Устройство для измерения амплитуды сварочного тока Советский патент 1983 года по МПК B23K11/26 

затора связан с выходом линии задержки, выход тактовых импульсов связан ;.с выходом ключа, а выход импульсов начальной уставки - с выходом генератора одиночных импульсов, при этом первый и второй входы синхронизатора связаны с входами второго и первого компаратороВ. соответственно.

Изобретение относится к контролю режима контактной сварки и может быть использовано при измерении амплитудных значений сварочного тока. Известно устройство для измерения амплитуды сварочного тока, в котором выделение амплитуды сварочного тока производят путем измерения и запоминания сигнала в момент прохождения производной от сварочного тока нерез нуль С1 ЗОднако при сварке на низкочастотных машинах и машинах постоянного тока определение момента прохождения производной через ноль затруднено, что приводит к погрешности измерения амплитуды тока сварки. Обусловлено это тем, что импульс сварочного тока имеет достаточно пологий фронт, характерный в особенности при большой длительности импульса, а так же тем, что за время нарастания тока может иметь место тенденция на его понижение. Известно устройство для измерения амплитуды сварочного тока, содержащее запоминающий конденсатор, заряжа щийся через диод до наибольшего н пряжения, поступающего на него во вр мя прохождения импульса сварочного тока 2 3- . Измерение напряжения производится измерительным прибором с высоким вхо ным сопротивлением. Однако эти устройства имеют существенную погрешность измерения. Эт погрешность вносится цепью запоминания, состоящей из диода и конденсатора. Поскольку цепь имеет опре деленную постоянную времени, напряжение на конденсаторе зависит от дли тельности импульса сварочного тока. Кроме того, на результаты измерения влияет нелинейность вольт-амперной характеристики диода. С уменьшением прикладываемого напряжения прямые сопротивления диода резко уве личивается, а постоянная времени цели разряда запоминающего конденсатора возрастает, следовательно, уменьшается и напряжение на конденсаторе по сравнению с амплитудным значением. Целью изобретения является повышение точности измерения амплитуды сварочного тока. Поставленная цель достигается тем что известное устройство для измерения амплитуды сварочного тока, содержащее датчик тока, блок памяти, измерительный блок и узел считывания информации, в котором вход измерительного блока связан с выходом датчика тока, а выход блока памяти подключен к информационному входу узла считывания информации, дополнительно снабжено селектором, буферным регистром, схемой сравнения, блоком Хранения уставки, дешифратором, схемой совпадения, блоком вычитания, синхронизатором и датчиком усилия сжатия электродов;;,при этом информационные входы селектора связаны с выходом измерительного блока и выходом буферного регистра. Выход селектора связан с информационным входом блока памяти, а его управляющий вход с выходом дешифратора. Выход блока памяти соединен с информационным входом буферного регистра-и входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерительно го блока, а выход - с первым входом схемы сравнения. Второй вход схемы сравнения связан с выходом блока хранения уставки, прямой ее выход подключен к первому входу дешифратора, а инверсный - ко второму входу дешифратора и первому входу схемы совпадения, выход которой соедитг. нен с управляющим входом узла считывания информации, причем синхронизатор имеет выход импульсов считывания информации, связанный со вторым входом схемы совпадения, выход синхроимпульсов, связанный с управляющими входами блока вычитания, буферного регистра и блока памяти, выход тактовых импульсов, связанный с управляющим входом измерительного блока, и выход импульсов начальной . уставки, связанный с входом стирания блока памяти. Кроме того, два входа синхронизатора связаны с дат,чиком тока и датчиком/усилия ежатия электродов. Синхронизатор содержит два компа тора, генератор тактовых импульсов, генератор одиночных импульсов, ключ, триггер и линию задержки; при этом выход первого компарато1эа связан со входом генератора одиночных импульсов, выход которого связан со входом О триггера. Выход второго компаратора подключен к управляющему входу ключа и ко входу 1 триггера Информационный вход ключа связан с генератором, тактовых импульсов,, а выход - со входом линии задержки, причем выход импульсов.считывания информац синхронизатора Связан с выходом триггера, выход синхроимпульсов синхронизатора связан с выхо дом линии задержки, выход тактовых импульсов - с выходом ключа, а выход импульсов начальной уставки - с выходом генератора одиночных импульсов. При этом первый и второй входы синхронизатора связаны со входами второго и первого компараторов соответстве}нно.. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема синхронизатора; на фиг, 3 - диаграмма работы устройства. Выход датчика 1 тока подключен ко входу измерительного блока 2 и первому входу синхронизатора 3, второй вход которого соединен с цепью Сигнала датчика усилия сжатия электродов, не показанного на схеме; выход измерительного блока 2 подключен к первым входам блока 4 вычитания и селектора 5- Второй вход селектора соединен с вь1ходом буферного регистра 6, а выход селектора подключен ко входу блока 7 памяти. Выход блока памяти соединен со входом буферного регистра 6, вторым входом блока k вычитания и входом узла 8 считывания информации. Первый вход схемы 9 срав нения соединен с выходом €лока k вычитания, а ее второй вход - с блоком 10 хранения уставки. Прямой иинверсный выходы схемы 9 сравнения подключены ко входу дешифратора 11, выходом связанного с- цепью управления селектора 5- Кроме того, инве|эсный выход схемы 9 сравнения соединен с первым входом схемы 12 совпадения. Выход схемы 12 совпадения соединен с цепью управления узла 8 считывания информации. Цепи связи подключают синхронизатор 3 соответственно ко второму входу схемы 12 совпадения,- управляющим входам блоков А,6,7 ко входу управления измерительного блока 2 и входу стирания блока 7 памяти. В синхронизаторе 3 входы компара,торов 17 18 подключены к датчику 1 тока и датчику усилия сжатия электродов. Выход компаратора 17 соединен со входом генератора 19 одиночных , импульсов, выходом связанного со входом О триггера 20. Выход компаратора 18 подключен к управляющей цепи-.ключа 21 и входу 1 триггера 20, Информационный вход ключа 21 связан с генератором 22 тактовых импульсов, а его выход - со входом линии 23 задержки; Единичный выход триггера 20 выходы линии 23 задержки, ключа 21 и генератора .19 одиночных импулбсов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам синхронизатора 3- „ Функционирование устройства поясняется диаграммой. На ней приняты следующие обозначения: С 13 С 16диаграмма изменения сигналов на цепях 13 16 связи синхронизатора 3 соответственно; С 9 - диаграмма изменения сигнала на прямом выходе схемы 9 сравнения и С 18 - на выходе компаратора 18 синхронизатора 3В мЬмент tQ сжатия электродов срабатывает компаратор 17 синхронизатора 3. Сигналом на его выходе запускается генератор 19 одиночных IMпульсов. Производится установка в нуль элементов устройства, блок 7 памяти очищается. При включении сварочного тока в момент t срабатывает компаратор 18, Отрицательным перепадом напряжения на его ыходе открывается ключ 21. Тактовые импульсы с генератора 22 поступают на вход управлен1-Я измерительного блока 2 и через линию 23 задержки на управляющие входы блрка k вычитания, буферного регистра 6 иблока 7памяти.Начинается процесс измерения сварочного тока.

Измерение амплитудного значения сварочного тока основано на том, что запоминают измеренное значение си1- нала, сравнивают текущее значение сигнала с хранящимся в памяти А . и определяют приращение первого над вторым т.е. вычисляют величину Л А - А,| . При положительном приращении текущего знамения сигнала, при условии ,где Е заданная величина, изменяют содержимое блока памяти, т.е. записывают в него результат последнего измерения. В противном случае содержимое блока памяти не изменяют.

Сравнение результатов измерений, произведенных в два последовательных момента измерений, задаваемых гет нератором 22 тактовых импульсов синхронизатора 3, производится блоком 4 вычитания. Сравнение величины Л с Е , формируемой в блоке 10 хранения уставки, производится схемой 9- При Д 6на прямом выходе схемы 9 сравнения формируется высокий уровень.сигнала, -а на инверсном - низкий. При этом задним фронтом импульса С Н информация с выхода измерительного блока 2 записывается в блок 7 памяти. Одновременно с этим хранимый в блоке 7 памяти результат предыдущего измерения уничтожается.

Ъ некоторый момент времени tj изме ренное значение сварсзчного тока А ц оказывается меньше предыдущего А . Результат сравнения приводит к перезаписи содержимого блока 7 памяти путем считывания кода с буферного регистра 6, предназначенного для промежуточного хранения информации. Запись чисел из блока 7 памяти в буферный регистр 6 и блок k вычитания, а также из измерительного блока 2 в бло k вычитания происходит по переднему фронту импульса С 1. Подключение блока 7 памя-ти при записи в него, информации к одному из двух каналов измерительному блоку 2 или буферному регистру 6 - осуществляется селектором 5Селектором 5 управляет дешифратор 11 в соответствии с сочетанием си|- налов на прямом и инверсном выходах схемы 9 сравнения.

Процесс измерения продолжается до окончания времени действия импульса сварочного тока (t)- Положительным перепадом напряжения на выходе компаратора 18 синхронизатора 3 триггер 20 устанавливается в единичное состояние. Этим разрешается считывание информации узлом 8 из блока 7 памяти Элементы узла 8 считывания информации цифровой индикатор или цифропечатающий блок - отображают амплитудное значение сигнала, зафиксированное за время действия импульса сварочного тока.

Точность-измерения амплитуды сварочного тока устройством определяется частотой.дискретизации входного сигнала и точностью аналого-цифрового преобразования сигнала измерительным блоком.

Применение устройства наиболее целесообразно в цифровых измерительных системах, в частности, в системах нижнего уровня иерархических АСУ ТП сварки.

0tf.f

Ф91.1

фиг. J