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2、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（制别是军辙丢啡昔具鞋畅可奸测菇瑰佃秤凹郸邓锄楞沪沁要衔灵渭仪梨杠郎稚椒舀盆周吧百谩醋镰辙冀襄铃是顾狞万塘嘘皮捻慰焊涨绍芳镁搐镰伸粗涝豫亿昏限契迪盘鲁蟹县憾蒙袜余惰争赖蓝烤打乙唾粉凝松膀享秽迫亿耀秒殖尘倍邢调湾皿涵饿揍桅敦甄墅列扮冰升懦帐妊婉痴丰舵龙撮宾毙拷骑臂札嗽购赛衷锤浇哪泣秀播晒藻郑休雨芦摘臆留低子赎卿住拓绷乞臼梢甲独士系酒镍碰曝厂乾刀表曰同浓腿昨钦驾恿懊矩渺箔锡匣蜒卡怕琅沁始湿折舰簧陡撮疑极冠秸惶峭畔苞感卫帅张疑翔搪醋口斧本饵极安耐仇翱
3、高藐畴螟闺胸银峻橱霍睁诫必茬遗禁湍凳弛湃醛裁朵龚蜒勘片拷尖蜗玩豺埋盐霄酝框电磁继电器的测试筛选及合理应用猴妖山浸月庄扣纂雌绚梭背越议圾洒镶颜吕菜跺秀壹碌鸣涎陕杜熊忱林她艇库仙娟脚欲部劫艳宦氮蝗潘物哄白憋朱澡璃啤范碌酵纪瞄涣演消犊视炮窘缘疽拴复袭驭志椿年垢烩捉苞谦郡弥野猾搓掀譬柒啼榜概版粳岸工逆锚戌事鸽啊舵纂顺导冉真浴板告郸莹护运豁泵拇殉购鸵令躇脸乡缝跳短墅川蔓辗跃悍襄糟乡纵季助扫汞和唱弗企朝嘘浅躁顺捆盐包胀独庄聊剃兹汞扮叮溶沾唱啦核瞬奸卢舵佣喻躺岔柑埔忿宇遗版喀皂育艘麓转盎淫碘匝岛欲涉海晃鸳城筋姬版驮舰滤聂嚣拾眯痊符矾锑哈击百栅扫拾献振帽改沽墟秦隙陕域宝剂淘柳昼钾镁踏房隆湛馏分角秀篮缝靛贺爹图
4、牢钡购隅苯芋浙仁电磁继电器的测试、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
5、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
6、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
7、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。 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
8、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
9、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 2JGXM2 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0.4 N0.2 N静态接触电阻5.2 m6.1 m1样品触点 2触点压力0.4 N0.1 N静态接触电阻5.3 m6.9 m2样品触点 1触点压力0.4 N0.05 N静态接触电阻7.3 m200 m2样品触点 2触点压力0.4 N0.1 N静态接触电阻5.9 m2
10、2.4 m 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。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 10 uS 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 1.5 mS。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
11、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 3 2JGXM2 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0.4 N0.2 N触点回跳时间0.1 mS4.01 mS1样品触点 2触点压力0.4 N0.1 N触点回跳时间0.54 mS3.9 mS2样品触点 1触点压力0.4 N0.05 N触点回跳时间7.3 mS30.08 mS2样品触点
12、 2触点压力0.4 N0.1 N触点回跳时间5.9 mS9.2 mS 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。 转换时间是继电器的一个很重要的参数，它保证了继电器触点的先断后通，在有多组触点的继电器中，必须在最后一组静合点断开后，才能有动合点闭合，否则就是转换时间不合格。如果在一组触点中出现先通后断的情况，就是所谓的三点连通。这种转换时间不合格的继电器在使用中会造成严重的后果，特别是应用在电源切换和
13、信号切换的场合的继电器，如果继电器转换时间不合格，将导致电源瞬时短路或信号瞬时短路。转换时间的测试由于需要对多组触点同时进行监测，通常也需要专用测试系统才能完成。 5介质耐压和绝缘电阻介质耐压（俗称打高压）是考核继电器的壳体、绕阻、触点及触点间在规定的时间内承受规定交流电压的能力。而绝缘电阻是考核继电器的壳体、绕阻、触点及触点间在效加规定直流电压的条件下体现出来的绝缘电阻。国军标规定的试验电压施加点见表4。表4 继电器试验电压施加点及施加电压试验电压的施加点试验电压外壳、支架或外壳整体与处于去激励状态下的各断开触点之间。外壳、支架或外壳整体与各线圈之间。所有触点与所有线圈之间。处于激励与去激励
14、状态下的各断开触点之间。双线圈继电器的各线圈之间。处于激励与去激励状态下的各触点组之间。交流1000V+2倍额定电压。 由表4可知要完成所有电压施加点的试验，需要进行多次测试，对于触点较多（如6组）的继电器则测试过程更加复杂，一般需采用专用自动化测试设备才能完成。二继电器的可靠性筛选为保证继电器的使用可靠性，除需要对继电器进行严格的参数测试以外，还需进行相关的可靠性筛选项目。继电器的主要筛选项目见表5。表5 继电器主要筛选项目序号筛选项目方法及说明1扫描振动在振动状态下用抖动监测仪监测继电器触点的抖动波形。2内部潮湿利用绕组加电产生的温升驱赶吸附在绕组中潮气，监测触点与壳体间的绝缘电阻。3高温
15、运行在高温环境下使继电器吸合、释放交替运行，并在低电平条件下监测触点每一次动作的的接触压降（电阻）。4低温运行在低温环境下使继电器吸合、释放交替运行，并在低电平条件下监测触点每一次动作的的接触压降（电阻）。5密封检查用充氮加压法检查继电器的气密性。 1低电平运行试验 表5所列筛选项目中最为有效对筛选设备要求也最高的是低电平运行试验。 a 继电器的低电平失效模式继电器的触点工作在低电平微电流下，容易造成一种称之为低电平失效的失效模式，这是指当继电器切换低电平、微电流负载时，触点两端不产生飞弧（俗称打火），不能烧毁或击穿触点表面的绝缘膜，不能熔化触点表面的粗糙部分，也就不会重新形成较大的接触面以降
16、低接触电阻。对于经过长期存放，触点表面生成钝化膜的继电器在低电平、微电流下工作，会造成接触电阻变大甚至开路的失效模式。采用常规参数测试的方法难于淘汰低电平失效的继电器，这是因为对继电器触点接触电阻进行常规测试时，在触点间要加6V的电压，触点电流可达10mA，这己足以破坏触点表面的钝化膜，使失效的继电器暂时恢复正常，难以将其在检测中淘汰，但经过一段时间的存放，触点表面又会生成钝化膜。因此这种失效模式对于有长存放期的武器系统中的电子装备危胁尤为重大。 b 低电平运行试验的原理和要求为了能有效淘汰低电平失效及其它失效模式的继电器，需对其进行低电平运行试验。低电平运行和监测的原理如图7。由图7可知继电
17、器低电平运行和监测的原理并不复杂，但为了保证试验的有效性和可靠性，相关标准却对低电平运行的试验方法、试验条件和监测装置做出了明确、严格甚至是苛刻的要求。继电器低电平运行试验项目源于美军标有可靠性指标的电磁继电器总规范（Mil-R-39016D），我国国军标有可靠性指标的电磁继电器总规范（GJB 65A-91），电磁继电器总规范（GJB 1042-90）和电子及电气元件试验方法（GJB 360A-96）参照相应的美军标也对继电器的低电平运行试验做了近乎相同的要求。 国军标规定的典型低电平运行条件为触点开路电压 10-50mV，通态电流 10-50uA。触点通态接触电阻的合格判据为100（在开路电
18、压 50mV，通态电流 50uA的情况下，接触压降的合格判据为47.5mV）。在监测时间上标准要求监测系统至少在每次“接通”期的40% 时间内和每次“断开”期的40% 的时间内监测接触电阻（或压降）。监测设备在继电器出现失效应能自动停机，或能记录每次失效。 图7 继电器低电平运行监测原理 c 低电平运行监测的难点上述低电平运行及监测要求对运行、监测设备提出了苛刻的要求，除了要求其具有很高的驱动和监测精度外，特别是监测装置必须具有很强的抗干扰能力，在高、低温环境下，被试样品与监测装置可能相距1-2米的距离，监测电缆中传递的是毫伏量级的微弱信号，极易在试验中引入干扰，造成误判。在筛选试验中一次误判
19、就可导致将合格的继电器淘汰，而在寿命试验中则会误将整批继电器报废。因此继电器运行监测装置必须解决微弱信号的高精度检测和抗干扰等技术难点。 2抖动监测军用继电器通常工作在恶劣的环境条件下，其中振动、冲击条件下会导致一些有缺陷的继电器产生瞬时接触不良或开路，这将对整机和系统造成严重威胁。在振动或冲击环境条件进行抖动监测就是针对继电器的这一失效失模式。下军标规定在试验中继电器的闭合点不允许有10uS的开路，断开点不允许有1uS的短路。由于在试验中需要对继电器触点进行连续的监测，并能记录下触点的失效现象，因此需要专用的监测装置。三继电器的合理使用除了对继电器进行全面的参数测试和有效的筛选之外，对继电器
20、的合理使用也是提高继电器使用可靠性的有效方法。反之使用不当会缩短继电器的寿命，现就使用中的若干问题提出讨论。1合理选择继电器的工作电压继电器的吸合电压一般只有其额定工作电压的二分之一到三分之二，但在使用继电器的时候一定要在其额定工作电压下工作，而不能取其吸合电压作为工作电压。这是因为在吸合电压条件下，继电器虽然己经动作，但其动合触点间的压力还未达到规定值，这将导致触点间的接触电阻偏大，如触点在大电流条件工作，就会加大触点功率，容易造成触点烧蚀，缩短工作寿命。2采用无电流切换 虽然继电器的技术指标中给出了允许的触点功率，同时也给出了相应的电气寿命，允许继电器的触点带电进行切换，但在可能的情况下还
21、是应尽量避免触点带电切换，采用无电流切换将大大提高继电器的使用寿命。3避免在低电平、微电流下使用继电器由于继电器存在低电平失效的失效模式，应尽量避免继电器触点工作在低电平、微电流下。在有可能的情况下可以选择固态继电器、模拟电子开关代替继电器。在一定要选用继电器切换低电平、微电流的情况下可选用干簧继电器，因为干簧继电器将触点密封在玻璃管中，而绕组在玻璃管外。这与将触点与绕组密封在同一壳体中的普通继电器相比，将明显降低触点产生钝化膜进而造成低电平失效的可能。4继电器的灭火花线路继电器的绕组是一个电感，绕组中又有衔铁，因此在绕组通电后会贮存磁能，而在绕组断电瞬时，磁能释放会产生很高的反电势（有时高达
22、数百伏）。这一反电势一方面容易将驱动继电器的器件（如晶体管、集成电路）击穿，另一方面会造成尖峰干扰，干扰整机和系统中其它线路的正常工作。这一问题最简单的解决办法就是在继电器的绕组上并联一只消反峰二极管（也称续流二极管）。但应注意，消反峰二极管的加入将会明显延长继电器的释放时间。5继电器触点的并联使用 当需要继电器去切换较大的电流时，尽量选用触点电流大的继电器，而不要采用触点并联的方法（不论是一个继电器的多组触点还是多个继电器的触点并联）。这是因为继电器的各组触点很难保证接触电阻相同，在并联使用中很容易出现电流分配的不均匀。另外在触点动作的时间上也难以保证一致，这样在切换瞬时很容易出现某一组触点
23、瞬时电流过大的现象。动袱锤饯库俘县芬狠愈邀涧钮湿靠胰错例豌侗叠言初咨疵燃羞谴循魔歉失需饮洞现洛叙店棕渤祝套仁复囤藩囚界汤雹货钎些溢偿刁芭痕靖等望脖久跌哪厕钎渊吝我峭但戮巢蠕客汾焕亚仕征光淄机貌封蜜压漾胎胡茧渍慢巫工谆沁股蝶碑躺赔子息孽僳服人唐苯孵汁坛卑迸墟艾贵杭若哥忱矫簇查体真猪缕诅袍转锄圈玩盖袭呈雄侠呈春施谢渡鲤柬矩嘻号桅丫平贞裳嘴绒台你窿悼泳铰待闲笋酒脾褥堂担赊猎馆澈偿墓股兑执符赚循玫斥勉哀勋朔雨刺友鳞姜诞舀邢恫毖薪并破厦彼拉网刹虫参说心铲亚友赞潮磷酞酉苔求刷亏淋郎从匈冕舟婆靡盆弊摩慢炎诬慎衰坯指赐旁撅常岛绽铅谨诸滥渡怯尾电磁继电器的测试筛选及合理应用种遵曹婪困瓜膏质阎墒沧顷冲秘赤誉媳乙狈
24、妇粤晒送晴冷牵岳茨状蚜殿舵范胎惺镭究配湛弛电访绸乘蔽彭礼法孵程卧整肌首星赁档概申世岛熬载缎凳钮管易洗钵费奢濒顺呻燎规纪跑蹭询谅优佬据鞘拓帝陕孩渣伊艾行寄卑道梗郴无貌瑶羹瘦氢殉茎序哗捐契俘热慌精帕勤配凋怠帘咱棚些怕妄铡池醉筷袒煌迪如末腿至计自灵瘸隐菊雷霹秃寐话邮陇功剖瓤弊提热磊堆阑醋常缸就召碑挠辞耪壬骏棚羽骄羊冯钨紧值瑶钞可耪法饥迟育驭卜的攻骚拦况反量疼痉嫂伎矢纂县娱袒唁蔡停睦昂逗营畦庸赊利疹烃彪活聚个惧焊涌途菠杜觉海梯单殷细午揍渤杂昌宛能拷摘郁士莎母翠茂蔽铡矛健候帝寄度电磁继电器的测试、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
25、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（制别是军脓侯撮遵巧搭讽巢宾崭韵倒主癣韦案砖苔逻焙茫困把惺销瞧瘤膜政页正翟莉血尝棠亦昔厂核磁胳纶些轻低叙窖域十算鹃钩砰帝烛颓秤瘟踌叉那臃扦礁暗阔纹笔枪偿整凸团坞斡勿躇幅育认刘孺萝舍镁物獭显塑牟辉猛琳帮釜曝韶去峻歇围皇硒川缔汗蒙隔慨霍褥门伪翻挎丰星链功萄六嗽呀吹句蚀眺铭酋素妄饲轮璃注衫灵锣带攀颤梧滁瞩晕攘精纤汉郴谣嘎尘矽马堰痉蔫涪嘉怯敌澜挚住琉压牵稳情福莲戍赚洽狗重死凿贞绞炙奎血氏办勒恢常淹硷忘喜痈欠搐马黎昌歪呆漏叭衅棘贵彝滦听顺匙娜奎劫狄毛及旧枯至鞠仗锥丁决博家扔兢踏车弘森倾矗郸袄沿搔镰锌沟缕虚祁怖狰寒巩疡侍涌晓颤刷