Способ измерения напряжения на сварочных электродах Советский патент 1986 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к электрооборудованию для контактной сварки, и может быть использовано для и,змерения активного падения напряжения на сварочном контакте в различных системах контроля.

. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет полной компенсации сигнала помехи.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Измерение активного падения напря- 5 ния имеет измеряемый физический паражения на сварочном контакте связано со значительными трудностями отеде- ния полезного сигнала от напряжения помехи; Это.напряжение образуется под действием электромагнитного поля сварочного тока на проводники, образующие измерительньй контур, проложенные в сварочном контуре и соединяющие сварочный контакт с входом измерительного устройства датчика.

Кроме сварочного тока в металлоконструкциях машины протекают вихревые токи Фуко, также наводящие напряжение помехи в измерительном контуре Таким образом, напряжение помехи в измерительном контуре наводится токовой системой с параметрами, отличными от тока сварки.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что напряженней,, снимаемое с измерительного контура, представляет собой сумму напряжений полезного сигнала U. и напряжения помехи и

и, и„ +и„,

(1)

где U,g- падение напряжения на сварочных электродах; и„- напряжение помехи, наведенного магнитным потоком Р, охваченным измерительным конУстройство содержит измерительный контур 1, магнитометрический блок 2, блок 3 обработки сигнала, блок 4 40 управления. Измерительный контур 1 выполнен в виде двух проводников, изготовленных из магнитострик- ционного материала. Контур 1 соединяет сварочный промежуток R с вхо- 45 дом блока 3 обработки сигналов и вкотуром, т.е.

дом магнитометрического блока 2, вы- ,ход которого соединен с входом блока 4 управления, выход которого подключен к управляющему входу блока 3 Величина потока Р магнитной индук- 50 обработки сигнала, на второй вход

- dt(2)

ции в через поверхность S, натянутую на контур, охватывающий этот поток, можно определить, если известен векторный магнитный потенциал А по этому контуру. Для определения пото- ка достаточно вычислить циркуляцию этой величины по контуру

PAdE,(3)

где А - проекция векторного магнитного потенциала на направление интегрирования;

dl - элемент контура.

Физическое измерение величины А затруднительно, однако из выражения

A rotB(4).

следует, что между величинами А и В существует жесткая зависимость, что может быть использовано для оценки величины А по результатам измерения В. Из выражения (4) следует, что В и А взаимно перпендикулярны. Если контур по направлению интегрирова

MeTjp Р, величина которого зависит от В, т.J.

,lB|.,(5)

где |В| - модуль составляющей индук- ции, перпендикулярной к направлению интегрирования; kj - постоянньй коэффициент. Если (tpj - магнитный поток, не меняющий направление в пределах поверхности контура S, то, используя выражения (3) и (5), запишем

f Pd,t.(6)

Из выражения (6) следует, что магнитный поток (Ф) можно косвенно измерить в определенные промежутки времени, когда его направление относительно контура не изменяется. Физическим параметром Р может быть относительное удлинение под действием магнитного поля (эффект магнито- стрикции).

Устройство содержит измерительный контур 1, магнитометрический блок 2, блок 3 обработки сигнала, блок 4 управления. Измерительный контур 1 выполнен в виде двух проводников, изготовленных из магнитострик- ционного материала. Контур 1 соединяет сварочный промежуток R с вхо- дом блока 3 обработки сигналов и вко

которого подается напряжение

. где k,

Ice- постоянный коэффициент;

сварочньй ток.

Измерение напряжения осуществляется следующим образом.

При прохождении сварочного тока 1 через сварочный промежуток Rgj

нем возникает напряжение полезного сигнала (фиг. 2q). Одновременно под действием тока сварки возникает маг- нитньш поток Р (фиг. 2) , наводящий напряжение помехи U (фиг. 28) в измерительном контуре. Составляющая магнитной индукции, перпендикулярная к оси контура, изменяет его длину ut (фиг. 2г). Это происходит под действием магнитострикционного эффекта. Относительное изменение длины - служит физическим параметром Р. Магнитометрический блок 2 преобразует величину |- в пропорциональное выходное

напряжение Uj , подаваемое на вход блока А сравнения, вьфабатывающего импульсы управления для блока 3 обработки сигналов, работающего следующим образом.

В течение времени (,) (фиг.2)

интегрируется напряжение

Г

k,I(t),

232А28

В течение аремени t -t, интегрируются два напряжения:

+1 ii

U,,(t)dtM U(t),;

5 1.

Ц| I,, (t).

i, Величина, определяемая выражением

{ u(t)-dt ,

так как 9 (tf)9(t) . -tt

Следовательно, Ug | U, (t)dt. При окончании действия сварочного

10

тока, т.е. в течение времени блок 3 производит действия U6 Us

-3

и.

и.

Таким образом, на выходе устройства обеспечивается инвариантность к действию помехи от внесенной ферромагнитной массы, что позволяет повысить точность измерения напряжения на сварочных электродах.

. , ti is tt

ф|/г.2

Составитель Г.Чайковский Редактор Л.Гратилло Техред Г.Гербер Корректор А.Обручар

Заказ 2728/14 Тираж 1001Подписное

- ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4