继电器衔铁运动状态检测装置、方法及处理设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种继电器衔铁运动状态检测装置，涉及继电器技术领域，该装置包括采样电阻、第一放大电路、第二放大电路、低通滤波器、高通滤波器和ADC模块；采样电阻设置于继电器线圈与电源连接的线路上；第一放大电路的两个输入端连接于采样电阻的两端，低通滤波器和高通滤波器的输入端均连接至第一放大电路的输出端；第二放大电路的两个输入端连接于电源或继电器线圈的两端；ADC模块的三个模拟信号输入端分别连接至第二放大电路的输出端、低通滤波器的输出端以及高通滤波器的输出端。本发明专利技术还公开了一种继电器衔铁运动状态检测方法和处理设备。本发明专利技术通过对继电器线圈进行检测，进而获取衔铁的运动状态信息。

Relay armature motion detection device, method and processing equipment

【技术实现步骤摘要】
继电器衔铁运动状态检测装置、方法及处理设备
本专利技术涉及一种继电器
，尤其涉及一种继电器衔铁运动状态检测装置、方法及处理设备。
技术介绍
继电器主要由衔铁、线圈和触点组成，根据线圈的通断电以及通电大小控制衔铁与触点的配合。因此通过获取衔铁运动状态数据，可以实现对继电器的各种性能的把控，这些性能包括继电器本身的性能例如寿命、一致性等，还包括对使用场景通断电的精确控制等。现有对衔铁运动状态研究是通过必须在继电器的负载端增加电信号采集传感器，结合线圈电气参数两者共同判断触点是否闭合，即只是衔铁与静触点触碰这种单一状态。其应用范围有限，且判断过程繁琐。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种继电器衔铁运动状态检测装置，其通过对继电器线圈进行检测，进而获取衔铁的运动状态信息。本专利技术的目的之一采用以下技术方案实现：一种继电器衔铁运动状态检测装置，所述继电器包括继电器线圈以及与继电器线圈配合的触点，所述继电器线圈与外部的电源连接；所述检测装置包括采样电阻、第一放大电路、第二放大电路、低通滤波器、高通滤波器以及ADC模块，其中：所述采样电阻设置于继电器线圈与电源连接的线路上；所述第一放大电路的同相输入端和反向输入端连接于采样电阻的两端，所述低通滤波器和高通滤波器的输入端均连接至所述第一放大电路的输出端；所述第二放大电路的同相输入端和反向输入端连接于电源或继电器线圈的两端；所述ADC模块设有三个模拟信号输入端，三个模拟信号输入端分别连接至第二放大电路的输出端、低通滤波器的输出端以及高通滤波器的输出端，以使所述ADC模块输出电压信号U、低频电流信号Ilow和高频电流信号Ihigh。进一步地，所述第一放大电路和第二放大电路均为差分放大器。进一步地，所述第二放大电路与ADC模块之间、或/和、所述低通滤波器与ADC模块之间、或/和、所述高通滤波器与ADC模块之间设置有信号调理电路。本专利技术的目的之二在于提供一种继电器衔铁运动状态检测方法，其通过对继电器线圈进行建模，进而得到衔铁的运动状态。本专利技术的目的之二采用以下技术方案实现：一种继电器衔铁运动状态检测方法，其包括以下步骤：采用上述目的之一所述的继电器衔铁运动状态检测装置对继电器线圈端进行多次采样，每次采样得到的样本数据均包括电压信号U、低频电流信号Ilow和高频电流信号Ihigh；获取衔铁运动状态对应的真实时间信息，根据所述样本数据和真实时间信息构建关系模型，所述关系模型为线圈端数据与衔铁运动状态的数学关系；根据检测数据以及所述关系模型对衔铁运动状态进行预测，得到所述检测数据对应的衔铁运动状态的预测时间信息，所述检测数据为在衔铁运动状态检测时获取的线圈端数据。进一步地，所述关系模型为机器学习模型。进一步地，所述构建关系模型，包括特征标注步骤和模型训练步骤，其中：所述特征标注步骤，包括：对衔铁运动过程中的状态进行描述；其中，M表示衔铁运动状态中的状态描述集合，mh代表衔铁运动状态中的第h个状态描述，h为状态描述的总数；对状态描述集合的所有状态描述分别通过实验方式找到整个运动过程中对应的真实时间信息；其中衔铁运动状态中的第i个状态描述mi对应真实时间信息所述模型训练步骤，包括：创建关系模型，以样本数据作为输入，作为真实标签对关系模型进行训练，得到预测输出表示为其中，S为样本数据，algi(S)为衔铁运动状态中的第i个状态描述与线圈端数据之间的关系模型；计算预测输出和真实标签之间的误差，如果所述误差大于预设的阈值，则衔铁运动状态中的第i个状态描述与线圈端数据之间的关系模型即为algi(S)，反之，则继续通过样本数据对algi(S)进行训练，直至预测输出和真实标签之间的误差不大于预设的阈值；依此方法得到衔铁运动状态中的所有状态描述的关系模型：alg(S)为衔铁运动状态的关系模型集合。进一步地，所述关系模型为小波变换模型；所述构建关系模型，包括：通过实验方式，获取衔铁运动状态对应的真实时间信息时的样本数据，并通过傅里叶变换，将所述衔铁运动状态对应的真实时间信息时的样本数据展开，得到样本展开数据；以所述样本展开数据建立小波基；通过检测小波基建立衔铁运动状态和线圈端数据的数学关系。进一步地，所述衔铁运动状态为多个，对每个衔铁运动状态分别建立小波基，通过检测每个衔铁运动状态对应的小波基建立每个衔铁运动状态和线圈端数据的数学关系。本专利技术的目的之三在于提供一种处理终端，其通过对继电器线圈进行建模，进而得到衔铁的运动状态。本专利技术的目的之三采用以下技术方案实现：一种处理终端，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述处理器的输入端与上述目的之一所述的继电器衔铁运动状态检测装置中的ADC模块的输出端连接，用于接收继电器衔铁运动状态检测装置对继电器线圈端多次采样的样本数据，每次采样得到的样本数据均包括电压信号U、低频电流信号Ilow和高频电流信号Ihigh；所述处理器还用于接收衔铁运动状态对应的真实时间信息；所述计算机程序被处理器执行时，用于实现：根据所述样本数据和真实时间信息构建关系模型，所述关系模型为线圈端数据与衔铁运动状态的数学关系；根据检测数据以及所述关系模型对衔铁运动状态进行预测，得到所述检测数据对应的衔铁运动状态的预测时间信息，所述检测数据为在衔铁运动状态检测时获取的线圈端数据。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对继电器线圈端的采样数据进行研究，获取线圈端数据与衔铁运动状态之间的联系，为研究继电器运动状态提供了高效可靠的参数支持，摒弃了现有数学建模的繁琐。附图说明图1是本专利技术实施例一继电器衔铁运动状态检测装置的电路原理图；图2是本专利技术继电器衔铁运动状态检测装置的采样原理图；图3是本专利技术继电器衔铁运动状态检测方法的原理图；图4是本专利技术实施例二的继电器衔铁运动状态检测方法的流程图；图5是本专利技术实施例三的继电器衔铁运动状态检测方法的流程；图6是实施例五的处理设备的结构框图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本专利技术进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。实施例一实施例一提供一种继电器衔铁运动状态检测装置，其可以只采集线圈端的电气参数即可计算出电磁继电器内部触点的运动状态，可帮助分析继电器的质量与一致性。请参照图1-2所示。一种继电器衔铁运动状态检测装置，所述继电器30包括继电器线圈以及与继电器线圈配合的触点，所述继电器线圈与外部的电源10连接。检测装置主要分为信号调理、信号采集和信号处理三个部分。首先我们需要获取继电器线圈电压、低频电流和高频电流的信号。其中线圈电压为可直接测量的电学量，通过一定的调理电路(分压或降压)可以直接使用具有电压信号采集功能的采集模块完成信号采集。具体地，线圈电压的采集电路包括第二放大电路A2和ADC模块23，其中，第二放大电路的同相输入端和反向输入端连接于电源或继电器线圈的两端；所述ADC模块的第一模拟信号输入端与第二放大电路的输出端连接，在ADC模块的第一模拟信号输入端与第二放大电路的输出端之间可以设置调理电路，用于分压或降压等，从而经过ADC模块可输出线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种继电器衔铁运动状态检测装置，所述继电器包括继电器线圈以及与继电器线圈配合的触点，所述继电器线圈与外部的电源连接；其特征在于，所述检测装置包括采样电阻、第一放大电路、第二放大电路、低通滤波器、高通滤波器以及ADC模块；其中：所述采样电阻设置于继电器线圈与电源连接的线路上；所述第一放大电路的同相输入端和反向输入端连接于采样电阻的两端，所述低通滤波器和高通滤波器的输入端均连接至所述第一放大电路的输出端；所述第二放大电路的同相输入端和反向输入端连接于电源或继电器线圈的两端；所述ADC模块设有三个模拟信号输入端，三个模拟信号输入端分别连接至第二放大电路的输出端、低通滤波器的输出端以及高通滤波器的输出端，以使所述ADC模块输出电压信号U、低频电流信号Ilow和高频电流信号Ihigh。

【技术特征摘要】
1.一种继电器衔铁运动状态检测装置，所述继电器包括继电器线圈以及与继电器线圈配合的触点，所述继电器线圈与外部的电源连接；其特征在于，所述检测装置包括采样电阻、第一放大电路、第二放大电路、低通滤波器、高通滤波器以及ADC模块；其中：所述采样电阻设置于继电器线圈与电源连接的线路上；所述第一放大电路的同相输入端和反向输入端连接于采样电阻的两端，所述低通滤波器和高通滤波器的输入端均连接至所述第一放大电路的输出端；所述第二放大电路的同相输入端和反向输入端连接于电源或继电器线圈的两端；所述ADC模块设有三个模拟信号输入端，三个模拟信号输入端分别连接至第二放大电路的输出端、低通滤波器的输出端以及高通滤波器的输出端，以使所述ADC模块输出电压信号U、低频电流信号Ilow和高频电流信号Ihigh。2.如权利要求1所述的继电器衔铁运动状态检测装置，其特征在于，所述第一放大电路和第二放大电路均为差分放大器。3.如权利要求1所述的继电器衔铁运动状态检测装置，其特征在于，所述第二放大电路与ADC模块之间、或/和、所述低通滤波器与ADC模块之间、或/和、所述高通滤波器与ADC模块之间设置有信号调理电路。4.一种继电器衔铁运动状态检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：采用权利要求1-3任一项所述的继电器衔铁运动状态检测装置对继电器线圈端进行多次采样，每次采样得到的样本数据均包括电压信号U、低频电流信号Ilow和高频电流信号Ihigh；获取衔铁运动状态对应的真实时间信息，根据所述样本数据和真实时间信息构建关系模型，所述关系模型为线圈端数据与衔铁运动状态的数学关系；根据检测数据以及所述关系模型对衔铁运动状态进行预测，得到所述检测数据对应的衔铁运动状态的预测时间信息，所述检测数据为在衔铁运动状态检测时获取的线圈端数据。5.如权利要求4所述的继电器衔铁运动状态检测方法，其特征在于，所述关系模型为机器学习模型。6.如权利要求5所述的继电器衔铁运动状态检测方法，其特征在于，所)述构建关系模型，包括特征标注步骤和模型训练步骤，其中：所述特征标注步骤，包括：对衔铁运动过程中的状态进行描述；其中，M表示衔铁运动状态中的状态描述集合，mh代表衔铁运动状态中的第h个状态描述，h为状态描述的总数；对状态描述集合的所有状态描述分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞，贺倚帆，丁志禄，
申请(专利权)人：浙江长兴笛卡尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33