劉 建,黃奇峰,王忠東,蔡奇新

（江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院,江蘇南京,211103)

0 背景

通過電能表自動(dòng)化檢定流水線的推廣應(yīng)用，消除人為和地域因素引起的檢定質(zhì)量差異，有效提高檢定和配送工作質(zhì)量效率和計(jì)量管理水平，提高檢定的工作效率、可靠性、穩(wěn)定性。壓接技術(shù)的可靠性是確保智能電能表自動(dòng)化檢定的關(guān)鍵，端子在壓接過程中由于接觸會(huì)產(chǎn)生一定的接觸應(yīng)力，接觸應(yīng)力的大小關(guān)系到材料的破壞、結(jié)構(gòu)的屈曲以及接觸電阻的大小，需要一套可靠的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)其應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1 測(cè)試系統(tǒng)

本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集裝置包括進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和命令輸出的上位機(jī)；位移采集模裝置包括與端子連接的直桿位移傳感器，監(jiān)測(cè)彈簧的壓縮位移，固定直桿位移傳感器與端子的套筒，保證兩者相連并絕緣；所述的電壓采集模塊包括電壓采集傳感器，電壓采集傳感器將采集的電壓數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)；電源模塊包括為直桿位移傳感器和電壓采集傳感器提供輸入電源；計(jì)算測(cè)量模塊包括根據(jù)采集的位移計(jì)算彈簧正壓力，根據(jù)正壓力計(jì)算端子應(yīng)力，根據(jù)應(yīng)力計(jì)算端子應(yīng)變，計(jì)算測(cè)量模塊在上位機(jī)上計(jì)算顯示。本系統(tǒng)可適用于多路壓接端子的同時(shí)測(cè)試工作，位移傳感器可以自由拆卸，可以同時(shí)或分別對(duì)不同壓接端子進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，可以獲得監(jiān)測(cè)工作狀態(tài)下壓接端子的彈簧正壓力、端子最大應(yīng)力以及應(yīng)變大小，為判斷壓接端子工作狀態(tài)提供幫助。裝置采用的帶串口輸入的電壓采集系統(tǒng)，利用Labview軟件編寫應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)界面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧正壓力、端子應(yīng)力水平和應(yīng)變大小進(jìn)行監(jiān)測(cè)，圖1顯示了本系統(tǒng)的主要組成模塊。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

采用直線位移傳感器獲取壓接過程中彈簧的形變，直線位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測(cè)量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動(dòng)的長(zhǎng)度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對(duì)滑軌總阻值精確性的要求，因?yàn)橛蓽囟茸兓鸬淖柚底兓粫?huì)影響到測(cè)量結(jié)果。位移采集裝置主要由開關(guān)電源和電壓采集卡組成，主要為直線位移傳感器提供電源以及通過串口把電壓信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，可以提供8路同時(shí)測(cè)量，與上位機(jī)相連進(jìn)行串口通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與顯示。圖2顯示了測(cè)試系統(tǒng)的界面，在壓接過程中可以實(shí)時(shí)得到位移、壓接力、最大應(yīng)力以及最大應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)。

2 測(cè)試結(jié)果

針對(duì)搭建的測(cè)試系統(tǒng)，將其安裝在電表檢定線上進(jìn)行測(cè)試操作，位移傳感器與電表底部端子相連，隨端子的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，圖3顯示了壓接過程中端子的位移行程曲線，可以看出通過這套裝置可以實(shí)、時(shí)對(duì)端子壓接過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，圖4顯示了壓接力、應(yīng)力和應(yīng)變的歷程曲線，可以進(jìn)一步判斷壓接中端子受到的應(yīng)力水平、工作狀態(tài)。

3 總結(jié)

通過上述測(cè)試，針對(duì)用于智能電能表自動(dòng)化檢定裝置壓接端子的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易安裝，結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)測(cè)試端子的數(shù)量可以自由增加；（2）操作簡(jiǎn)便，在安裝位移傳感器時(shí)時(shí)，只需要與端子接觸，避免安裝帶來的誤差；（3）本系統(tǒng)通過程序界面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)端子壓接過程中的位移、彈簧力、應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集保存并能顯示在程序界面中；（4）適用于大電流工作環(huán)境以及不適用于直接黏貼應(yīng)變片的情況，通過對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的監(jiān)測(cè)增加了壓接過程中的可靠性。

圖2 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)界面

圖3 位移曲線

圖4 測(cè)試結(jié)果曲線

孫方漢.電能計(jì)量及其管理.北京：中國(guó)水得水電出版社，2005

鄭堯.電能計(jì)量技術(shù)手冊(cè).北京：中國(guó)電力出版社，2002

雷文.電能計(jì)量.北京：中國(guó)電力出版社，2004