电磁继电器的测试选型与应用

电磁继电器的测试、筛选及合理应用

电磁继电器(以下简称继电器)是机电结合的电子元件，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻使得其它电子元器件无法与其相比。因此在航空、航天、电子、邮电等军用及民用电子装备中得到了广泛的应用。但由于继电器的生产过程（制别是军用继电器）中有很多工序仍采用手工操作，造成质量一致性水平较差，在应用过程中经常出现故障，成为电子元件中可靠性最差的类别之一。因此寻求有效的测试、筛选方法和手段，剔除早期失效的继电器，并解决继电器的合理应用问题，成为急待解决的问题。

一．继电器的主要测试参数

为保证继电器的性能，需对继电器的参数进行全面的测试。继电器的主要测试参数及参数的定义如表1：表1电磁继电器的主要测试参数及定义表序号

参数名称参数定义及说明1

转换功能继电器在规定绕组电压下完成吸合转换的功能。2

保持功能继电器在规定绕组电压下保持不释放的功能。3

释放功能继电器在规定绕组电压下完成释放的功能。4

绕组电阻继电器绕组的直流电阻。5

吸合电压继电器动合点全部闭合的最低电压。6

释放电压继电器静合点全部闭合的最高电压。7

动合点接触电阻继电器动合点在规定绕组电压下的接触电阻。8

静合点接触电阻继电器静合点在不施加绕组电压时的接触电阻。9

吸合断开时间继电器从施加规定绕组电压起，至静合点断开的时间。10

吸合时间继电器从施加规定绕组电压起，至动合点闭合的时间。11

吸合回跳时间继电器吸合过程中，从动合点首次闭合到末次回跳的累计时间。12

吸合转换时间继电器在吸合过程中，静合点断开时间与动合点吸合时间之差。13

释放断开时间继电器施加规定绕组电压后从去激励起，至动合点断开的时间。14

释放时间继电器施加规定绕组电压后从去激励起，至静合点闭合的时间。15

释放回跳时间继电器释放过程中静合点首次闭合到末次回跳的累计时间。16

释放转换时间继电器在释放过程中，动合点断开时间与静合点吸合时间之差。17

介质耐压继电器的壳体、绕组、触点及触点间可承受的交流电压。18绝缘电阻继电器的壳体、绕组、触点及触点间在规定电压下的绝缘电阻。为保证继电器的质量，表1所列参数都应严格进行测试，但其中有些参数的测试特别需要引起我们的注意。

1．吸合电压和释放电压

继电器的吸合电压和释放电压的测试方法有两种，一种是直流法，一种是脉冲法。这两种测试方法的绕组加电波形见图1和图2。传统手工测试一般都采用直流法，因其比较容易

实现。只需将一直流稳压电源接在被测继电器的绕组上，缓慢调节稳压源电压，同时监视继电器触点的状态（量通路，用指示灯显示，甚至听声音）即可测到吸合电压和释放电压。吸合电压额定电压

释放电压

图2 脉冲法吸合及释放电压测试波形

图1 直流法吸合及释放电压测试波形t 绕组

电压

绕组电压

由图可知用直流法测试时，绕组电压是渐变上升或下降的，而采用脉冲法测试吸合电压时绕组电压每次是从零电压上跳的，采用脉冲法测试释放电压时绕组电压每次是从额定工作电压下跳的。由于继电器自身的特性，两种测试方法测试会有不同的测试结果，相比之下脉冲法的测试结果严于直流法，同时也更接近实际使用情况。国军标也明确规定当两种测试方法有不同的结果时，应以脉冲法的测试结果为准，以此保证用户的利益。但脉冲法由于测试方法较为复杂，通常需要专用测试设备才能完成。

2．触点接触电阻

触点接触电阻包括动合点接触电阻和静合点接触电阻，是继电器最重要的参数之一，也是最难测的参数的之一。图3显示了对继电器触点进行四线凯尔文测试的原理。说其难测是因为接触电阻只有几十毫欧、十几毫欧，甚至只有几毫欧，如果不是全线采取四线凯尔文测试，扣除测试系统的内部电阻和接触电阻则很难将其测准。说其重要是因为触点接触电阻除了反映触点的电性能（电阻）以外，还反映了触点的化学和物理性能，例如触点表面是否有钝化膜产生，触点间的压力是否能达到设计要求。试验证明当继电器中的弹性材料应力减退，触点压力下降将会在触点接触电阻参数上有明显的反映，所以触点接触电阻与继电器的接触可靠性密切相关。表2显示了继电器样品在试验中触点接触电阻和触点压力之间的关系。表2

2JGXM －2继电器触点压力和静态接触电阻数据1＃样品触点1

触点压力0.4N 0.2N 静态接触电阻 5.2m Ω 6.1m Ω1＃样品触点2

触点压力0.4N 0.1N 静态接触电阻 5.3m Ω 6.9m Ω2＃样品触点1

触点压力0.4N 0.05N 静态接触电阻7.3m Ω>200m Ω2＃样品触点2触点压力

0.4N 0.1N 静态接触电阻 5.9m Ω22.4m Ω

注:表中数据为多次测试平均值。

由表2数据可以得知，随着触点压力的衰退，触点间的静态接触电阻明显变大。

3．回跳时间

回跳时间包括吸合回跳时间和释放回跳时间。由于继电器是采用有弹性的机械触点完成线路的接通和断开，因此不同于由半导体器件组成的无触点电子开关，当继电器的触点接通或断开的瞬间会有一段不稳定的接触期，典型的触点波形见图4。

恒流源

图3 继电器触点接触电阻四线凯尔文测试原理

MIL-R-39016D 和GJB 65A-91对触点回跳做了定义："等于或大于开路电压的90%，且脉冲宽度等于或大于10uS 的现象则认为是回跳"。同时明确规定触点回跳时间不得超过 1.5mS 。有些用户对回跳时间参数不以为然，认为触点最终总会接通（或断开），过程中有没有回跳不影响继电器的正常使用。这是一种错误的认识，军标之所以规定回跳时间参数的测试，是因为继电器的回跳时间同静态接触电阻参数一样，反映了继电器的触点压力，试验证明，当继电器的触点压力明显衰退时，回跳时间会变长。表3显示了继电器样品在试验中触点回跳时间和触点压力之间的关系。表32JGXM －2继电器触点回跳时间和静态接触电阻数据

1＃样品触点1触点压力

0.4N 0.2N 触点回跳时间

0.1mS 4.01mS 1＃样品触点2触点压力

0.4N 0.1N 触点回跳时间

0.54mS 3.9mS 2＃样品触点1触点压力

0.4N 0.05N 触点回跳时间

7.3mS 30.08mS 2＃样品触点2触点压力

0.4N 0.1N 触点回跳时间

5.9mS 9.2mS 注:表中数据为多次测试平均值。

4．转换时间

转换时间包括吸合转换时间和释放转换时间。以吸合转换时间为例，继电器在吸合过程中，静合点断开时间与动合点吸合时间之差称为吸合转换时间。图5和图6分别显示了合

格继电器和失效继电器的吸合转换波形。

图4 触点回跳时间波形

触压降