校准毫秒仪的一种接口电路

　　数字毫秒仪( 以下简称“毫秒仪”) 是一种在低压电器产品检测中常用的计时仪器, 通常具有开关触发计时工作模式( 以下简称“开关模式”) 和电流触发计时工作模式(以下简称“电流模式”)两种基本功能。由于目前尚未有该种仪器的国家、地方、行业的检定规程或校准规范, 解决其校准问题有迫切的实际意义。下文中将提出两组接口电路装置, 使得应用常见的时间检定仪( 以下简称“检定仪”) 及该接口电路即可全面、方便、准确地对毫秒仪进行计时校准。

　　一、电路原理分析

　　1.毫秒仪和检定仪的工作过程

　　以典型的MTS- 3型毫秒仪为例, 毫秒仪一般具有5个测试连接端口。其中2个端口用于电流模式下的交流电流输入, 当电流大于额定值即刻触发计时, 一旦电流消失则计时终止。其余3个在开关模式下用于测试样品(开关) 的闭合、分断状态, 该3个端口输出两组直流电压, 2个为正电位、另1个为零电位。当正电位端口电压低于某阈值时毫秒仪判断为开关闭合、高于另一阈值时判断为开关断开。据此执行预定的开始( 停止) 时间测量动作( 如图1所示), 触点开关S由断开变为闭合, 原正电位端被拉低至接近零电位从而触发计时, S再由合变为开时电位恢复从而触发停止计时, 反之亦然。此为单触点的闭合或分断时间测量( 如图2所示), 触点开关S1由断开转为闭合触发开始计时, 其后S2也由断开转为闭合则触发停止计时。由两被测触点开关的起始状态分为开、闭两种可以组合出四种细分的开关工作模式, 此为两个触点的动作不同步时间测量。以上各种工作模式可在毫秒仪上预置后执行。

　　检定仪是以输出电脉冲为时间标准对计时器进行计量校准的装置, 具有准确脉冲宽度的电脉冲由装置内的高稳时基电路产生。下文以SJ- 3A型时间检定仪为例阐述接口的工作原理。该检定仪有两个端口, 可分别输出正、负同步的校准脉冲。

　　2.开关模式下的时间校准

　　由于此种模式下毫秒仪检测端口需接入无源电路或器件, 但检定仪以输出电脉冲工作, 两者不宜直接连接, 因此设想在其之间插入一个接口电路, 电路在检定仪控制下模拟开关的通断, 并被毫秒仪所检测。接口电路原理如图3所示, 图中所示继电器RL1、RL2的接点状态对应其失电时的释放状态。

　　一对触点的分断时间校准: 开关SW1、SW2、SW3均断开, 继电器RL1、RL2释放, 继电器接点状态如图3所示,U3得电导通, 等效于与毫秒仪连接的被测触点闭合; 在检定仪上设置时间( 校准脉冲的脉宽); 启动检定仪, 脉冲仅能送至光电耦合器U1, 当上升沿到达U1使其输出饱和导通后, U3被箝位而截止, 等效于被测触点断开从而引发毫秒仪开始计时, 直至脉冲的下降沿出现使U1截止, U3恢复导通, 相当于触点重新闭合, 计时同时终止;此过程中毫秒仪的计时长度与校准脉宽完全一致, 由此实现了该工作模式下的时间校准。