SU1139592A2 - Устройство дл измерени амплитудного значени импульсов сварочного тока - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНОГО ЗНАЧЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ СВАРОЧНОГО ТОКА по авт. св. № 977126, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  процесса сварки, в него введены последовательно соединенные датчик напр жени  между электродами, аналоговый ключ и запоминающий элемент,а также два усилител -ограничител , элемент логического умножени , дифференцирующа  цепь и выпр митель, при этом выход датчика напр жени  между электродами соединен с входом первого усилител -органичител , выход запоминающего , элемента соеинен с третьим входом блока сравнени , выход первого усилител -ограничител  соединен с вторым управл ющим входом автоматического ключа и первым входом элемента логического умножени , второй вход которого через второй усилитель-ограничитель соединен с выходом датчика тока, а выход элемента логического умножени  подключен к управл ющему входу аналогового ключа и через последовательно соединенные дифференцирующую цепь и выпр митель соединен с входом сброса счетчика и третьим управл ющим входом автоматического ключа.

Description

оо ;о ел со to Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть использовано дл  контрол  и управлени  процессом контактной сварки. По основному авт. св. № 977126, известно устройство дл  измерени  амплитудного значени  импульсов сварочного тока, содержащее датчик тока, интегрирующую цепь, состо щую из конденсатора и резистора, источник Опорного напр жени , блок сравнени  и узел регистрации измерени , причем выход источника опорного напр жени  и выход интегрирующей цепи соединен со схемой сравнени , выход которой соединен с входом узла регистрации измерени , при этом автоматический ключ подключен параллельно конденсатору интегрирующей цепи и соединен с входом узла регистрации измерени , выполненного в виде счетчика 1. Однако известное устройство может быть использовано только дл  измерени  амплитудного значени  импульсов сварочного тока. Тогда как известно, что по величине сварочного тока не всегда достаточно точно можно судить о ходе процесса контактной сварки и качестве сварного соединени . Точность контрол  контактной сварки может быть существенно повыщена путем измерени  кроме тока сопротивлени  или (что практически приводит к такому же результату) проводимости между электродами сварочной машины. Цель изобретени  - повышение точности контрол  процесса сварки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  амплитудного значени  импульсов сварочного тока, введены последовательно соединенные датчик напр жени  между электродами, аналоговый ключ и запоминающий элемент, а также два усилител -ограничител , элемент логического умножени , дифференцирующа  цепь и выпр митель, при этом выход датчика напр жени  между электродами соединен с входом первого усилител -ограничител , выход запоминающего элемента соединен с третьим входом блока сравнени , выход первого усилител -ограничител  соединен с вторым управл ющим входом автоматического ключа и первым входом элемента логического умножени , второй вход которого через второй усилитель-ограничитель соединен с выходом датчика тока, а выход элемента логического умножени  подключен к управл ющему входу аналогового ключа и через последовательно соединенные дифференцирующую цепь и выпр митель к входу сброса счетчика и третьему управл ющему входу автоматического ключа. На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  амплитудного значени  импульсов сварочного тока; на фиг. 2 - диаграмма напр жений на выходе отдельных узлов устройства. 1 92 Устройство содержит датчик 1 тока сварки в виде по са Роговского, резистор 2, конденсатор 3, блок 4 сравнени , источник 5 опорного напр жени , автоматический ключ 6, цифровой счетчик 7, датчик 8 напр жени  между электродами, аналоговый ключ 9, запоминающий элемент 10, два усилител -ограничител  11 и 12, элемент 13 логического умножени , дифференцирующую цепь 14 и выпр митель 15. Выход датчика I тока сварки соединен с входом усилител -ограничител  12 и через резистор 2 с конденсатором 3 и первым входом блока 4 сравнени , у которого второй неинвертируемый вход подключен к выходу источника 5 опорного напр жени , третий инвертируемый вход - к выходу запоминающего элемента 10, а выход - к входу счетчика 7 и первому управл ющему входу автоматического ключа 6, который подключен параллельно емкости 3. Выход датчика 8 напр жени  соединен с входом аналогового ключа 9 и входом усилител -ограничител  11, выход которого подключен к второму управл ющему входу автоматического ключа 6 и первому входу элемента 13 логического умножени  второй вход которого соединен с выходом усилител -ограничител  12, а выход - с входом дифференцирующей цепи 14 и управл ющим входом аналогового ключа 9, выход которого подключен к входу запоминающего элемента 10. Выход дифференцирующей цепи 14 соединен с входом выпр мител  15, выход которого подключен к входу сброса счетчика 7 и третьему управл ющему входу автоматического ключа 6. Устройство работает следующим образом. При контактной сварке переменным током сварочный ток и напр жение между электродами представл ет собой последовательность разнопол рных импульсов частотой 50 Гц. Усилитель-ограничитель 11 формирует строб в течение положительного импульса напр жени  (врем  ti-tj; ti - tg); который на это врем  разрешает работу автоматического ключа 6. При отрицательной пол рности импульса напр жени  управл ющий строб усилителем 11 не формируетс  и ключ 6 шунтирует конденсатор 3. Усилитель-ограничитель 12 формирует строб в течение положительной пол рности импульса производной от тока (врем  ti-12, ts-te, Ц -te), который поступает с выхода по са Роговского. В результате логического умножени  стробов, формируемых усилител ми И и 12, на выходе элемента 13 логического умножени  формируетс  управл ющий строб в течение времени нарастани  до максимума тока сварки на положительном импульсе тока (врем  ti-12; t-j -te), который включает аналоговый ключ 9. Сигнал с выхода датчика напр жени  в течение этого времени подаетс  через аналоговый ключ 9 на запоминающий элемент 10. Поскольку аналоговый ключ 9 выключаетс  в момент максимума тока t2 и ts, на запоминающем элементе 10 будет хранитьс  величина , пропорциональна  напр жению между электродами в момент максимума тока сварки.

В течение времени нарастани  тока сварки до максимума на положительном импульсе тока сварки, кроме запоминани  напр жени  между электродами, осуществл етс  измерение амплитудного значени  тока согласно основному авторскому свидетельству. Сигнал с выхода по са Роговского, пропорциональный производной тока сварки Ф, интегрируетс  цепью, состо щей из резистора

2и конденсатора 3, на выходе которой получаетс  сигнал, пропорциональный сварочному току i. Этот сигнал сравниваетс  с величиной напр жени  Uo на выходе источника 5 в блоке 4 сравнени  и при их равенстве блок сравнени  выдает импульс, который кратковременно включает ключ 6. Заметим , что сигнал с запоминающего элемента 10 на отрезке времени ti-tg и ti-ts на работу блока 4 сравнени  не вли ет, так как сигнал мгновенного тока и сигнал с выхода элемента 10 имеют одинаковую пол рность и они подаютс  соответственно на пр мой и инвертируемый входы блока 4 сравнени  Ключ 6 разр жает емкость 3, котора  затем снова зар жаетс  до напр жени  Uo и разр жаетс  ключом. Процесс повтор етс  до достижени  максимума тока (врем  t2 и ts). В этот момент в счетчике 7 хранитс  число, равное амплитудному значению тока сварки. Основна  погрещность измерени  определ етс  величиной напр жени  на выходе источника 5.

В момент t2 дифференцирующа  цепь 14 формирует импульс, который инвертируетс  выпр мителем 15, по которому код измеренного амплитудного значени  тока считываетс  со счетчика 7. Кроме того, этот импульс сбрасывает счетчик 7 в ноль и кратковременно включает ключ 6 дл  разр да конденсатора 3. Начина  с этого момента осуществл етс  измерение проводимости. На интервале времени спада тока сварки от максимума до нул  на положительном импульсе тока (врем  t2-ts, ts-tg), сигнал на выходе интегрирующей цепи (емкости 3), пропорциональный мгновенному значению тока сварки, отличаетс  от пол рности сигнала на запоминающем элементе 10 и источнике 5. Так как источник 5 и выход конденсатора

3подключены к пр мым входам, а элемент 10 - к инвертируемому входу блока 4 сравнени , последний срабатывает на отрезке времени t2-ta и tg-tg при равенстве абсолютных значений (по модулю) мгновенного

значени  тока и сигнала с выхода элемента 10. Как и при измерении амплитудного значени  тока, блок сравнени  включает ключ 6, который закорачивает кондецсатор 3, а в счетчике 7 подсчитываетс  число срабатываний блока 4 сравнени , которое после окончани  импульса тока сварки (врем  ta и tg) определ ет проводимость между электродами сварочной машины в момент максимума тока сварки. Таким образом , на первой части импульса тока (врем  ti-12.) осуществл етс  вычисление

JJlM

Uo

гдеи:.ц -напр жение, пропорциональное

амплитуде сварочного тока;

Оо - дискрет квантовани  тока по уровню ,

в результате получают число, пропорциональное амплитудному значению сварочного тока . На второй части импульса тока (врем  t2-ts) осуществл етс  вычисление

,

1/ээ

где L/1N - напр жение, пропорциональное по абсолютной величине амплитуде сварочного тока;

Vsi - напр жение, пропорциональное напр жению между электродами сварочной мащины в момент максимума сварочного тока. Предлагаемое устройство при сварке переменным током позвол ет проследить динамику изменени  проводимости между электродами в течение всего времени сварки в моменты максимумов тока импульсов тока одной пол рности, т. е. частотой 50 Гц. Наводка на измерительную цепь напр жени  между электродами не вли ет на точность измерени , так как запоминание напр жени  осуществл етс  в момент максимума тока сварки, когда производна  току равна нулю, а следовательно, напр жение наводки

Q равно нулю.

Получение измеренного тока и проводи- ч мости в виде дискретной величины позвол ет использовать полученную информацию без промежуточного преобразовани  в системах управлени  на базе ЭВМ.

5 Использование предлагаемого устройства при изготовлении сварных конструкций в автомобилестроении , судостроении и других отрасл х промыщленности позвол ет снизить погрешности измерени  параметров режима, повысить точность контрол  и регулировани  процесса контактной сварки, а также качество сварных конструкций, снизить общую стоимость систем контрол  и регулировани  контактной сварки, в которых контролируетс  амплитудное значение тока и проводимость между электродами.

ео

см

СМ

(

:§

:

Claims (1)

1. (54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНОГО ЗНАЧЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ СВАРОЧНОГО ТОКА по авт. св. № 977126, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения процесса сварки, в него введены последовательно соединенные датчик напряжения между

   Фиг.1 электродами, аналоговый ключ и запоминающий элемента также два усилителя-ограничителя, элемент логического умножения, дифференцирующая цепь и выпрямитель, при этом выход датчика напряжения между электродами соединен с входом первого усилителя-органичителя, выход запоминающего. элемента соеинен с третьим входом блока сравнения, выход первого усилителя-ограничителя соединен с вторым управляющим входом автоматического ключа и первым входом элемента логического умножения, второй вход которого через второй усилитель-ограничитель соединен с выходом датчика тока, а выход элемента логического умножения подключен к управляющему входу аналогового ключа и через g последовательно соединенные дифференцирующую цепь и выпрямитель соединен с входом сброса счетчика и третьим управляющим входом автоматического ключа.