Устройство для измерения напряжения на сварочных электродах Советский патент 1980 года по МПК B23K11/24 

1

Изобретение относится к электротехнике, и может бцть использовано для измерения мгновенных, действующих, амплитудных и средних значений напряжения на сварочном контакте. 5

Известно устройство для измерения сопротивления сварочного контакта, которое основано на определении напряжения на свариваемых деталях и тока в сварочном контуре и последунлцим О преобразовании полученных сигналов l.

Известное устройство может быть использовано для измерения напряжения на сварочном контакте, однако имеет низкую точность измерения (вслед- 5 ствии наводок- на измеряемую цепь).

Известйы устройства для измерения напряжения на сварочных электродах, содержащие катушку индуктивности, помещаемую в магнитное поле вторичного 20 ;контура ев арочной, машины и включаемува встречно в цепь измерения напряжения для компенсации наводок на измерительную цепь от сварочного тока С 2.

В известных устройствах для уст- М ранения наводок при измерении осуществляется интегрирование измеряемого напряжения о начала очередного полупериода протекания сварочного тока до его конца.30

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения напряжения на сварочных электродах, содержащее пояс Роговского, один из выводов которого заземлен, а второй вывод соединен со -ВХОДОМ интегратора, инвертирующий и неинвертирующий усилители, схему преобразования напряжения |Д.

Однако применение такого устройства может быть эффективным только при измерении среднего или среднеквадратичного значения в то время, как во многих случаях для контроля и регулирования режима контактной сварки более целесообразно измерять мгновенные, действующие или амплитудные значения напряжения на сварочном контакте.

Для повышения точности измерения напряжения .на сварочном контакте в предлагаемое устройство введены пйзисторы, дифференциальный усилитель и вычитающее устройство, при этом вХОды инвертирующего и неинвертирукнцего усилителей соединены с выходом интег-, ратора, а выходы подключены через позисторы ко входам дифференциального усилителя, соединенного с первым входом вычитающего устройства, второй вход которого соединен с незаземленным выводом пояса Роговского, а третий вход - с одним из выводов вторич ной обмотки сварочного трансформатор второй вывод которого заземлен, при этом выход вычитающего устройства со динен со входом схемы преобразования напряжения. На чертеже дана схема предлагаемого устройства для измерения напряжения на сварочном контакте. Предлагаемое устройство Ьодержит датчик 1 тока - пояс Роговского, интегратор 2, инвертирующий усилитель .3, неинвертирующий усилитель 4, позисторы 5 и б, дифференциальный усилитель 7,вычитающее устройство 8с входными сопротивлениями 9, 10 и 11, схему 12 преобразования напряжения и сварочный трансформатор 13. Пояс Роговского предназначен для получения сигнала,пропорционального прЪизводной от сварочного тока На выходе интегратора 2 формируется сигнал пропорциональный мгновенному значению сварочного тока в Инвертирующий и неинвертирующий усилители 3 и 4 с одинаковыми модулями коэффициентов передачи предназначены для формирования противофазнйх сигналрв, пропорциональных сварочному току -(ев Позисторы 5 и 6 наклеиваются на консоль сварочной машины. В случае изменения активного сопротивления вторичного контура цри нагреве протекаю щим сварочным током величины позисто ров 5 и 6 изменяются обратно пропорционально действительным изменениям активного сопротивления вторичного контура. Дифференциальный усилитель 7 предназначен для формирования разности от двух входных сигналов. Вычи тающее устройство 8 производит опера цию вычитания над тремя входными сиг налами. Коэффициенты передачи вычитающего устройства 8 по различным входам устанавливаются сопротивлениями 9, 10 и 11. Схема 12 преобразо вания, напряжения формирует на выходе сйгнсш, пропорциональный действующему, амплитудному или среднему значению напряжения на сварочном контакте. fipn этом элементы устройства сое динены так, что один из выводов пояс Роговского соединен с интегратором 2 и в устройство введены инвертирующий и нёинвертирующий усилители 3 и 4, входы которых соединены с выходом интегратора .2, а выходы подключены через позисторы 5 и 6 ко входам дифференциального усилителя 7, соеди ненного через сопротивление 9с первым входом вычитающего устройства 8, второй вход которого соединен через сопротивление 10 с незаземленным выводом пояса Роговского, а третий вход соединен через сопротивление 11 с одним из выводов вторичной обмотки сварочного трансформатора 13, второй вывод которого заземлен, при этом выход вычитающего устройства 8 соединен со входом схемы 12 преобразования напряжения. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В ходе сварочного процесса устройство производит вычисление мгновенного значения напряжения сварочном контакте согласно выражению: aa-UTp- Bl K-bK f, (1) где и - напряжение на вторичной обмотрке сварочного трансформатораR1 - активное сопротивление втори його контура сварочной машины; 1ц - индуктивность вторичного контура сварочной машины. Напряжение со вторичной обмотки Трансформатора подается на вход вычитающего устройства 8 через сопротивления 11. сигнал (производная от at сварочного тока) снимается с пояса Роговского и подается на вход вычитающего устройства 8 через сопротивление 10, величина которого устанавливается пропорциональной индуктивности L,. На выходе интегратора 2 формируется сигнал, пропорциональный мгновенному значению сварочного тока Для компенсации погрешности измерения (вследствии увеличения активного сопротивления R при нагреве вторичного контура протекающим сварочным током tf-y приводит ft увеличению падения напряжения на активном сопротивлении R, в устройство введена компенсационная схема, содержащая инвертирующий и неинвертирующий усилители 3 и 4, позисторы 5 и 6 и дифференциальный усилитель 7. На выходах усилителей 3 и 4формируются сигналы -и;,и Uj,равные по велйчине, но протйвоположные по фазе и пропорциональные сварочному току ч(.5. Эти сигналы -V ии через позисторы 5 и б поступают на входы дифференциального усилителя 7. Коэффициенты передачи дифференциального усилителя 7 по обоим входам устанавливаются пpoпoiзцйoнaльными активному сопротивлению Rjt и определяются величинами позисторов 5 и 6. При нагреве вторичного контура сопротивление позисторов 5и б уменьшаются, что приводит к увеличению коэффициентов передачи дифференциального усилителя 7 по обоим входам, а следовательно к увеличению выходного сигнала и.„дифференциального ОСТЛ усилителя 7,.КОторый пропорционгшен падению напряжения на. активном сопротивлении Кц вторичного контура сварочной машины. Позисторы 5 и б, наклаивае мые на консоль сварочнрй машины, подключаются к схеме устройства при по