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1、引言

電磁閥是一種以電磁控制的元件，主要作用為控制流體的自動化，相當于一種執行元件，可用來控制液壓以及氣動等等。電子坐便器中的進水電磁閥主要用于控制進水的流量、速度等方面。電子坐便器中的進水電磁閥一般分為兩種，一種為直流電磁閥，其阻值相對較小，一般在幾十歐至上百歐的范圍；另一種為交流電磁閥，其阻值相對較大，其阻值一般為幾千歐。由于在電子坐便器以最大功率運行一個清洗周期的過程中，進水電磁閥會產生大量的熱，這樣可能會導致由于絕緣失效而產生的水路失控和電擊危險，這樣會對產品的使用者造成生命威脅，因此進水電磁閥的溫升檢測工作也就成為了電子坐便器安全考核指標中的一項重要考核項目，在GB4706.1-2005，GB 4706.53-2008等標準中對該項目考核都有明確的指標規定，標準中要求測量繞組達到穩態時其所對應的溫升，并對溫升有嚴格的限值要求。

本文將以實際產品的檢測實例來介紹有關電子坐便器中進水電磁閥阻值法測量溫升的操作步驟及數據處理方法。

2、電阻法測量溫升存在的問題

通常檢測方式是以最大功率運行電子坐便器，運行時間為一個周期或2分鐘（取兩者較小的時間），結束運行后斷電測量電阻值，這樣雖然檢測得出的電阻值會升高，但是由于斷電再加測量的手動操作時間會產生一定的延時效應，這樣測量的電阻值已經不是斷電瞬時的電阻值，而標準中規定要測斷電瞬時的電阻值，所以常規測試電阻方法得到的結果不符合標準要求，斷電后手動測量獲得的結果與斷電瞬間測量的結果存在差異，因為電磁閥繞組在剛斷電瞬間下降速度是最快的，并隨著時間的增長，下降速度逐漸放緩，所以在手動測量時已經是下降后的結果。GB 4706.1-2005指出，可以測量斷電后一段時間的阻值隨時間的變化情況，然后再反推斷電瞬時的阻值。本文將具體探討這種測量方式。

3、引入修正電阻法測量進水電磁閥繞組溫升

由于常規的電阻法測量繞組溫升的精確性無法保證，故需引用修正電阻法，通過測量一段時間內的阻值來反推初始阻值，從而解決測量精確性的問題，下面具體介紹下該方法的測量步驟。以測量直流電磁閥繞組溫升為例，把測試樣機放在23℃±2℃的試驗溫度下，進水水壓0.2Mpa±0.02Mpa，進水水溫15℃±2℃的進水環境下，并且保持試驗室無強制對流。檢測設備為Fluke2638A多功能數據記錄儀。

然后具體試驗操作如下：

（1）將樣機連接到水源，保證樣機可以正常運行，且無進水滲漏。

（2）連接相關輸入輸出導線，以及測試負載相關設備等。

（3）用Fluke記錄儀讀出樣機進水電磁閥的冷態阻值R1，記錄當時環境溫度t1。

（4）將Fluke記錄儀的測試表筆斷開，將電子坐便器通電，以最大功率運行一個清洗周期或2分鐘，結束運行后斷開電源，并記錄斷電時的環境溫度t2。

（5）接通Fluke記錄儀的測試表筆，將測試表筆固定于電磁閥的測點處，開始讀數記錄阻值，將記錄數值以excel形式打開，以每隔5s取一次記錄點的方式取5次記錄點（也可以取更多的記錄點），然后用曲線擬合出斷電時的瞬時阻值R2。

（6）本次試驗所取記錄值見表1（數據保留到小數點后兩位）。

4、試驗數據的處理

由于測試得出的阻值均為分散的散點數值，為了得到初始阻值需把散點數值進行擬合，從而得出對應的函數來計算出初始阻值。下面將具體介紹應用四種散點數據的擬合方法，通過對比分析找到擬合精度最高的方法，從而確保初始阻值的精確度。

把表1中數據用曲線擬合，擬合方式選取多項式擬合的方式，最后取擬合曲線與y軸的交點，即x=0時對應的電阻值作為斷電瞬間的阻值，擬合曲線如圖1。

把測量值代入到計算公式中算出電磁閥的繞組溫升。

本次試驗的測試數據見表2。

把表格2中實際測量值代入到上面的公式中進行計算，得到最終的溫升結果Δt=29.3K。

把表1中的數據進行擬合，擬合方式選取指數擬合的方式，這樣可以得到一條擬合曲線，具體見圖2。

用指數擬合得到的檢驗參數R2=0.9948，而多項式擬合得到的檢驗參數R2=0.9988，可見指數擬合的效果不如多項式擬合，多項式擬合更接近實際情況。

下面再來驗證線性擬合，把表1中的數據用線性擬合的方式進行擬合，可得擬合曲線如圖3。

用線性擬合得到的檢驗參數R2=0.9946，同樣小于多項式擬合的檢驗參數，故線性擬合的效果也不如多項式擬合接近實際情況。

最后考慮冪函數擬合的驗證方式，把表1中的數據用冪函數擬合可得圖4擬合曲線。

用冪函數擬合得到的檢驗參數R2=0.9705，小于多項式擬合的檢驗參數，故冪函數擬合不如多項式擬合更接近實際情況。

綜上所述，利用多項式函數進行擬合所得到的擬合精度最高，因此電子坐便器中進水電磁閥繞組隨時間變化規律是符合多項式函數變化規律的，下面再以四組試驗數據具體驗證此結論。四組試驗數據均在22.0℃的環境溫度下，進水水壓0.2Mpa，進水水溫15.2℃的進水環境下，并且無強制對流的條件下測得，測試設備為Fluke2638A多功能數據記錄儀，檢測依據標準為GB4706.1-2005，GB 4706.53-2008。

四組試驗數據分別見表3～表6，將四組數據分別用多項式擬合后得到圖5～圖8曲線。

圖8 第四組數據擬合得到的電磁閥繞組-時間變化曲線

綜上所述，電子坐便器中直流進水電磁閥繞組隨時間變化曲線經多項式擬合后，檢驗參數R2均在99%以上，故認為電子坐便器中直流電磁閥繞組隨時間變化趨勢符合多項式函數。而電子坐便器中交流電磁閥同樣適用于此規律。下面用一組交流電磁閥數據進行驗證。

同樣選取5個記錄點，時間間隔為5s，列出實驗數據見表7。

用多項式擬合后，得到圖9曲線。如圖9所示，擬合程度同樣大于99%，所以電子坐便器中的進水電磁閥繞組隨時間變化關系是符合多項式函數關系的。

5、結論

在測試技術逐漸成熟的當今時代，利用曲線擬合反推初始阻值的測試方法削減了直接測量法帶來的誤差，使得測量結果更加真實準確，同時也避免了人工讀數時產生的誤差影響，通過試驗進行總結驗證，在測量電子座便器的進水電測閥繞組時，為了更好地擬合出曲線，一般至少要測量五個記錄點，并且相鄰兩個記錄點測量的時間間隔不宜過長，一般間隔5～7秒的時間比較合適，并且從本文之前的驗證可知，選取多項式擬合的方式是最佳的曲線擬合方式，這樣可以更為準確地測得電磁閥的繞組溫升，該測量方法在驗證電磁閥繞組溫升時更加可靠，因此該測量方法是具有意義的。

參考文獻

[1] GB 4706.1-2005，家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求[S].

[2] GB 4706.53-2008，家用和類似用途電器的安全 坐便器的特殊要求[S].

[3] 秦燕. 淺談電器溫升在線測試的幾種方法[J]. 煤礦安全，2006.12:42-44.