V±15％ 50Hz±2％
參數設置利用按鍵可設置時間、電流、電壓報警上、下限、儀表地址、波特率
華南理T大學碩+學位論文
通過按儀器前面板上的“設置”按鈕，可進入參數設定狀態(tài)，選擇要設置的
參數，可實現以下功能設定：
TIME 代表自動狀態(tài)相線零線切換時間
A一一一代表電流上限
u一一一代表電壓上限U? 代表電壓下限
DELY 代表報警延遲次數
Addr 代表儀表地址(有串行口此參數才有效)
BPS 代表通訊波特率(有串行口此參數才有效)
2．2．3接地電阻測試儀的選擇
選用南京長盛儀器有限公司生產的CS9950型接地電阻測試儀。該機采用微
電腦控制器輸出電流的大小和輸出電流的頻率；該測試儀電流輸出為恒流源輸出，
即在測試儀的測試范圍內，輸出電流的大小不隨外接負載阻值的變化而變化，輸
出電流值為設置電流值；此接地電阻測試儀還具有開路報警功能，配備PLC所需
的信號輸入、輸出接口，可方便地與PLC組成綜合測試系統(tǒng)，本測試儀亦可選配
RS232接口，能夠準確地測量各種電機、電器、儀器儀表、家用電器等用電網供
電的電氣設備外殼易觸及金屬部件與其保護接地端子之間的電阻值。在購買時指
定了配RS232接口的儀器。其主要技術指標如下表：
表2—3 CS9950型接地電阻測試儀技術參數表
Table 2-3 Technique parameters of CS9950 earthing resistance measuring device
電流設定3．0A．30A
3．0A一30A(恒流源輸出)
輸出電流分辨率：0．IA
準確度：±(1％的設定值+0．1A)
輸出頻率50Hz／60Hz可選
l一510mQ
電阻設定
分辨率：0．1mo
3．0A．．30．0A
電流表分辨率：0．1A
準確度：±(2％的設定值+2個字)
l一510mf2
電阻表分辨率：0．1mQ
準確度：±(2％+lmQ)
l一999．9s 0=continue
測試時間設定分辨率：0．1s
準確度：±5％
通過前面板的設置，可設定以下參數
14
第二章本智能綜合測試系統(tǒng)的組成及儀器選型
(1)記憶組設定。按“設置”鍵，液晶顯示器顯示如下菜單：
設置M1一M5，按數字鍵即可；
(2)測試電流設定
記憶組設置好以后，按“確認”鍵，進入電流設置菜單
此菜單表示當前地電流設置值為10A，電流設置范圍為3A一30A，設置
電流值，按數字鍵即可。
(3)電阻報警值設定
電流參數設置好以后，按“確認”鍵，測試儀進入電阻設置菜單：
此菜單表示當前的電阻設置值為100．OmQ，電阻的設置范圍為：l一510mQ：
設置電阻值，按數字鍵即可。
(4)測試時間設定
電阻參數設置好以后，按“確認”鍵，測試儀進入測試時間設置菜單：
此菜單表示當前的測試時間設置值為lOs，測試時間的范圍為：l一999．9s。如
果測試時間設置為0，則測試時，測試儀一直處于測試狀態(tài)，直至按下“RESET”
鍵或不合格報警；設置測試時間，按數字鍵即可。
(5)測試電流頻率設定
測試時間設置好以后，按“確認”鍵，測試儀進入輸出電流頻率設置菜單：
華南理工大學碩士學位論文
此菜單表示當前的電流輸出頻率為50Hz；按“0”鍵設置為50Hz，按“1”
鍵設置為60Hz。
2．2．4耐壓測試儀的選擇
在選擇耐壓測試儀時，有一個方面要特剮注意，標準要求在進行耐壓試驗時，
當試驗電壓U≤4000V時，高壓電源的跳閘電流Ir=100mA。所以就要求耐壓測試
儀的漏電流設定范圍應不小于100mA。而這一要求在GB 4706．1．1992這一舊版標
準中是沒有要求的。這就導致了目前市場上相當一部分耐壓測試儀的漏電流設定
范圍還是停留在20mA的范圍。
選用南京長盛儀器有限公司生產的CS2672C型全數顯耐壓測試儀。CS2672C
耐壓機是在吸收、消化國際先進耐壓測試儀的基礎上，結合我國眾多用戶的實際
使用情況加以提高、完善。其測試電壓、漏電流、測試時間均為數字顯示，屬國
內首創(chuàng)。它在原產品的基礎上進～步改進了性能，漏電流設定范圍從0．1一lOOmA，
可根據不同安全標準和用戶不同需求連續(xù)任意設定，在時間測試方面一改原產品
指示誤差偏大的不足之處，由倒計時數字顯示，使測試時間精度提高到±l％以上，
而且測試范圍提高到99s，功能更加豐富實用，并且可通過漏電流顯示反映被測體
漏電流的實際值和比較同類產品不同廠家產品中的耐壓好壞程度。
CS2672C型耐壓測試儀技術規(guī)格如下表：
表2—4：CS2672C型耐壓測試儀技術參數表
Table 2-4 Technique parameters of CS2672C withstand voltage measuring device
型號CS2672C
電壓測試范圍
0—5 kV精度±3％±3個字
AC／DC(kV)
漏電流測試范圍
AC：O．3．2／1—20110．100
DC：0．3．2／1—20
AC，DC(mA)
±3％±3個字
報警值預置范圍(連續(xù)AC：0．3．2／1-20／10．100
DC：0．3．2／1—20
設定)AC／DC(mA) ±3％±3個字
時間測試范圍1—99s(連續(xù)設定和手動)±l％
變壓器容量750VA
輸出波形50Hz，正弦波
2．3系統(tǒng)線路圖
儀器選擇好之后，主要的工作就是設計線路圖，本系統(tǒng)的優(yōu)點之一是單、三
相電器均可測量，難點在于用單相泄漏電流儀測量三相電器的泄漏電流。根據標
準要求，單相電器泄漏電流的測量電路圖如圖2—2。
第二章本智能綜合測試系統(tǒng)的組成及儀器選型
圖2-2單相電器泄漏電流測量電路圖
Figure2_2 measurement circuit of leakage current of single．phase electrical appliance
三相電器泄漏電流的測量電路圖如圖2--3，將開關a、b和c撥到關閉位置
來測量泄漏電流。然后，將開關a、b和c的每一個輪流打開，而其他二個開關仍
處于關閉位置再進行重復測量，對只打算進行星形連接的器具，不連接中性線。
三相電源{
圖2-3三相電器泄漏電流測量電路圖
Figure2_3 measurement circuit of leakage current of three．phase electrical appliance
系統(tǒng)的線路圖如圖2—4所示
華南理T大學碩士學位論文
習‘，
囹№-4黼潛潞器圃
吲郵持Il葉o
N．A∞{∞toHI
oirolit盤”p挎葉pl
第二章本智能綜合測試系統(tǒng)的組成及儀器選型
上圖中：
VIP 8905F代表8905F型三相電參數測量儀；
8780代表8780型單相泄漏電流測量儀；
2672c代表2672C型耐壓測試僅；
9950代表9950型接地電阻測量儀：
IKlI～IK8l代表K1～K8交流接觸器的線圈；
K1／1～K8A代表Kl—K8交流接觸器的常閉觸頭。
線路A、B、C、NN、GND為電源進線端；
線路lOl(A')、102(B’)、103(C’)、104(N’)、105()為負載接線端。
單相電器固定接入到A相電源當中，即接入到10l、104、105線路當中。
通過計算機程序的控制，當K7接通時K4、K5、K6斷開，9950型接地電阻
測試儀連接到待測試電器的接地端子和電器的金屬外殼，進行接地電阻的測試。
當K6接通時，K7、K4、K5斷開，2672C型耐壓測試儀接入到測試線路當中，
將高壓施加到待測電器的帶電線路和外殼上。
當待測試電器是單相電器時，K5、K8接通，K4、K6、K7斷開，8780型泄
漏電流儀接入到測試電路中，泄漏電流儀自動切換L和N線路測量泄漏電流值。
K4接通時，K5、K6、K7斷開，8905F型電參數測量儀接入到測試線路中，
進行電參數的測量。
當待測電器是三相電器時，根據標準的要求，要按照圖2．3，將開關a、b和
c撥到關閉位置來測量泄漏電流。然后，將開關a、b和C的每一個輪流打開，而
其它二個開關仍處于關閉位置再進行重復測量。這項試驗原來由人手來完成，既
復雜又有一定的危險性，所以一般會多購買一臺三相泄漏測試儀來測量。在本系
統(tǒng)，通過計算機的控制，首先將KI、K2、K3和K5接通，測量3相均接通時的
泄漏電流，然后分別斷開KI、K2和K3，測量3相分別斷相時的泄漏電流。
同時，標準上要求，工作溫度下的泄漏電流。要在以下工作狀態(tài)下測量：電
熱器具以1．15倍的額定輸入功率工作；電動器具和聯(lián)合型器具以1．06倍的額定
電壓供電。所以在系統(tǒng)中配備了一臺20kVA的三相調壓器。另外，如果待測試電
器沒有通過隔離變壓器供電，又沒有將它放在絕緣墊上，那么測量值就偏小。因
為部分泄漏電流直接經她而不經表頭，影響測量準確度。所以在系統(tǒng)中還配備了
一臺20kVA的三相隔離變壓器。同時，在對三相電器進行泄漏電流測量時，因為
要斷相進行測量，如果沒有隔離變壓器對其進行隔離，會對其他儀器和工控機造
成較大的影響。
另外，電參數測量儀和泄漏電流測量儀接入電路后即可以進入測量狀態(tài)，但
耐壓測試儀和接地電阻測試儀需提供啟動和復位信號，才能正常工作。單機測量
19
華南理工大學碩士學位論文
時是通過人手按動前面板上的“啟動”和“復位”按鈕來實現的。在本系統(tǒng)，通
過110卡連接到兩個小型繼電器，分別并聯(lián)到“啟動”和“復位’’按鈕上，通過
繼電器的接通和斷開，就可以控制儀器的工作了。
2．4本章小結
本章首先介紹了系統(tǒng)的構成，然后對選用的每一臺儀器的性能指標和功能進
行了詳盡的介紹，體現了單臺測試儀器在功能和性能上的優(yōu)勢。最后給出了系統(tǒng)
的線路圖，對整個系統(tǒng)的工作原理給出了詳細的說明。并著重分析了系統(tǒng)中用單
相泄漏電流儀測量三相電器的泄漏電流的工作原理。
第三章本系統(tǒng)與現有的PLC控制綜合測試系統(tǒng)的比較
第三章本系統(tǒng)與現有的PLC控制綜合測試系統(tǒng)的比較
廣州擎天實業(yè)有限公司是國內一家著名的制造測試儀器的廠家，其生產的電
器安全綜合測試系統(tǒng)也有較長的歷史?，F在以其中的一種主流型號ST40型家用
電器綜合測試系統(tǒng)來與本系統(tǒng)進行比較。
3．1$T40型通用安全測試裝置系統(tǒng)簡介
系統(tǒng)的基本功能如下：
①采用抽屜式機籍：
②各儀表單元用四位拔盤設定報警點；
⑨系統(tǒng)通過公共邏輯控制器箱的控制，實現內景繼電器、接觸器陣列的切換，
將測試端口匯總輸出，實現各參數分時測試。接好被測負載后，一次完成所有測
試項目；
④整個系統(tǒng)的運行。只需在公共邏輯控制箱面板上操作；
⑤公共邏輯控制箱面板有兩排指示燈，上排綠燈指示正在測試項目，下排紅
燈鎖存指示測試不合格項目；
⑥系統(tǒng)由可編程序控制器PLC控制整個測試過程，分為自動測試和手動測
試兩種狀態(tài)：自動狀態(tài)：選擇測試項目及設定好報警限后，自動完成所選測試項
目，各項目測試時間由機內PLC設定，用戶如欲自定測試時間需預先申明。手
動狀態(tài)：手動逐項選擇測試項目，各項目測試時間由用戶掌握。
⑦最多備有12種測試項目及儀表供選擇，可按用戶要求任意組合。
sT系列通用安全測試裝置部分可選的測試項目和儀表的技術參數如下：
1．單相泄漏電流測試項目
①測試儀表型號：XLD一5型泄漏電流測試儀；
②泄漏電流：測量范圍0．2mA～2mA 20mA，準確度：±(3％讀數+2％滿度)，
可設定泄漏電流報警限，越限聲光報警，手動量程切換；
③試驗電壓：監(jiān)測范圍AC50V～250v'準確度：±(0．6％讀數+0．4％滿度)；
④4位半數字表顯示泄漏電流和試驗電壓；
⑤試驗電壓可通過ST系列裝置內安裝的調壓器和隔離變壓器調節(jié)，通用機
型配置的調壓器和隔離變壓器功率為2KW，可根據用戶所測負載的需要配置適當
功率的調壓器及隔離變壓器。
2．三相泄漏電流測試項目
①測試儀表型號：XLD．5D型三相泄漏電流測試儀；
2l
華南理]_大學碩士學位論文
②泄漏電流：測量范圍0．2mA～2mA～20mA準確度：±(3％讀數+2％滿度)，
可設定泄漏電流報警限，越限聲光報警，手動量程切換；
③試驗電壓：監(jiān)測范圍AC50V～250V(A相)準確度：±(O．6％讀數+O．4％
滿度)；
④4位半數字表顯示泄漏電流和試驗電壓；
⑤試驗電壓可通過ST系列裝置內安裝的三相調壓器調節(jié)，通用機型配置的
調壓器功率為2kW／每相，可根據用戶所測負載的需要配置適當功率的調壓器。
3．交流耐壓試驗
①測試儀表型號：ZNY-14型交流耐壓試驗儀；
②試驗電壓：O～5KV 50Hz，指示準確度：±(3％讀數+2％滿度)，手動調
節(jié)試驗電壓；
③動作電流：2、5、10、20mA可設定，準確度：設定值±5％：
④試驗時間：l S、2s、60s，準確度±O．1s；
⑤4位半數字表顯示試驗電壓；
⑥高壓變壓器容量：1kVA；
⑦不合格自動切斷高壓，發(fā)出聲光報警。
3．接地電阻測試
①測試儀表型號：JDR．2型接地電阻測試儀；
②接地電阻：測量范圍O．05Q～O．25Q，準確度±(2％讀數+2個字)，可設
定超限聲光報警；
③試驗電流：交流恒流25A±1％；
④自動定時測試時間≤8秒；
⑤四位半數字表顯示接地電阻和試驗電流。
4．單相電壓．電流．功率測試
①測試儀表型號：VIPl型電壓一電流．功率測試儀；
②電壓：0～250V準確度±(O_3％讀數+O．2％滿度)；電流：O～2A～20A準
確度±(O．3％讀數+0．2％滿度)，手動量程切換； 功率：O～400w～4Kw準確度
±(0．3％讀數+O．2％滿度)(COS中：0．8～1)；
③4位半數字表顯示電壓、電流、功率：
④電流功率可用拔盤設定上、下限報警限，越限聲光報警。
5．三相電壓一電流一功率測試
①測試儀表型號：三相VIPl型電壓一電流一功率測試儀；
②電壓：0～250V準確度±(O．3％讀數+0．2％滿度) 電流：O～2A～20A準
確度±(O．3％讀數+O．2％滿度)，手動量程切換； 功率：O～2000W～10KW準確
度±(0_3％讀數+0．2％滿度)(COSO：0．8～1)；
第三章本系統(tǒng)與現有的PLC控制綜合測試系統(tǒng)的比較
③4位半數字表顯示電壓、電流、功率；
④電流功率可用撥盤設定上、下限報警，聲光報警。
3．2本系統(tǒng)和$T40型PLC控制系統(tǒng)的比較
由以上介紹可知，該系統(tǒng)的控制由可編程控制器實現，對單、三相電器的測
量要通過更換測量儀器來實現，通用性較差，而且智能化程度不夠高，不能實現
對測試數據的記錄、輸出等功能。生產成套設備的這些廠家，其中的單臺測量儀
器通常也由他們自己生產，但是其生產的儀器通常在功能和精度上比不上專業(yè)的
儀器生產廠家。例如上面舉例的ST40型通用安全測試裝置系統(tǒng)與我所選用的測
量儀器在測量范圍和測量精度方面的比較可見下表：
表3-1本系統(tǒng)與ST40型系統(tǒng)測量范圍精度的比較
Table 3-1 Measuring scope and accuracy comparison of ST40
system and my system
測試項目ST40型通用安全測試裝置本智能測試系統(tǒng)
電流：20A 電流：40A
電參數測量
0．3％讀數+O．2％滿度±(O．25％讀數+O．25％量程)
測量范圍o．2mA～2mA～20mA準確測量范圍0．005—20．00mA
泄漏電流測量
度：±(3％讀數+2％滿度) 精度：±(0．25％讀數+0．25％量程)
測曩范圍0．05 o～0．25 Q，準確度±
測量范圍0．001—0．51 f2
接地電阻測量分辨率：0．1mQ
(2％讀數+2個字)
準確度：±(2％+lmQ)
動作電流：2、5、10、20mA可設定
動作電流：AC：0，3—2／1．20／10．100mA
耐壓性能測量DC：0．3，2／1．20mA
準確度：設定值±5％；
準確度：(4-3％±3個字)
由上表可見，本智能測試系統(tǒng)在測量精度和測量范圍上均比舊系統(tǒng)有較大的
提高，并且在耐壓性能測量時，舊系統(tǒng)還停留在動作電流最大設定值為20mA的
水平，不能滿足新標準的要求。而且本系統(tǒng)采用的單臺測試儀器還可以通過前面
板的設定來使用它們自帶的功能，而舊式的綜合澳4試系統(tǒng)其功能則比較單一。
本系統(tǒng)與舊系統(tǒng)功能比較見下表：
華南理]二大學碩士學位論文
表3-2本系統(tǒng)與ST40型系統(tǒng)功能比較
Table 3-2 Function comparison of ST40 system and my system
比較項目ST40型通用安全測試裝置本智能測試系統(tǒng)
單、三相測試轉換通過更換儀表實現通過軟件實現
每個儀表可單獨設定
較單一豐富
的功能
數據儲存、查詢功能不具備具備
3．3本章小結
在本章，通過與目前市場上流行的一臺PLC控制的電器安全性能綜合測試系
統(tǒng)在功能和性能上進行比較，體現了本系統(tǒng)采用的單臺測量儀器在測量精度上的
優(yōu)勢。同時，通過將計算機技術的引入，智能化程度有了一定的提高，體現在對
單、三相電器的測試選擇上由軟件來實現，不需要象原來那樣更換儀表：并可實
現舊系統(tǒng)在數據的儲存、查詢等方面的不足。
24
第四章計算機集成控制技術的應用
第四章計算機集成控制技術的應用
在本系統(tǒng)中，將采用計算機作為中央控制手段，將幾臺儀器集成為一個系統(tǒng)，
考慮到整個系統(tǒng)放置在一個機箱內，電磁干擾等不利因素較多，工作環(huán)境較惡劣，
所以不采用一般的計算機，而采用抗干擾能力強的工業(yè)控制計算機。并應用I／O
接口卡技術來實現計算機對整個系統(tǒng)的控制。下面首先對工業(yè)控制計算機作一個
簡單的介紹。
4．1工業(yè)控制計算機簡介
4．1．1工業(yè)控制計算機的組成
工業(yè)控制計算機包括硬件和軟件兩部分。硬件包括主機板(CPU、RAM、
ROM)、內部總線和外部總線、人～機接口、系統(tǒng)支持板、磁盤系統(tǒng)、通信接口、
輸入輸出通道。軟件包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應用軟件。
4．1．1．1工業(yè)控制計算機的硬件組成
工業(yè)控制計算機的硬件組成結構如圖4．1所示：
r———————]r——一———————]r————————————]r——————————]r———————]
L主脊機—板。|lLA再-$J—L接—口一Ll—系可統(tǒng)?支持—板一l磁L—盤丌系統(tǒng)l l通信接口焙——=二專 L_i廣一。外部總線
二蘭!：=二蘭蘭二．二二蘭=一．二蘭蘭二二．．．．蘭二內部總線
模擬量輸出
通道(AO)
數字量輸出
通道(D0)
圖4—1 工業(yè)控制計算機的硬件組成結構
Figure4·1 hardware structure of industrial control computer
下面分別介紹各個組成部分：
1．主機板主機板由中央處理器(CPU)年U內存儲器(RAM、ROM)等部件組成，
它是工業(yè)控制機的核心。
2．內部總線和外部總線內部總線是工業(yè)控制機內部各組成部分進行信息傳
送的公共通道，它是一組信號線的集合。常用的內部總線有IBMPC總線和STD
總線。
外部總線是工業(yè)控制機與其他計算機和智能設備進行信息傳送的公共通道。
華南理工大學碩士學位論文
常用的外部總線有RS一232C和IEEE．488通信總線。
3．人一機接口人一機接口是人與計算機交流的一種外設。它由標準的PC
鍵盤、顯示器和打印機等組成。
4．系統(tǒng)支持板工業(yè)控制機的系統(tǒng)支持板主要包括如下部分：
(1)監(jiān)控定時器(俗稱看門狗電路)。它的主要作用是當系統(tǒng)因干擾或軟件故障
出現異常時，看門狗電路可以使系統(tǒng)自動恢復運行，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
(2)電源掉電檢測。電源掉電檢測的目的是為了檢測到電源掉電以后，進行現
場保護。
(3)保護重要數據的后備存儲器。這些存儲器通常采用帶有后備電池的
SRAM、NOVRAM、EEPROM。它能在系統(tǒng)掉電后保證數據不丟失，用于在系統(tǒng)
出現異常以及電源掉電等故障后保存重要數據。
(4)實時日歷時鐘。它主要是用于工業(yè)控制機自動記錄某個控制是在何時發(fā)生
的。常用的日歷時鐘芯片有DSl216、DSl287等。
(5)磁盤系統(tǒng)。磁盤系統(tǒng)有半導體虛擬磁盤以及通用的軟磁盤和硬磁盤。
(6)通信接口。通信接口是工業(yè)控制機和其他計算機或智能外設的接口，常用
的接口有RS．232C和IEEE．488接口。
(7)輸入輸出通道。輸入輸出通道是工業(yè)控制機和生產過程之間的信號傳遞和
變換的連接通道。它包括模擬量輸入(AI)通道、模擬量輸出(AO)通道、數字量(或
開關量)輸入(DI)通道、數字量(或開關量)輸出(DO)通道。它的作用有兩個，其一
是將生產過程的信號轉換成主機能夠接受的數據形式；其二是將主機輸出的控制
命令或數據，經轉換后作為執(zhí)行機構或電器開關的控制信號。
4．1．1．2工業(yè)控制機的軟件組成
工業(yè)控制機的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支持軟件、應用軟件三個部分。
1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件包括實時多任務操作系統(tǒng)、引導程序、調度執(zhí)行程序
等。除了使用實時多任務操作系統(tǒng)以外，也常常使用MS．DOS和Windows等操作
系統(tǒng)。
2．支持軟件支持軟件包括匯編語言、高級語言、編譯程序、編輯程序、調
試程序、診斷程序等。
3．應用軟件應用軟件是系統(tǒng)設計人員針對某個生產過程現時編制的控制和
管理程序。它包括過程輸入程序、過程控制程序、過程輸出程序、人一機接口程
序、打印顯示程序和控制程序等。
4．1．2工業(yè)控制機的總線結構
工業(yè)控制機的一大特點是采用了總線結構。工業(yè)控制機的總線是一組信號線
的集合，它定義了各引線的信號、電氣、機械特性，使計算機內部各組成部分之
第四章計算機集成控制技術的應用
間以及不同的計算機之間建立起信號聯(lián)系，進行信息傳送和通信?？偩€是工業(yè)控
制機的重要組成部分，它包括內部總線和外部總線。
4．1．2．1內部總線
所謂內部總線，就是計算機內部功能模板之間進行通信的總線，它是構成完
整的計算機系統(tǒng)的內部信息樞紐。內部總線主要有PC總線和STD總線，盡管這
兩種總線的數目不同，但按功能都可分為數據總線(DB)、地址總線(AB)、控制總
線(CB)和電源總線(PS)四個部分。采用內部模板總線結構時，模板上各插槽的相
同引腳都連接在一起，組成計算機系統(tǒng)的各功能模板插入槽內，由總線完成系統(tǒng)
內各模板之間的信息傳送，從而構成完整的計算機系統(tǒng)。
4．1．2．2外部總線
所謂外部總線是指計算機與計算機之間或計算機與其他智能設備之間進行通
信的連接線，常用的外部總線有IEEE一488平行總線和RS一232C串行總線。
1．RS一232C串行通信總線RS．232C是一種串行外部總線，是由美國電子工
業(yè)協(xié)會(EIA)$0定的一種串行接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為
標識號，c為修改次數。
RS一232C總線規(guī)定了其通信距離不大于15m，傳送信號的速率不大于20kbps，
每個信號使用一根信號線，并共用一根信號地線。
2．IEEE一488平行通信總線IEEE．488平行通信總線也稱GPIB(General
Purpose Interface Bus)總線，由美國惠普公司于20世紀60年代中期開始研究和制
定總線標準。1975年，IEEE以此為基礎制定了IEEE一488標準接口總線標準。
IEEE一488總線是一條無源的電纜線，它包括16條信號線和9條地線；系統(tǒng)
中通過總線互連的設備不得超過15臺；總線電纜長度不超過20m：信號的傳輸
速率一般為500kbps，最大傳輸速率為1Mbps，采用按位并行、字節(jié)串行、三線
握手、雙向異步的傳輸方式。
4．1．3工業(yè)控制機的特點
(1)可靠性高、可維修性好。它能在規(guī)定的時間內運行而不發(fā)生故障，并且在
發(fā)生故障時維修快、簡單、方便。
(2)環(huán)境適應性強。工業(yè)控制機能夠適應高溫、高濕、腐蝕、振動、沖擊、灰
塵等環(huán)境，并且有較強的抗電磁干擾能力。
(3)能夠滿足控制系統(tǒng)的實時性控制要求。
(4)具有完善的過程輸入輸出通道，能夠滿足生產過程的控制要求。
(5)具有豐富的工業(yè)控制軟件，而且控制軟件正向結構化、組態(tài)化方向發(fā)展。
(6)能夠滿足大多數生產過程的控制糟度和運算速度要求。
華南理工大學碩士學位論文
4．2接口卡技術的應用
4．2．1微機接口技術概述
微機接口電路的作用是把微機系統(tǒng)與外部設備通過總線連接起來，構成不同
用途、不同規(guī)模的應用系統(tǒng)。通常我們把實現這種功能的接口電路制作成具有某
種標準接口界面的電路板，并稱之為接口卡。
微機接口卡的設計包括硬件基本功能設計和功能模塊化設計兩部分。根據設
計的目標和任務的要求來確定硬件的基本功能，接口設計涉及到的內容和主要應
考慮的問題有：
(1)微機特點(計算和控制能力、實時處理能力)。
(2)被控設備的控制周期要求。
(3)計算機總線特點(信號特征、時序、驅動能力等)。
(4)根據程序大小和數據量來決定存儲量。
(5)設備需要人工干預的功能和形式。
(6)對顯示、記錄設備的類型及輸出方式的要求。
(7)對模擬量輸入輸出信號的精度和傳輸速度的要求。
(8)I／O過程通道的類型、各類通道信號點數和路數。
(9)抗干擾措施(屏蔽、接地、抗干擾元件及電路的方式)。
(10)對故障診斷、報警支持電路的形式及要求。
對接口電路進行分析和設計時，通常的做法是：首先對接口兩側進行分析，
在充分的需求分析的基礎上，根據微機系統(tǒng)總線與I／O設備之間信號要求及時序
進行相應的接口設計，通常設計接口時應對完成的功能所需的硬件和軟件作統(tǒng)籌
考慮，確定哪些功能由硬件完成，哪些功能由軟件實現，兩者之間做出合理的協(xié)
調方案，在此基礎上，合理地選用I／O接口芯片，進行硬件接口電路設計及連接。
然后，根據硬件連接的情況，進行接口驅動軟件的分析與設計。一般可分為以下
步驟：
1．分析接口兩側的情況接口是要對兩個不同的設備或系統(tǒng)進行連接。通常
接口的兩側中，一側是CPU或微機系統(tǒng)，另一側是外設。對微機系統(tǒng)一側，應搞
清楚是什么類型的系統(tǒng)總線，或者是什么類型的CPU，以及系統(tǒng)總線提供的數據
總線、地址總線的寬度和控制總線的邏輯定義(如有效電平、有效脈沖沿、信號方
向、是否為三態(tài)信號等)；時序關系的特點及要求。由于數據總線和地址總線比較
規(guī)整，不同的系統(tǒng)總線或CPU其變化不大。而控制總線，則因微機系統(tǒng)總線或
CPU的類型不同，其信號線及有關時序的關系差別較大，因此，對控制信號線的
邏輯定義與時序分析至關重要。
第四章計算機集成控制技術的應用
由于外設種類繁多，型號不一，所提供的信號線五花八門，其邏輯定義、時
序關系、電平高低差異甚大，所以外設這一側的情況更為復雜。一般來說，對外
設一側的分析重點應放在搞清有關外設的工作原理、性能特點及要連接的信號線
的定義及時序；從而找出需要接口為它提供哪些信號和功能才能正常工作，它反
饋給接口哪些狀態(tài)信號來表明其工作進程，以達到與系統(tǒng)總線交換數據的目的。
一般來說，不管外設如何復雜，只要將它們的工作原理及與接口相連接的信號線
的特性分析清楚，對接口電路的分析與設計也就不難了。
2．實現系統(tǒng)總線與外設之間的信號轉換通常情況下系統(tǒng)總線與外設兩側
的有關信號線直接連接是不行的。而是需要通過對接口兩側信號的分析，找出兩
者的差別之后，進行信號轉換與改造，使之協(xié)調及匹配。經過轉換后的信號線，
在功能定義、邏輯關系和時序配合上，能同時滿足接口兩側的要求。一般來說，
在分析已有接口時，可以從兩側的原始信號出發(fā)去考察它們，用哪些接口電路及
器件進行子信號轉換，并把它們送到何處，從而搞清有關信號的來龍去脈。在設
計接口電路時．不只是由設計者決定由何種元器件來實現信號的改造與轉換，還
要考慮到今后軟件如何操作和配合。
3．合理選用接口芯片隨著微電子技術和集成電路技術的發(fā)展，通?？梢圆?
用下面幾種方式進行接口電路的硬件設計：
(1)采用傳統(tǒng)的中、小規(guī)模的標準TTL CMOS系列集成電路器件及傳統(tǒng)的數
字邏輯系統(tǒng)的設計方法進行接口電路設計。
(2)利用現有的各種用途的通用或專用的可編程大規(guī)模集成電路接口芯片，并
結合少量的中、小規(guī)模的1c進行接口電路設計。
(3)利用PLD(Programmable Logic Device)器件等各類可編程邏輯芯片(如
GAL、EPLD、CPLD、FPGA等)，并借助VHDL或眾多的EDA工具進行相應的
接口設計，這是目前接口開發(fā)的一個趨勢。
在接口電路設計中，往往不需要繁雜的電路參數計算，而是需要熟練地掌握
和深入了解各類芯片的功能、特點、工作原理、時序關系、使用方法及編程技巧，
以便根據設計要求和經濟準則，合理選擇芯片，把它們與微處理器或系統(tǒng)總線正
確地連接，并編寫相應的芯片初始化程序或驅動程序。采用集成接口芯片或PLD
器件進行接口設計，可以使接口體積小，功能完善，可靠性高，易于擴充，應用
靈活方便。而且推動了接口向智能化方向發(fā)展。所以，合理地選擇接口芯片，在
接口技術中起著重要的作用。
4．接口驅動程序分析與設計硬件電路只提供了接口工作的基礎，只有在驅
動程序的控制下，接口才能發(fā)揮其作用。對于微機系統(tǒng)中的標準設備(如CRT、
Keyboard、Printer、HD、FD、串口、并口等)，在ROMBl0S(Basic Input Output System)
中都有相應的功能塊子程序供用戶調用。但是對接口設計者，常常碰到的是一些
華南理工大學碩士學位論文
非標準設備，所以通常需要自己動手編制專用的接口驅動程序。因此。必須了解
外設的工作原理和接口電路的硬件結構、才能正確編寫相應的接口驅動程序。通
常在接口電路設計時，一般采用模塊化的設計方法。接口功能的模塊化設計是把
功能進行細化，使各功能模塊具有相對比較單一的設計功能，因此物理實現比較
容易，硬件設計的基本原則一般有如下幾個方面：
(1)可靠性高可靠性是任何系統(tǒng)設計的基本出發(fā)點之一。提高可靠性可由硬
件、軟件和硬軟件結合三方面人手。在硬件設計中除了選擇合理的硬件結構、性
能穩(wěn)定的元器件外，還要考慮線路設計、具體布線、元器件篩選及裝配等一系列
相應問題。衡量可靠性的指標一般用平均無故障時間來表示。平均無故障時間當
然越高越好，但是這與費用成正比，所以應根據具體要求考慮。例如，不可停止
的系統(tǒng)需要考慮采用備份；以便在一旦出現故障時可以立即投入備份保持工作不
停。對短期故障可容忍時，則可對平均無故障時間放低要求。
(2)簡單化應使結構簡單，硬件少，盡量少采用分立元件，可使硬件運行可
靠性提高。不要單純追求高性能和高水平，以免增加復雜性，而降低了可靠牲。
應提倡簡單而可靠的設計思想。
(3)模塊化模塊化的設計便于實現標準化，提高設計效率，易于調試與維護。
圖4—2所示為接口電路模塊化設計簡圖。
圖4-2接口電路模塊設計簡圖
Figure4—2 modularizatiOn design of interface circuit
圖中總線緩沖接口模塊一般包括了接口中所用到的系統(tǒng)總線緩沖驅動器、I
／0端口地址譯碼電路和控制邏輯電路。
功能模塊主要用來完成所要求的功能，如D／A接口中的D／A芯片及其支
持電路，硬件中斷等的有關控制邏輯電路。
外設緩沖接口模塊可實現外設及其功率通道(輸入信號調整通道和輸出驅動
通道)與功能模塊電路間的緩沖與隔離，例如，有些接口中的外設狀態(tài)寄存器，輸
入輸出數據緩沖寄存器等，還有光電隔離器、濾波電路等。
第四章計算機集成控制技術的應用
4。2．2本系統(tǒng)選用的I／0接口卡介紹
在本系統(tǒng)中，需要選用一個I／O接口卡，它的一側與計算機相連，另一側通
過交流接觸器陣列再與電參數測量儀等幾臺儀器相連，起到以下幾個方面的作用：
1)由計算機通過接口卡控制交流接觸器的吸合，使電參數測量儀等儀器按一
定順序自動接入測試線路。
2)電參數測量儀、泄漏電流儀一接入測試線路即可進入工作狀態(tài)，但接地電
阻儀和耐壓測試儀則需要提供啟動信號才能進入工作狀態(tài)。而且這兩臺儀器還要
提供復位信號才‘能停止工作。所以需要由接口卡提供這兩臺儀器的啟動和復位控
制功能。
3)耐壓鋇j試的合格與否，需通過對耐壓機前面板上的報警燈亮起與否來進行
判斷，所以需要通過接口卡來對該信號進行采集。
根據以上幾個方面的功能需求，采用了廣州先河科技有限公司生產的XH97A
型I／O接口卡：(圖4—3)
該卡是一塊ISA總線的接口卡，在輸入輸出方面采用了兩塊可編程接口芯片
8255A。8255A是一種通用的可編程并行110接口芯片，它具有三個8位并行I／O
端口，可設定為三種不同的工作方式，使用靈活，是應用最廣的并行I／O接口芯
片。兩個芯片總共可提供48個開關量控制，或6個8位并行口，通過8255A的
編程控制可以使這6個口工作在輸入或輸出狀態(tài)。本卡其中一個8255A芯片的24
根輸入、輸出線經一個37芯D型插座連接到一塊I／O隔離卡上(見圖4—4)?？刂?
信號經過光電隔離后再對交流接觸器和交流繼電器進行控制，最終實現計算機對
強電電路的控制。
華南理工大學碩士學位論文
暖#-3×王壬-9q≯皚H／o由游器匭
Fi岣llre扛-3)(雹-9_p
H、o
o∞一4
oirnait
di∞昀葉∞1n
第四章計算機集成控制技術的應用
4．3光電隔離抗干擾技術及其應用
在實際的電子電路系統(tǒng)中，不可避免地存在各種各樣的干擾信號，若電路的
抗干擾能力差將導致測量、控制準確性的降低，產生誤動作，從而帶來破壞性的
后果。因此。若硬件上采用一些設計技術，破壞干擾信號進入測控系統(tǒng)的途徑，
可有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力。事實證明，采用隔離技術是一種簡便且行之有
效的方法。隔離技術是破壞干擾途徑的抗干擾方法，硬件上常用光電耦合器件實
現電一光一電的隔離，他能有效地破壞干擾源的進入，可靠地實現信號的隔離，
并易構成各種功能狀態(tài)。
4。3．1光電耦合器件簡介
光電耦合器件是把發(fā)光器件(如發(fā)光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)組裝
在一起，通過光線實現耦合構成電一光和光一電的轉換器件。
當電信號送人光電耦合器的輸入端時，發(fā)光二極管通過電流而發(fā)光，光敏元
件受到光照后產生電流，CE導通；當輸入端無信號，發(fā)光二極管不亮，光敏三
極管截止，CE不通。對于數字量，當輸人為低電平?0時，光敏三極管截止，
輸出為高電平“1”；當輸人為高電平?1’時，光敏三極管飽和導通，輸出為低電
平“O”。若基極有引出線則可滿足溫度補償、檢測調制要求。這種光耦臺器性能
較好，價格便宜，因而應用廣泛。
光電耦合器之所以在傳輸信號的同時能有效地抑制尖脈沖和各種噪聲干擾，
使通道上的信號噪聲比大為提高，主要有以下幾方面的原因：
(1)光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常
為105～106Q。據分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合
器輸入端的噪聲電壓會很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不
能使二極管發(fā)光，從而被抑制掉了。
(2)光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地：之間
的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾噪聲都很難逶過
光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號的產生。
(3)光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當外部設備出現故障，甚至
輸入信號線短接時，也不會損壞儀表。因為光耦合器件的輸入回路和輸出回路之
間可以承受幾千伏的高壓。
(4)光電耦合器的響應速度極快，其響應延遲時間只有l(wèi)Ou S左右，適于對響
應速度要求很高的場合。
4．3．2光電隔離技術的應用
1．微機接口電路中的光電隔離微機有多個輸入端口，接收來自遠處現場
華南理工大學碩士學位論文
設備傳來的狀態(tài)信號，微機對這些信號處理后，輸出各種控制信號去執(zhí)行相應的
操作。在現場環(huán)境較惡劣時，會存在較大的噪聲干擾，若這些干擾隨輸入信號一
起進入微機系統(tǒng)，會使控制準確性降低，產生誤動作。因而，可在微機的輸入和
輸出端，用光耦作接口，對信號及噪聲進行隔離。這一類電路主要應用在“A／D
轉換器”的數字信號輸出，及由CPU發(fā)出的對前向通道的控制信號與模擬電路的
接口處，從而實現在不同系統(tǒng)間信號通路相聯(lián)的同時，在電氣通路上相互隔離，
并在此基礎上實現將模擬電路和數宇電路相互隔離，起到抑制交叉串擾的作用。
對于線性模擬電路通道，要求光電耦合器必須具有能夠進行線性變換和傳輸
的特性，或選擇對管，采用互補電路以提高線性度，或用V／P變換后再用數字
光耦進行隔離。
2．功率驅動電路中的光電隔離在微機控制系統(tǒng)中，大量應用的是開關量
的控制，這些開關量一般經過微機的I／O輸出，而I／O的驅動能力有限，一般不
足以驅動一些電磁執(zhí)行器件，需加接驅動接口電路，為避免微機受到干擾，須采
取隔離措施。如晶閘管所在的主電路一般是交流強電回路，電壓較高，電流較大，
不易與微機直接相連，可應用光電耦合器將微機控制信號與晶閘管觸發(fā)電路進行
隔離。
在馬達控制電路中，也可采用光耦來把控制電路和馬達高壓電路隔離開。馬
達靠MOSFET或IGBT功率管提供驅動電流，功率管的開關控制信號和大功率管
之間需隔離放大級。在光耦隔離級一放大器級一大功率管的連接形式中，要求光
耦具有高輸出電壓、高速和高共模抑制。
3．遠距離的隔離傳送在計算機應用系統(tǒng)中，由于測控系統(tǒng)與被測和被控
設備之間不可避免地要進行長線傳輸，信號在傳輸過程中很易受到干擾，導致傳
輸信號發(fā)生畸變或失真，另外，在通過較長電纜連接的相距較遠的設備之間，常
因設備間的地線電位差，導致地環(huán)路電流，對電路形成差模干擾電壓。為確保長
線傳輸的可靠性，可采用光電耦合隔離措施，將2個電路的電氣連接隔開，切斷
可能形成的環(huán)路，使他們相互獨立，提高電路系統(tǒng)的抗干擾性能。若傳輸線較長，
現場干擾嚴重，可通過兩級光電耦合器將長線完全“浮置”起來。
長線的“浮置”去掉了長線兩端間的公共地線，不但有效消除了各電路的電
流經公共地線時所產生噪聲電壓形成相互竄擾，而且也有效地解決了長線驅動和
阻抗匹配問題：同時，受控設備短路時，還能保護系統(tǒng)不受損害。
4．過零檢測電路中的光電隔離零交叉，即過零檢測，指交流電壓過零點
被自動檢測進而產生驅動信號，使電子開關在此時刻開始開通?，F代的零交叉技
術已與光電耦合技術相結合。
第四章計算機集成控制技術的應用
4．3．3使用光電耦合器所需要注意的問題
f1)在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨立的電源，若兩端
共用一個電源，則光電耦合器的隔離作用將失去意義。
(2)當用光電耦合器來隔離輸入輸出通道時，必須對所有的信號(包括數字量
信號、控制量信號、狀態(tài)信號)全部隔離，使得被隔離的兩邊沒有任何電氣上的聯(lián)
系，否則這種隔離是沒有意義的。
本系統(tǒng)要實現計算機通過I／O卡對大電流繼電器的控制，還要從耐壓測試儀
上采集信號，為了避免干擾信號進入計算機，采用了圖4-4所示的I／O光電隔離
卡?？刂菩盘栍捎嬎銠C內的XH一97A型I／O卡輸入到本卡，信號經過光電隔離后，
通過雙向可控硅驅動交流接觸器和繼電器，實現對強電線路的控制。外界信號進
入本卡后，經過光電隔離，再將信號輸入到計算機內的XH．97A型I／O卡上，從
而實現對所有的信號全部隔離，阻斷了外界干擾信號進入計算機內部。
4．4本章小結
本系統(tǒng)的核心就是將計算機技術引入到傳統(tǒng)的家電檢測行業(yè)當中，所以本章
首先對工業(yè)控制計算機進行了系統(tǒng)的介紹，然后對計算機接口卡技術作了介紹，
并給出了本系統(tǒng)采用的I／O接口卡線路圖。并對光電隔離技術作了相應的介紹，
給出了本系統(tǒng)采用的I／O光電隔離卡的線路圖，從而在硬件上將計算機對強電電
路上的交流接觸器和繼電器的控制原理作了完整的介紹。
華南理丁大學碩士學位論文
圃牟-4
嘭～挎二一?？福瓾、o口lo—冉一o￡rin砷¨∞o∞一～Il∞o印一4 H、o苦母面珊毋游舔圓
n～一ol～一亂岫H畸一∞HIl
第五章串行通信技術的應用
第五章串行通信技術的應用
本系統(tǒng)中計算機與儀器之間的數據通信是依靠串行通信技術來實現的，由于
所選擇的儀器是由不同的生產廠家生產的，所以要充分了解每一臺儀器的通訊協(xié)
議，才能正確地實現計算機與儀器之間的數據通信。
5．1串行通信基礎
5．1．1串行通信與并行通信
在計算機和終端之間的數據傳輸通常是靠電纜或信道上的電流或電壓變化實
現的。如果一組比特在多條線上同時被傳送，這種傳輸被稱為并行的。并行數據
傳送的特點是：各數據位同時傳送，傳送速度快、效率高，多用在實時、快速的
場合。并行傳送的數據寬度可以是1位～128位，甚至更寬。但是有多少數據位
就需要多少根數據線，因此傳送的成本高。在集成電路芯片的內部、同一插件板
上各部件之間、同一機箱內各插件板之間的數據傳送都是并行的。并行數據傳送
的距離通常小于30m。
串行通信是數據通過一根傳輸線逐位傳送。串行數據傳送的特點是：數據傳
送按位順序進行，最少只需要一根傳輸線即可完成，節(jié)省傳輸線。與并行通信相
比，串行通信還有較為顯著的優(yōu)點：傳輸距離長，可達到數千公里；在長距離內
串行數據傳送速率會比并行數據傳送速率快；串行通信的通信時鐘頻率容易提高；
串行通信的抗干擾能力十分強，其信號間的互相干擾完全可以忽略。但是串行通
信傳送速度比并行通信傳送速度慢，并行通信時間為T，則串行時問為NT。
5．1．2 RS-232總線簡介
RS．232串行通信接口，它是計算機系統(tǒng)中最常見的標準接口，最常見的是
PC機與MODEM、PC機與鼠標之間通過RS一232C接口連接，不僅如此，利用
RS一232C接口還可以連接多種設備，它是連接數據通信設備(DCE)與數據終端
設備(DTE)之間的串行通信標準總線。
標準的RS．232C接口有25條線，功能如表5．1所示。
從其引腳功能可以看出，標準的RS一232C接口引腳比較多，但是常用的只有
9個，所以一般計算機上用9芯的D型插座，它和標準的RS一232C接口如下圖所
示：
華南理工人學碩士學位論文
圖5-1 RS232C“D”形接口
Figure 5-1 RS232C“D”shape adaptor
表5一l RS．232C引腳功能表
Table 5-1 Bay—line function of RS一232C adaptor
引腳號引
信號名
信號名稱說明腳
稱
說明
號
l PG 保護地14 SBA 輸出，第二發(fā)送數據
2 TxD 輸出，發(fā)送數據15 DB 發(fā)送碼元定時(DCE)
3 RxD 輸入，接受數據16 SBB 輸入，第二接收數據
4 RTS 輸出，請求發(fā)送17 DD 輸出，接收碼元定時
5 CTS 18 備用
6 DSR 輸入，允許發(fā)送19 SCA 輸出，第二請求發(fā)送7 SG 輸入，數據設備就緒20 DTR
8 DCD 信號地2l CG
輸出，數據終端就緒
9 備用輸入，接收信號檢出22 RI 輸出，數據質量檢出
10 備用23 CH／CI 輸入，振鈴
11 備用24 DA 數碼速率選擇
12
SCF 25 備用輸出，發(fā)送碼元定時
13 SCB 輸入，第二接受信號檢
出
輸入，第二清除發(fā)送
5．2 8905F型三相電參數測量儀通訊協(xié)議
一、通訊波特率
通訊波特率可以由硬件在1200、2400、4800、9600bps間選擇。儀表在出廠
時已設定波特率9600bps。
二、通訊地址
通訊地址O～255問選擇。儀表在出廠時已設定某一固定地址，并在標牌上給
予標識。
三、通訊協(xié)議
數據輸出采用RS485／232通訊，具體內容如下：
1、通訊數據格式：數據幀共lO位，1個起始位、8個數據位、1個停止位。
第五章串行通信技術的舟詩i
2、命令說明：上位機發(fā)送：55(H)．Addr．Command—CS：
解釋：
1)上位機共發(fā)送4個字節(jié)，以上數據全部為16進制，單字節(jié)數據。
2)55為固定的頭，Addr為儀表的地址，Command為命令，CS為前三個字節(jié)的
校驗和的256的模，即CS=(55+Addr+Command)AND FF(H)。例如}主機發(fā)送：
55，a6，30，2b，其中55為固定的頭，a6為儀表地址，30為命令碼，2b為CS=
(55+a6+30)AND FF(H)=(12b)and FF(H)=2b。
3)Addr為儀表地址可隨便在儀表中設置，假如儀表地址設置為3，則發(fā)送
的數據為：55，3，30，88(數據均為16進制)
儀表回送：
aa—Addr．30一V0一Vl—V2．V3．10—11一12．13．P0一P1-P2，P3一一Pf0．Pfl．Pf2一Pf3．Hz0一Hzl—
Hz2．Hz3一CS
解釋：
1)以上數據均為16進制。
2)電壓、電流、功率、頻率及功率因數均為浮點數：發(fā)送時轉換為暇個單字
節(jié)數據(低字節(jié)在前，高字節(jié)在后)，主機接收到該數據時，再轉換為浮點數。
3)aah為固定的頭，Addr為儀表地址，30h為命令碼，V0一V1-V2一V3為電壓
浮點數轉換為四字節(jié)的數據，V0為低字節(jié)，V3為高字節(jié)，同樣，10一13為電流，
PO—P3為功率，Pf0一Pf3為功率因數，Hz0一Hz3為頻率。CS為固定頭aa—Hz3的
和的256的模。即：cs=(aa+Addr+30+vO+??+Pf0-I-Pfl+Pf2+Pf3)。
4)電壓、電流、功率、頻率、功率因數轉換的例子：
電壓=123．56v，發(fā)送：V0-V1-V2一V3=b8．1e—f7—42
電流=13．34A，發(fā)送的格式為IO—11．12．13=A4．70．55—41
頻率=50．15hz，發(fā)送：為HzO—Hzl一Hz2．Hz3=9a．99-48．42
功率和功率因數轉換的格式一樣，即浮點數轉換為四字節(jié)數據。
四、通訊命令及回送數據。
30H取第一相電參數命令碼
31H取第二相電參數命令碼
32H取第三相電參數命令碼
33H取合計電參數命令碼
34H取所有電參數命令碼
35H設置儀表進入三相三線制(兩元件法)
36H設置儀表進入三相四線制
37H設置儀表進入3V3A
38H設置儀表進入一相三線制
華南理工大學碩士學位論文
3AFI設置電壓變比
3BH設置電流變比
3CH設置電能累積時問
3DH設置鎖定
3EH解除鎖定
40H停止累計電能
41H啟動累計電能
42H電能復位
43H召測電能
44H召測線制
4AH召測電壓變比
4BH召測電流變比
4CH召測電能累積時間
下面分別介紹回送的具體格式：
(1)、主機發(fā)55H+地址碼+命令碼30H+校驗和
儀表回送： aaH+地址碼+命令碼(30H)+數據(V1+Il+P1+PFl+FREQl)+
校驗和。
(每個參數4個字節(jié)；共回送5×4+4=24個字節(jié))
其中：V1表示電壓值：Il表示電流值；P1表示功率值；PFl表示功率因數
值；FREQ表示頻率值。
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(42H)+校驗和。
當命令碼改為：31H、32H、33H，回送格式同30H，但是取回的數據為第2、
3及Σ相的參數
(2)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(34H)+校驗和(取所有電參數)
儀表回送：aaH+地址碼+命令碼(34H)+數據(V1、11、P1、PFI、V2、12、
P2、PF2、V3、13、P3、PF3、ΣV、ΣI、ΣP3、ΣPF3、ΣFREQ3)+校驗和。
(每個參數3個字節(jié)；共回送17×4+4=68個字節(jié))
(3)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(35H)+校驗和
儀表進入三相三線測量方式。
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(35H)+校驗和
(4)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(36H)+校驗和
儀表進入三相四線測量方式。
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(36H)+校驗和
(5)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(40H)+校驗和
儀表進入停止累計電能。
第五章串行通信技術的應用
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(40H)+校驗和
(6)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(41H)+校驗和
儀表進入啟動累計電能。
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(41H)+校驗和
(7)、主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(42H)+校驗和
儀表進入復位電能。
(8)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(43H)+校驗和
儀表進入召測電能和累計時間。
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(43H)+E+T+校驗和
(共2×4+4=12字節(jié))
(9)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(4AH)+校驗和
儀表召測電壓變比
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(4AH)+電壓變比PT(4字節(jié)浮點數)+校驗
和
(10)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(4BH)+校驗和
儀表召測電壓變比
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(4BH)+電流變比CT(4字節(jié)浮點數)+校驗
和
(11)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(3AH)+電壓變比PT(4字節(jié)浮點數)+
校驗和
儀表設置電壓變比
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(3AH)+校驗和
(12)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(3BH)+電流變比CT(4字節(jié)浮點數)
+校驗和
儀表設置電流變比
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(3BH)+校驗和
(13)主機發(fā)55H+地址碼+命令碼(44H)4-線制(1個字節(jié))十校驗和
召測線制
儀表回送aaH+地址碼+命令碼(44H)+校驗和
五、計算機與儀表通訊連接方式：(三線連接)
儀器接口2腳一一PC機串口3腳
3腳一一PC機串口2腳
5腳一一PC機串口5腳
4l
華南理工大學碩士學位論文
5．3 8780型泄漏電流測量儀通訊協(xié)議
一、通訊字節(jié)格式：
8位數據位，l位停止位，無校驗，先傳低位，后傳高位，位傳送方式與微機
一樣，先傳低位，后傳高位。
二、通訊幀格式：
上位機發(fā)送格式：55一Address—command—cs
其中：
1)幀起始符55H：標志一幀信息的開始，其值為55H=01010101B
2)儀表地址Address=儀表的通訊地址，單字節(jié)，范圍為O一255
3)命令碼Command：單字節(jié)數據，儀表根據此命令回送相應的數據。
4)校驗碼CS：從幀起始符到校驗碼之前的所有字節(jié)的二進制的算術和的256
的模，即CS=(55+Adrress+Commandl AND FF(H)
儀表回送格式：AA—Address—command—Data—cs
其中：
1)幀起始符AAH：標志一幀信息的開始，其值為AAH=101010lOB
2)儀表地址、命令碼、校驗碼與上位機發(fā)送的定義一致
3)數據域：儀表根據相應的命令回送的數據，其字節(jié)數根據儀表類型及命令
的不同而不同。儀表回送的每個量為四字節(jié)的浮點數，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，
所以數據域Data的字節(jié)個數為4的倍數。
三、通訊波特率
300—9600bps，由用戶自己設置，初始化為：地址=O，波特率=300。
四、通訊命令及儀表回送數據
1)通訊命令碼：儀表命令碼為lOH一一讀取電參數命令碼。
2)通訊具體格式：讀取電參數命令(10H)：
主機發(fā)送：55H+Address+10H+CS
8780儀表回送：AAH+Address+10H+數據(V，I，LN，0，0)+CS(LN相線、
零線標志，4個字節(jié)，LN=I．0表示回送的電流為相線電流：LN=0．0表示回送的
電流為零線電流。0表示回送4個字節(jié)的0。)
每個參數4個字節(jié)，回送5個參數，共回送5×4+4=24個字節(jié)。
五、計算機與儀表通訊連接方式：(三線連接)
儀器接口2腳一一Pc機串口3腳
3腳一一PC機串口2腳
5腳一一PC機串口5腳
第五章串行通信技術的應用
5．4 9950型接地電阻測量儀通訊協(xié)議
一、數據幀格式：
一幀數據為16字節(jié)，一次發(fā)送一幀數據，不足一幀在數據之后補0。
三、通訊波特率：9600bps。
四、通訊命令及儀表回送數據：
(1)接地地址(地址幀)：33H
(2)建立連接
計算機發(fā)送：0AAH+11H+校驗和
儀器忙應答：0AAH+15H+校驗和
儀器連接好應答：0AAH+12H+校驗和
(3)斷開連接
計算機發(fā)送：0AAH+13H+校驗和
儀器應答：0AAH+14H+校驗和
(4)測試組、頻率設置值查詢：
計算機發(fā)送：084+校驗和
儀器應答：084H+測試組BCD+頻率BCD+校驗和
如：若測試組為第l組，頻率為50Hz，則儀器應答為OB4H+01H+50H+05H；
若頻率為60Hz，則儀器應答為084H+0IH+60H+15H。
(5)電流設置值查詢：
計算機發(fā)送：0BlH+校驗和
儀器應答：0B LH+電壓BCD+校驗和
如：若電流值為10．0A，小數點用10(0AH)表示，則儀器應答為
081H+10H+0AOH+6lH。
(6)電阻設置值查詢：
計算機發(fā)送：082H+校驗和
儀器應答：082H+電阻BCD+校驗和
如：若電阻報警值為200．0m Q，則儀器應答為B2H+02H+00H+OAOH+54H。
(7)時間設置值查詢：
計算機發(fā)送：085H+校驗和
儀器應答：085H+鋇I]試時間+校驗和
如：測試時間為7．Os，其中小數點為10(0AH)，則儀器應答為
085H+00H+07H+OAOH+5CH。
(8)測試組、頻率參數設置值：
計算機發(fā)送：0A4H+鋇,I]試組BCD+頻率BCD+校驗和
43
華南理1．大學碩士學位論文
儀器應答：0A4H+校驗和
如：若測試組為第2組，頻率為50Hz，將其轉換成BCD碼，則計算機發(fā)送
0A4H+02H+50H+0F6H。
(9)電流設置值：
計算機發(fā)送：0A1H+電流BCD+校驗和
儀器應答：0AIH+校驗和
如：若電流值為10．0A，將其轉換成BCD碼，則計算機發(fā)送
OAlH+lOH+OAOH+5lH。
(10)電阻參數設景值：
計算機發(fā)送：0A2H+電阻BCD+校驗和
儀器應答：0A2H+校驗和
如：若電阻上限為100．0m Q，將其轉換成BCD碼，則計算機發(fā)送為
OA2H+01H+00H+OAOH+43H。
(11)時間參數設置值：
計算機發(fā)送：OA5H+測試時間+校驗和
儀器應答：0A5H+校驗和
如：若測試時間為5．Os，則計算機發(fā)送為0A5H+00H+05H+OAOH+4AH
(12)啟動(測試)：
計算機發(fā)送：OA7H+1lH+校驗和
儀器應答：0A7H+12H+校驗和
(13)停止測試：
計算機發(fā)送：0A7H+13H+校驗和
儀器應答：0A7H+14H+校驗和
(14)測試值查詢：
計算機發(fā)送：0A9H+校驗和
儀器應答：0A9H+電流BCD+電阻BCD+時間BCD+標志+校驗和
標志：=o(測試)
=1(合格，停止測試)
=2(越限，不合格，停止測試)
=3(開路，不合格，停止測試)
如：測試電流為10．0A，電阻為100．OmQ，時間為4．0s。當儀器正處于測試
狀態(tài)， (儀器面板測試燈閃爍)， 則儀器應答為
0A9H+10H+OAOH+01H+00H+OAOH+00H+04H+OAOH+00H+9EH。
當儀器正處于合格狀態(tài)，(儀器面板合格燈亮)，則儀器應答為
0A9H+10H+0AOH+01H+00H+OAOH+00H+04H+OAOH+01H+9FH。
第五章串行通信技術的應用
(15)儀器接受錯誤發(fā)送：0CCH+0CCH。
五、計算機與儀表的通訊連接方式：
儀器接口：2腳一一Pc機串口3腳
3腳一一PC機串口2腳
5腳一一Pc機串口5腳
5．5系統(tǒng)中計算機與儀表通訊端口的連接
本系統(tǒng)采用的計算機有兩個DB9座串行端口，而需要與計算機進行數據通訊
的設備有三臺：電參數測量儀、泄漏電流測量儀和接地電阻測量儀，這三臺儀器
上的串行端口均是DB9座串行端口，通過上面的介紹，三臺儀器的端口都是2、
3、5腳是有用的端腳，并且均是接到計算機串行端口的3、2、5腳上。設計上將
電參數測量儀的串行端口連接到計算機的tom2上，再通過一個雙向繼電器將泄
漏電流測量儀和接地電阻測量儀的串行端口連接到coml，繼電器的三個動觸頭常
接在三個靜觸頭上，將泄漏電流測量儀串行端口的三根線連接到計算機coml上，
當測量接地電阻時，向繼電器通電，三個動觸頭接向另三個靜觸頭上，將接地電
阻測量儀串行端口的三根線連接到計算機coml。接線圖如下圖：
』廠_ r、
o”_r———— 十_。"。—__——]I，【：#二掣車蘸引N ：=
計算機com 1 雙向繼電器—．Lj
L／7
接地電阻
儀串口
泄漏電流
儀串口
圖5—2計算機與儀器串口接線圖
Figure5_2 serial interface connection of computer and instrument
5．6本章小結
本章中，首先對串行通信技術作了一個概要的介紹，然后重點介紹了每臺儀
器與計算機之間的通訊協(xié)議，通訊協(xié)議是計算機與每臺儀器之間進行數據傳送的
技術關鍵，是后面程序設計的基礎。最后給出了計算機與儀器串口在硬件上的連
接。
華南理上火學碩士學值論文
第六章程序設計
本系統(tǒng)程序在Windows平臺上用Visual Basic編寫，VB是十分優(yōu)秀的可視化
開發(fā)環(huán)境，其中，提供了MSComm通信控件。通信控件是PC機通過串行端口與
其他設備實現輕松連接的通用工具。通過使用MSComm通信控件，可以簡單高
效地實現設備之間的通信，從而使編程效率大大提高，也減少了因編程不當導致
系統(tǒng)不穩(wěn)定。
6．1 MSComm通信控件簡介
6．1．1 MSComm控件的屬性介紹
MSComm控件的屬性很多，下面對其作詳細的說明。
1．CommPort屬性
用于設置并返回通信端口號，Windows將會用此串口和外界通信。CommPort
屬性值用l、2、3?表示串口COMl、COM2、COM3?，它的取值范圍是1～16，
默認值是1。
2．Setting屬性
該屬性用來設置或返回通信參數，屬性值用字符串表示，主要設定波特率、
奇偶校驗、數據位、停止位等4個參數。組成格式如下：“BBBB，P，D，S”。
BBBB表示波特率，P是奇偶校驗，D是數據位位數，S是停止位數。默認值
是“9600，n，8，1”，表示傳輸速率9600bps，無奇偶校驗，8位數據位，l位停
止位。只有通信雙方的Settings屬性值都一樣，通信連接才能有效。
3．PortOpen屬性
該屬性用來打開或者關閉端口。使用串口之前，應該先打開端口，當應用程
序執(zhí)行完畢后，如果不關閉端口，MSComm將自動關閉串口。把端口屬性設為
True打開端口，把端口屬性設為False關閉端口。
4．HandShaking屬性
此屬性用來設置或者返回硬件握手協(xié)議，即個人計算機與通信設備之間為了
控制流速而約定的內部協(xié)議。
5．Input屬性
該屬性表示從接收緩沖區(qū)移走一串字符，將緩沖區(qū)中收到的數據讀入變量，
屬性值為Variant型變量。當InputMode屬性值是0(文本模式)時，變量中含有
String型數據i當InputMode屬性值是1(二進制模式)時，變量中含有Byte型
第六章程序設計
數組數據。
6．OutPut屬性
此屬性用于向發(fā)送緩沖區(qū)中寫數據流，屬性值為Variant型變量。在傳輸文本
數據時，應將Stdng型數據放入Variant型變量：傳輸二進制數據時，應將Byte
型數據放入Variant型變量。
7．InputLea屬性
此屬性用于設置或返回接收緩沖區(qū)內用Input屬性命令讀入的字節(jié)個數。若
取0，則Input屬性讀取整個緩沖區(qū)中的內容。
8．InputMode屬性
此屬性用于設置或返回接收數據的類型。若該值為0，則用Input屬性接收文
本型數據：段值為l，則用Input屬性接收二進制數據。
9．InBuffersize屬性
該屬性用于設置或返回輸入緩沖區(qū)的大小，缺省值為1024字節(jié)。
10．InBufferCount屬性
該屬性用于返回輸入緩沖區(qū)內等待讀取的字節(jié)個數，可通過設置該屬性為0
來清除接收緩沖區(qū)。
11．OutBufferCount屬性
該屬性用于設置或返回發(fā)送緩沖區(qū)大小，值為Integer型，表示傳輸緩沖區(qū)的
字節(jié)數，缺省值為512字節(jié)。
1 2．OutBuffersizeCounter屬性
該屬性用于返回發(fā)送緩沖區(qū)內等待發(fā)送的字符數，可用來清空緩沖區(qū)，
1 3．Sthreshold屬性
該屬性是一個閥值，當輸出緩沖區(qū)內字節(jié)個數小于該值后就產生OnComm事
件，并且CommEvent屬性會被設定為ComEvSend。如果該值為0(默認值)，則
數據傳輸事件不會產生OnComm事件。
14．Rthreshold屬性
該屬性是一個閥值，當接收緩沖區(qū)內字節(jié)個數達到或超過該值后就產生
OnComm事件，并且CommEvent屬性會被設定為ComEvReceive。如果該值為0
(默認值)，則數據傳輸事件不會產生OnComm事件。
15．CommEvent屬性
如果在通信過程中發(fā)生錯誤或事件，將會引發(fā)OnComm事件并且改變其屬性
值。CommEvent屬性代碼反映錯誤或事件類型，在通信程序的設計中可根據該屬
性值來執(zhí)行不同的操作。
16．DTREnable屬性
該屬性確定在通信時是否使Data Terminal Ready(DTR)線有效。當DTREnable
47
華南理丁大學碩士學位論文
設定為True時，如果端口打開，DTR線被設定為高；當端口關閉時，DTR線被
設定為低。當DTREnable設定為False時，DTR線總為低。
17．RTSEnable屬性
該屬性確定是否使Request To Send(RTS)線有效。當RTSEnable設定為True
時，如果端口打開，RTS線被設定為高；當端口關閉時，RTS線被設定為低。
18．EOFEnable屬性
該屬性若設置為TRUE，則當輸入中出現EOF，停止輸入并產生OnComm事
件。
19．CDHolding屬性
該屬性可以通過查詢Carrier Detect(CD)線的狀態(tài)確定當前是否有傳輸。當
CDHolding屬性設定成True時，CD線被設定為低。
20．CTSHolding屬性
該屬性確定是否可通過查詢Clear tO send(CTS)線的狀態(tài)發(fā)送數據。當
CTSHolding屬性設定為True時，CTS線被設定為高；當CTSHolding屬性設定為
False時，CTS線被設定為低。
21．DSRHolding屬性
該屬性確定Data Set Ready(DSR)線的狀態(tài)。當DSRHolding屬性設定為True
時，DSR線被設定為高；當CTSHolding屬性設定為False時，DSR線被設定為
低。
6，1．2利用MSComm控件的通信步驟
通常按照下面的步驟來使用VB的MSComm控件進行通信控制。
(1)加入通信部件，即MSComm對象。
(2)設定通信端口號碼，即Commport屬性。
(3)設定通信協(xié)議，即HandShaking屬性。
(4)設定傳輸速度等參數，即Settings屬性。
(5)設定其他參數，必要時再加上其他的屬性設定。
(6)開啟通信端口，即將PortOpen屬性設為TRUE。
(7)送出字符串或讀入字符串，即使用Input或Output屬性。
(8)使用完MSComm通信對象后，將通信端口關閉。
通常在步驟(5)以前在設計環(huán)境的屬性窗口中設定MSComm控制，也可以在
程序中以程序語法做設定。在步驟(6)以后的設定以及使用只能在程序中使用VB
的相關語法設定。
下面是計算機向8905F型電參數測量儀發(fā)送指令，要求儀器回送所有電參數
的程序：
——一蘭查童堡壁堡生
With FrmMain．MSComm2
Send(0)=＆H55
Send(1)=&amp;amp;H1
Send(21=&amp;amp;H34
Send(31=＆H8A
．Settings=”9600，n，8，1”
．InputMode=comlnputModeBinary
．DTREnable=True
．RTSEnable=Trtie
RThreshold=0
SThreshold=0
EOFEnable=True
InputLen=0
Output=Send
EndWith
由該段程序可以看出應用了MSComm控件后，程序非常簡單明了。計算機
從儀器讀取數據后，再根據通訊數據幀的格式進行數據轉換，就完成了計算機與
儀器通訊的全過程了。
6．2主程序流程圖
主程序的流程圖如下圖
華南理T大學碩十學位論文
I f
關閉三相測試用通信控件關閉單相測試用通信控件
關閉三相測試用計時器關閉單相測試用計時器
打開單相通信控件打開三相通信控件
將電氣強度、電壓等參數置。將電氣強度、電壓等參數置0
，L—L
<受黝崎>剖粱畿，螄、<系測功主壹≥到豢器。弧>旦一泄漏電流=”未測“ <墨否需測泄漏電磊>至一泄漏電流=一未測一
ir一一1丫一一
將泄漏電流儀接入將泄漏電流儀接入
延時延時
I
測L線泄漏電流測泄漏電流
測N線泄漏電流斷開A相
取泄漏電流較大值測泄漏電流
將泄漏電流儀斷開
小^l ∥ ■
第六章程序設計
斷開B相
測泄漏電流
斷開c相
測泄漏電流
T
將泄漏電流儀斷開
t ≤；；渺～電氣馘；懶。． ＼一一一
是I
將耐壓機接入
t
延時
讀。合格’狀態(tài)
將耐壓帆斷開
<章磊怎碗>墨-1一接地電阻：刪．
1丫一
將接地電阻儀及其端13接入
延時
通過通訊端口讀數
I
將接地電阻儀斷開
圖6-1 主程序流程圖
Figure 6-l Main program flow chart
5l
華南理T大學碩士學位論文
6．3程序運行界面介紹
程序運行后出現的主窗口如下圖
圖6-2 程序運行主界面圖
Figure 6-2 Main interface of program running
當選擇三相測試時，主窗口如下圖
圖6-3 選擇三相測試時的主界面圖
Figure 6-3 Main interface of testing three．phase circuit
第六章程序設計
程序菜單中提供了“屏蔽不測試項”的功能，可由用戶選擇當次測試哪些項
目，當用戶只想測量部分項目時，可以輕松地完成設置，其界面圖如下圖：
圖6—4屏蔽不測試項的界面圖
Figure 6-4 Interface of shielding untested item
菜單中還提供了“電能累計’’的功能，其界面圖如下圖：
圖6-5 電能累計功能界面圖
Figure 6-5 Interface of function for electrical energy accumulate
華南理工大學碩士學位論文
菜單中還提供了“數據查詢”的界面圖，如下圖所示
圖6-6數據查詢的界面圖
Figure 6-6 Interface of data inquire
用戶只需要輸入想要查詢的時間，按查詢鍵就可以看到這一時間段的所有數
據。并且這些數據是儲存在一個數據庫文件“Testdata．mdb”內，如果用戶還想進
一步進行查詢和統(tǒng)計，可用數據庫程序打開這一文件再進行相應的操作。這一功
能是以前PLC控制系統(tǒng)所不具備的功能，利用計算機的先進功能，實現檢測的自
動化和智能化是家電檢測行業(yè)的一個發(fā)展趨勢。
7．4本章小結
本章對系統(tǒng)的程序用到的Visual Basic中的MSComm控件作了詳細的介紹，
給出了程序的流程圖，并給出了程序運行時的各個界面圖，體現了程序友好的界
面。計算機在各行各業(yè)的應用越來越廣泛，本系統(tǒng)也在這方面作了嘗試，通過計
算機技術的運用，達到了提高智能化程度的目的。
結論
結論
本課題將計算機控制技術、串行通信技術應用到傳統(tǒng)的家用電器安全檢測中
來。研究了用國內先進儀器生產廠家生產的儀器組合成智能綜合測試系統(tǒng)的具體
方案，完成了應用軟件的設計。基本框架為：單臺測量儀器完成各個測試功能，
由計算機通過I／0接口卡進行中央控制，計算機與儀器之間的數據通信通過串行
通信技術來實現。
本課題所取得的結論和成果為：
1．本綜合智能測試系統(tǒng)將幾臺獨立的測試儀器組合成一套系統(tǒng)，由計算機控
制，一次完成幾個項目的測試，避免了重復接線的麻煩，節(jié)省了一定的人力和物
力，提高了工作效率。應用在生產線上，可將幾個測試工位合并成一個。
2．現有的PLC控制的綜合測試系統(tǒng)，為了滿足成套性的要求，選用自己生
產的測量儀器，其量程和精度都不夠高。本系統(tǒng)單個測量儀器選用國內先進生產
廠家的儀器，提高了綜合測試系統(tǒng)的量程和精度，并保留了每一臺儀器本身豐富
的功能。使得本綜合測試系統(tǒng)能滿足絕大部分實驗室和家電生產企業(yè)日常檢測的
需要。
3．可同時完成單、三相電器的檢測，并實現了用三相電參數測量儀測量單相
電器的電參數，用單相泄漏電流儀測量三相電器的泄漏電流，可為實驗室節(jié)省一
臺單相電參數測量儀和一臺三相泄漏電流儀的費用。
4．通過計算機技術的應用及編寫相應的應用軟件，提高了系統(tǒng)的智能化程
度，為用戶提供了友好簡潔的使用界面，實現了現有的PLC控制綜合測試系統(tǒng)不
具備的數據儲存、查詢等功能。
本綜合智能系統(tǒng)目前已投入運行有三個多月的時間，在實際工作中運行穩(wěn)定，
經與單臺儀器的測量結果進行比較，經計算機采集的測量數據與儀器的測量數據
完全一致。并在日常工作中起到了節(jié)省測試時間，減輕工作強度的作用。
盡管從總體來講，系統(tǒng)已經比現有的PLC控制的綜合測試系統(tǒng)在測量精度和
智能化方面有了一定的提高，但還有以下幾個值得注意和改進的地方：
1．系統(tǒng)投入運行的時間還不長，其穩(wěn)定性和耐用性還有待進一步檢驗，進一
步完善后希望能通過產品鑒定。
2．在程序設計上，由于時間關系，人性化的設計還不夠，程序基本上都固化
了，可由用戶設定的參數和輸入的信息很少。如果用戶想要更改某個參數，例如：
耐壓測試的時間等，需由專業(yè)人員進行更改。下一步要在程序中增加“參數設置”
菜單，可由用戶自行設置參數，進一步提高程序的智能化程度。
華南理上人學碩士學位論文
由于本課題的設計思路在目前是一條有別于以往的綜合測試系統(tǒng)的思路，可
作為目前采用單機進行測試的實驗室提高測試智能化的一個參考。但肯定也還存
在著一些不足之處，希望以后從事這方面研究的同學和同志能給予批評和指正。
參考文獻
參考文獻
[1】國家質量技術監(jiān)督局發(fā)布．GB 4706．1—1998家用和類似用途電器的安全
第一部分：通用要求．北京：中國標準出版社，1999：13～44
【2】吳國平等．家用電器檢驗技術．北京：中國標準出版社，2000：9～78
【3】楊其華等．電器產品質量檢驗．北京：中國計量出版社，1998：18～74
[4】劉挺．IEC60335—1(GB4706．1)第四版標準中關于測試方法及設備變化
的探討．家電科技．2004，(2．3)：159
[5】陸儉國。電器試驗技術與試驗方法．北京：機械工業(yè)出版社，1995
【6】席宏卓．產品質量檢驗技術．北京：中國計量出版社，1992
【7】陳守仁．自動檢測技術及儀表．北京：機械工業(yè)出版社，1989
【8】許士英．家用電器技術．北京：機械工業(yè)出版社，1994
【9】劉福中．家用電器測試．北京：輕工業(yè)出版社，1987
【10】劉景昌．日用電器維修與測試技術．鄭州：河南科學技術出舨社，1993
【11】楊勁松、張濤．計算機工業(yè)控制．北京：中國電力出版社，2003：1～
lO
【12】張常年等．計算機通信與工業(yè)控制．北京：化學工業(yè)出版社，2002
【13】余人杰等．計算機控制技術．西安：西安交通大學出版社，1994
【14】李恩林、陳斌生．微機接口技術300例．北京：機械工業(yè)出版社，2003：
64～125
[15】何克忠、李偉．計算機控制系統(tǒng)．北京：清華大學出版社，1998：386～
405
[161戴梅萼、史嘉權．微型計算機技術及應用．第2版．北京：清華大學出
版社，1996：127～174
【17】胡清濤．模擬量光電隔離電路．電工技術雜志．1996．5：20～21
【18】李剛、劉巍．光電隔離并行通訊接口．數據采集與處理．1996，3：237
239
【19]李震宇．帶光電隔離110功能板的設計．電氣自動化．1994，1：68～
69
[20]謝子清．光電隔離抗干擾技術及應用．現代電子技術．2003．(13)：33～
34，37
【2l】王林、史延東．通用PC總線光電隔離I／O長原理及應用．測控技術．1993，
(3)：31．32
華南理工大學碩士學位論文
[22】韓偉、唐海波．光電隔離法提高抗干擾能力淺談．電子技術應用．1992，
lO：45～46
[23】婁會超等．多路絕緣電阻自動檢測儀設計．計算機測量與控制．2003，
(8)：635
[24】黃河．微機系統(tǒng)I／O總線的光電隔離．微型機與應用．1991，5：36～
38
[25】馬玉春、宋瀚濤．串行通信協(xié)議的研究及應用．計算機應用研究．2004，
2 l，228—229，232
【26】王雅靜．儀器串口通信及檢測功能的實現．電氣時代．2004，(1)，94
【27】田學鋒、周予濱．計算機通信與RS一232接口實用指南．北京：電子工
業(yè)出版社，1995
[28】潘新民，計算機通信技術．北京：電子工業(yè)出版社，2002
【29】李肇慶、韓濤．串行端口技術．北京：國防工業(yè)出版社，2004：105～
112
【30】范逸之，RS．232／485串行通信．北京：清華大學出版社，2002
[31】趙薪民、王玲，基于串口通信下的智能儀器和PC機之間的數據通信，
機械與電子，2004，(4)，75．76
[32】范逸之、陳立元．Visual Basic與RS一232串行通信控制．北京：清華大
學出版社，2002
【33]范逸之．利用Visual Basic實現串并行通信技術．北京：清華大學出版
社，2001
[34】鄭宏．基于VB6．0的計算機串行通信軟件設計及應用實例．工業(yè)控制計
算機．2004，17，56—57
【35]International Electrotechnical Commission．IEC60335．1：2001 Safety of
household and similar electrical appliances General requirements．IEC，2001
[36]UL 710 Exhaust Hoods for Commercial Cooking Equipment．Underwriters
Laboratories Ins，2003
[37】John Jansen．Smart Solution．Appliance Manufacturer．2004，(52)：37．38
[38】JAMES．RICHARDS．Finding and Using electrical safety testing
Resources．Compliance Engineering．2004，(XXI)：162—164
[39】Mark Healey．Low voltage directive electrical safety testing．Electrical
equipment．2001，(1)：14～16，19
【40】New Australian Standard to improve the safety of electrical test
equipment．The Global Standard．2004，(2)：1 5
【41】Vitale，Pat．On the road to global product safety approval．Evaluation
量妻蘭墮
Engineering．1999，(5)：3
【42】V V Killedar，AA Surve．Design and construction of simple I／O card for
IBM PC，Indian Journal of Pure＆Applied Physics，1999，7：(572—576)
【43】ZHAO Ying—qian，CHEN Min，HOU Yong-hong．Application of serial
Port in Industrial Computer System．Transactions of Tianjin University．V01．8，No．2，
2002：125．128
【44]Yokogawa Electric Corporation．Hardware configuration and function
manual．YOKOGAWA。1 999
華南理工人學碩士學位論文
在學期間發(fā)表與學位論文內容相關的學術論文
作者(全相當于學
序體作者，
題目
發(fā)表或投稿刊
發(fā)表的卷
位論文的
被索引
號按順序排物名稱、級別
期、年月、收錄情
頁碼
哪一部分
列) (章、節(jié))
況
60
致謝
本課題所作的研究工作是在胡躍明教授和呂惠珍高級工程師的熱心指導和關
懷下完成的。胡躍明老師在課題的選定和整個設計的工作思路上給予了很大的指
導和幫助，而呂惠珍高級工程師則在整個研制過程當中不斷給予指導和幫助，正
是由于他們的悉心指導，才使得我的整個設計能夠得以順利完成，在此，表示衷
一tl,的感謝。還要感謝我們的班主任陳灼明老師。感謝陳老師三年來對我們的關心
和幫助。
另外，在設計過程中，得到了廣州市先河科技有限公司的大力協(xié)助，提供了
該公司生產的XH一97A型I／O接口卡及I／O光電隔離卡，并幫助本人購買和制造
了系統(tǒng)所需用到的各種零配件，使我的整個工作能夠順利地進行。而廣州市迪吉
多儀器有限公司則在儀器的選型方面給予了很多的意見和建議，并幫助本人向儀
器生產廠家索取了儀器的通訊協(xié)議和其它資料，在論文的順利完成中起了重要的
作用，在此表示誠摯的感謝。
最后，感謝我所在的實驗室的同事在論文完成的過程中給予我的關心和幫助。
家用電器安全綜合智能測試系統(tǒng)的研制
作者： 羅宇峰
學位授予單位： 華南理工大學
參考文獻(44條)
1.GB 4706.1-1998.家用和類似用途電器的安全第一部分:通用要求 1999
2.吳國平家用電器檢驗技術 2000
3.楊其華電器產品質量檢驗 1998
4.劉挺IEC60335-1(GB4706.1)第四版標準中關于測試方法及設備變化的探討[期刊論文]-家電科技 2004(2)
5.陸儉國電器試驗技術與試驗方法 1995
6.席宏卓產品質量檢驗技術 1992
7.陳守仁自動檢測技術及儀表 1989
8.許士英家用電器技術 1994
9.劉福中家用電器測試 1987
10.劉景昌日用電器維修與測試技術 1993
11.楊勁松.張濤計算機工業(yè)控制 2003
12.張常年計算機通信與工業(yè)控制 2002
13.余人杰計算機控制技術 1994
14.李恩林.陳斌生微機接口技術300例 2003
15.何克忠.李偉計算機控制系統(tǒng) 1998
16.戴梅萼.史嘉權微型計算機技術及應用 1996
17.胡清濤模擬量光電隔離電路 1996(05)
18.李剛.劉巍光電隔離并行通訊接口 1996(03)
19.李震宇帶光電隔離I/O功能板的設計 1994(01)
20.謝子青光電隔離抗干擾技術及應用[期刊論文]-現代電子技術 2003(13)
21.王林.史延東通用PC總線光電隔離I/O長原理及應用 1993(03)
22.韓偉.唐海波光電隔離法提高抗干擾能力淺談 1992(10)
23.婁會超.戴新生.萬少松多路絕緣電阻自動檢測儀設計[期刊論文]-計算機測量與控制 2003(8)
24.黃河微機系統(tǒng)I/O總線的光電隔離 1991(05)
25.馬玉春.宋瀚濤串行通信協(xié)議的研究及應用[期刊論文]-計算機應用研究 2004(4)
26.王雅靜儀器串口通信及檢測功能的實現[期刊論文]-電氣時代 2004(1)
27.田學鋒.周予濱計算機通信與RS-232接口實用指南 1995
28.潘新民計算機通信技術 2002
29.李肇慶.韓濤串行端口技術 2004
30.范逸之RS-232/485串行通信 2002
31.趙新民.王玲基于串口通信下的智能儀器和PC機之間的數據通信[期刊論文]-機械與電子 2004(4)
32.范逸之.陳立元Visual Basic與RS-232串行通信控制 2002
33.范逸之.陳立元.孫德萱利用Visual Basic實現串并行通訊技術 2001
34.鄭宏基于VB6.0的計算機串行通信軟件設計及應用實例[期刊論文]-工業(yè)控制計算機 2004(3)
35.International Electrotechnical Commission IEC 60335-1:2001.Safety of household and similar
electrical appliances General requirements 2001
36.UL 710 Exhaust Hoods for Commercial Cooking Equipment 2003
37.John Jansen Smart Solution 2004(52)
38.JAMES RICHARDS Finding and Using electrical safety testing Resources 2004(ⅩⅪ)
39.Mark Healey Low voltage directive electrical safety testing 2001(01)
40.New Australian Standard to improve the safety of electrical test equipment 2004(02)
41.Vitale Pat On the road to global product safety approval 1999(05)
42.V V Killedar.A A Surve Design and construction of simple I/O card for IBM PC 1999(07)
43.ZHAO Ying-qian.CHEN Min.HOU Yong-hong Application of serial Port in Industrial Computer System
2002(02)
44.Yokogawa Electric Corporation Hardware configuration and function manual 1999
相似文獻(10條)
1.會議論文姜繼周.方敏安全檢測中的耐漏電起痕試驗 2008
漏電起痕試驗是家用電器安全試驗中一項重要的材料試驗，由于影響其準確性的因素很多，因此要保證嚴格按照標準要求，考慮各方面的因素，保證試
驗的準確性和可重復性。本文介紹了漏電起痕試驗的原理以及試驗時應注意的各種因素。
2.期刊論文顏合永 對家用電器耐壓試驗的兩點要求 -中國標準化2001,""(3)
電器在正常使用中絕緣結構既要承受電網額定電壓的長期作用,又要經受電路中經常產生的各種過電壓和短時沖擊電壓為了驗證電器能在實際電路中長
期使用而不致發(fā)生絕緣被擊穿或出現閃絡等事故,以避免危及人身安全,驗證方法通常采用沖擊耐壓試驗和工頻耐壓試驗.而目前家用電器安全標準GB4706.1-
1998沒有沖擊耐壓試驗,只有工頻耐壓試驗(以下簡稱耐壓試驗),而且把耐壓試驗作為家用電器安全檢測
中最基本的試驗之一,所有家用電器產品都有這個試驗項目.因此結合本人工作實踐,對家用電器耐壓試驗的設備要求和標準要求提出兩點看法.
3.期刊論文張立 淺析家用電器倒虹吸現象原理及防止措施 -日用電器2009,""(3)
本文根據家電安規(guī)標準的要求,對直接連接到飲用水供水系統(tǒng)的家電產品中倒虹吸現象原理進行了分析,并對空氣間隙、管路斷流器、動態(tài)倒流防止器和
帶有低壓區(qū)的倒流防止器等常見防倒虹吸現象所采用結構和裝置的工作原理及其特性驗證、選擇和安裝使用須知等進行了介紹.
4.期刊論文李華耀 一種正弦交流恒流源的研制 -電機電器技術1999,""(1)
1 前言
在家用電器的安全檢測中,接地電阻的測量是必測項.
5.期刊論文趙琪林.Zhao Qi-lin 對耐電壓測試儀技術指標的要求 -家用電器科技1998,""(6)
耐電壓測試儀是對電氣設備和絕緣材料抗電強度進行檢測和試驗的設備,是一種廣泛使用的安全檢測儀器.它的質量直接影響安全檢測結果,對人身、設
備及財產安全十分重要.本文結合JJG795-92<耐電壓測試儀國家計量檢定規(guī)程>,談談耐電壓測試儀主要技術指標的特性及要求,以便在電氣安全檢測中正確選
擇和使用.
6.期刊論文中國質量認證中心(CQC)產品認證二部 關于檢測中實際遇到的幾個問題的結論 -家電科技2009,""(1)
編者按:2008年,中國質量認證中心(CQC)產品認證二部組織部分強制性產品認證檢測實驗室在CQC總部召開了家電產品認證檢測技術討論會.CQC、廣州威
凱檢測技術研究所、中國家用電器檢測所、廣州電氣安全檢測所、浙江方圓檢測集團和浙江立德產品技術有限公司派員參加了會議.會議就幾個檢測中實際
遇到的問題展開討論并達成共識.
7.期刊論文趙家瑞 關于電器產品檢測不確定度相關問題的探討(三) -家電科技2004,""(12)
(本文的前兩部分分別刊登在本刊2004年7期和10期上)
7小結
最后,本文根據前面兩節(jié)闡述的結論或原則,將家用電器產品的安全檢測項目進行分析(詳見下表),以提供技術人員參考.
8.期刊論文張立.張磊對電氣產品非功能性熱表面的認識與防護 -家電科技2009,""(15)
1引言
一些電器產品在工作時,其表面溫度較高,如電爐的烹飪區(qū)域或電熨斗的熨燙底板等,其表面溫度可達200-300℃,甚至更高,實際使用中用戶都能對此類表面予
以注意,此類表面可定義為功能性熱表面,即為了實現產品功能而必需的高熱表面.
9.學位論文莫家鏗 電動類產品繞組溫升測量方法的研究 2007
隨著我國改革開放的不斷深入，我國的家電制造業(yè)取得了飛速的發(fā)展，"九五"期間，我國家電產品進出口數額一直遙遙領先其他產業(yè)。
家用電器作為人們日常生活中經常使用的產品，種類日益增多。功能不斷推陳出新，而安全性能始終是家用電器最基本的要求。國際上名目繁多的安全
認證，家用電器安全標準的不斷更新，各國政府實施的一系列技術法規(guī)，都反映了國際社會對家用電器安全性能的高度重視。
我國目前只是家用電器的生產大國而不是技術強國，離擁有核心技術，自主知識產權的家電生產技術強國還有相當差距，優(yōu)勢主要來自勞動力低廉和政
策優(yōu)惠，而且這種相對的優(yōu)勢十分有限。我國企業(yè)要想達到技術壁壘所規(guī)定的標準，必須以大幅提高出口產品的成本為代價，這就使國內家電參與國際市場
競爭的價格優(yōu)勢不復存在。我國要及早起步，大力促進技術升級。深入研究檢測方法和手段，提高檢測技術成為當務之急。
提高和加強對家電產品的檢測技術，顯得越來越重要。隨著科技和人類生活的進步，電動類家電產品的應用越來越廣泛，而電動類產品的繞組溫升測量
是必須進行的安全檢測項目。精確而且操作簡易的檢測方法能提高該類產品的檢測效率，能使檢測人員更快更準確地完成檢測。
傳統(tǒng)的繞組溫升檢測方法，不僅需要較多的人力，而且獲取的數據準確性不高，整個測試過程顯得非常緊張和艱難，在最后輸出報表時還不能完全滿足
實際的工作需要。
改進后的繞組溫升測量方法，依然利用QJ84數字直流電橋來測量繞組的電阻，但在數據的采集和傳送上利用單片機來代替人工繁重的工作，能使所需人
力大大降低，數據準確性大大提高，而且整個測試過程是非常簡單和高效，再加上對計算軟件的改進，使得輸出的報表能完全滿足實際工作的需要。
本文對我國家電行業(yè)的現狀進行了簡述，對家電產品的安全檢測技術進行了簡述，并對電動類產品繞組溫升測量要求進行了分析，提出了對繞組溫升測
量的改進方案，并對改進方案中使用的通訊模塊進行詳細的應用分析。
10.期刊論文蔣錕林 電涌試驗儀的設計 -電聲技術2000,""(11)
根據IEC 65和中國國標《電網電源供電的家用和類似一般用途的電子及有關設備的安全要求》(GB889888)的規(guī)定,對廣播聲音或圖像的無線電接收設備
、放大器、電子樂器、音響系統(tǒng)等市電供電的家用電器設備及無線電元件等進行電涌沖擊(仿雷擊)試驗是以上設備的安全檢測的很重要的內容。它是維護、
提高家電產品安全可靠性的必不可少的重要手段。以下將分別介紹一種電涌試驗儀的主要技術特性、工作原理及具體電路的設計方法。
1主要技術特性
按國標規(guī)定:被試件應能經受充電到10 kV的1 nF電容器,以每分鐘12次的最大速率進行50次放電沖擊試驗。
(1)直流高壓電壓:10 kV±3%
(2)充放電電容器的電容量:1 nF
(3)高壓電容器的放電速率:12次/分
(4)放電次數:50次
2工作原理
該機主要由保證功率容量的10 kV直流高壓發(fā)生器,1 nF高壓電容器的高壓充放電開關、電容器放電次數計數器及控制電路和低壓直流穩(wěn)壓電源所組成。其測
試原理框圖如圖1所示。
10 kV直流高壓發(fā)生器主要是產生一定功率容量的10 kV直流高壓。按IEC65及國標推薦的圖1進行試驗時,它通過15 MΩ的高壓電阻器對充放電試驗的轉儲電
容器C(1 000 pF)進行充電,然后電容器C將充得的高壓對待測件放電,其充放電周期為每分鐘12次,總放電次數為50次。高壓開關的動作周期及次數由控制和
計數電路來完成。
本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y786016.aspx
授權使用：上海海事大學(wflshyxy)，授權號：ea21d81e-44bc-4fe5-a591-9dd4010c2035
下載時間：2010年8月16日</耐電壓測試儀國家計量檢定規(guī)程></章磊怎碗></墨否需測泄漏電磊></受黝崎>

網友評論 more

電力安全論文最新內容

03-05

基于擺度大數據的水輪…

03-05

夾巖水利樞紐壩后電站…

03-05

金沙江上游葉巴灘水電…

03-05

勘測設計分承包管理工…

03-05

奎屯河三級水電站機組…

03-05

蘭溪市水利工程標準化…

03-05

冷卻塔熱力性能評價方…

03-05

麗水通濟堰灌區(qū)水利管…

電力安全論文熱點內容

41766

電力安全生產管理中…

24722

發(fā)電機軸電壓產生的…

19564

電廠值長如何做好安…

19128

淺談電力安全生產

17548

電子商務中存在的安…

16136

淺談電力企業(yè)班組安…

13728

工業(yè)企業(yè)電氣危險源…

10243

氫站、油站重大危險…

相關內容

家用電器安全使用年限第6…

家用電器安全綜合智能測試…

家用電器安全標準和電氣安…

電器安全管理規(guī)程

電器安全使用須知及防觸電…

創(chuàng)想安科網站簡介會員服務廣告服務業(yè)務合作提交需求會員中心在線投稿版權聲明友情鏈接聯(lián)系我們

<form id="kehcb"></form>