Устройство для измерения сварочного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВАРОЧНОГО ТОКА, содержащее датчик тока, соединенный с первыми входами блока синхронизации и функционального преобразователя, второй вход и выход которого соединены с первым выходом и первым входом аналого-цифрового преобразователя , второй выход которого через регистр памяти соединен с блоком индикации , а третий выход через формирователь сигнала окончания измерительного цикла соединен с вторым входом блока синхронизации и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации , второй выход которого соединен с третьим входом функционального преобразователя , отличающееся тем, что, с целью обеспечения расширения диапазона измерения , в него введены две линии задержки, два элемента И и триггер, при этом первый и второй входы последнего соединены соответственно с выходом первой линии задержки и выходом первого элемента И, первый вход которого через вторую линию задержки соединен с вторым входом первого элеI мента И и третьим выходом блока синхронизации , второй вход которого соединен с (Л входом первой линии задержки и первым входом второго элемента И, а выход триггера через второй элемент И соединен с управляющим входом регистра памяти. со 00 01

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1098715 зао В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь .5„с!Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3607396/25-27 (22) 22.06.83 (46) 23.06.84. Бюл: ¹ 23 (72) Ю. П. Беленец (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (53) 621.791.762 (088.8) (56) 1. Патент Японии № 53-40177, кл. 12 В 112, 1978.

2-. Рекламный материал фирмы « Interптодегп». Зарядовый измерительный прибор № 5099 (нрототип). (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВАРОЧНОГО ТОКА, содержащее датчик тока, соединенный с первыми входами блока синхронизации и функционального преобразователя, второй вход и выход которого соединены с первым выходом и первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого через регистр памяти соединен с блоком индикации, а третий выход через формирователь сигнала окончания измерительного цикла соединен с вторым входом блока синхронизации и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с третьим входом функционального преобразователя, отличающееся тем, что, с целью обеспечения расширения диапазона измерения, в него введены две линии задержки, два элемента И и триггер, при этом первый л второй входы последнего соединены соответственно с выходом первой линии задержки и выходом первого элемента И, первый вход которого через вторую линию задержки соединен с вторым входом первого элемента И и третьим выходом блока синхро- @

O, низации, второй вход которого соединен с входом первой линии задержки и первым входом второго элемента И, а выход триггера через второй элемент И соединен с уп- ( равляющим входом регистра памяти.

10987

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для измерения параметров сварочных процессов, и предназначено для измерения сварочного тока на машинах контактной сварки.

Известен контрольно-измерительный прибор для сварки. Прибор состоит из датчика, измерительно-преобразующей части, блока определения окончания измеряемого импуль са, блока индикации, блока задания коэффициента мощности со схемой сравнения. В этом приборе определяется разница уровней среднего и максимального значений тока и при превышении определенной разности этих значений загорается индикаторная лампочка. Измеренное значение сварочного тока по окончании сварочного импульса записывается в регистр блока индикации и индицируется (1).

Недостатком прибора является резкое ограничение нижнего значения диапазона измерения тока, так как при его понижении прибор начинает реагировать на помехи по входу и по питанию и при высоком уровне помех становится практически неработоспособным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является зарядовый измерительный прибор, состоящий из датчика (пояс Роговского), интегратора, измерительно-преобразующей части, блока индикации с регистром памяти и порогового устройства. В известном приборе сигнал с датчика интегрируется и подвергается функциональным преобразованиям в соответствии с требуемым алгоритмом. Измеренное значение сигнала преобразуется в цифровой код, который запоминается в регистре памяти (счетчике) и индицируется. Разрешение на запись измеренной величины поступает от порогового устройства лишь в том случае, если последняя составляет не менее четверти установленного поддиапазона измерения (2) .

Недостатком известного прибора также является ограничение нижнего порога измеряемого диапазона токового параметра, так как защищая прибор от помех, амплиту да которых не более четверти измеряемого диапазона, пороговое устройство предотвращает измерение параметра, если он меньше

25О/р от установленного предела. В реальных же условиях сварочного производства амплитуда помехи частот бывает сравнимой с измеряемым параметром.

Целью изобретения является обеспечение расширения диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сварочного тока, содержащее датчик тока, соединенный с первыми входами блока синхронизации и функционального преобразователя, второй вход и выход которого соединены с первым выходом и первым входом аналого-цифро5

15 х вого преобразователя, второй выход которого через регистр памяти соединен с блоком индикации, а третий выход через формирователь сигнала окончания измерительного цикла соединен с вторым входом блока синхронизации и вторым входом аналогоцифрового преобразователя, третий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с третьим входом функционального преобразователя, введены две линии задержки, два элемента И и триггер, при этом первый и второй входы последнего соединены соответственно с выходом первой линии задержки и выходом первого элемента И, первый вход которого через вторую линию задержки соединен с вторым входом первого элемента И и третьим выходом блока синхронизации, второй вход которого соединен с входом первой линии задержки и первым входом второго элемента И, а выход триггера через второй элемент И соединен с управляющим входом регистра памяти.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для измерения сварочного тока.

Датчик 1 тока подключен к входам чувствительного элемента 2 блока 3 синхронизации и интегратора 4 функционального преобразователя 5. В блок синхронизации входят формирователи 6 и 7 сигналов начала и окончания сварочного тока, подключенные к выходу элемента 2 и RS-триггер 8, R-вход которого подключен к выходу формирователя 6, S-вход — к выходу формирователя 9 сигнала окончания измерительного цикла, а выход — к клеммам управления интегратора 4 и 10 блока 5.

Функциональный преобразователь 5 содержит также аналоговый ключ 11 и интегратор 10, включенные последовательно с первым интегратором, а также широтноимпульсный модулятор 12, вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход — к клеммам управления аналогового ключа 11. К входу второго интегратора 10 подключен также выход генератора

13 линейной развертки.

Выход второго интегратора 10 подключен к входу нуль-органа 14 аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 15, а клемма управления генератора 13 — к выходу RSтриггера 16 того же блока. Последний содержит также последовательно соединенные генератор 17 опорной частоты, ключ 18 и счетчик 19. Вход управления ключа 18 подключен к выходу RS-триггера 16. Выходы счетчика 19 соединены с информационными входами регистра 20 памяти, подключенного к блоку 21 индикации.

Выход нуль-органа 14 соединен с входом формирователя 9 сигнала окончания измерительного цикла, а выход последнего подключен к входу элемента И 22 и S-входам

109871 записи регистра 20 памяти, также логический «О» и информация в регистре не может быть изменена.

При .возникновении измеряемого импульса сварочного тока на выходе с блока З0 синхронизации возникает потенциал, включающий функциональный преобразователь

5 в работу независимо от величины входного сигнала. Одновременно сигнал о наличии измеряемого импульса с выхода а блока синхронизации поступает на линию

26 задержки и на первый вход элемента И 25 с импульсным выходом. Длительность задержки линии 26 выбирается больше длительности помехи, но меньше длительности измеряемого тока. Поэтому при наличии сва- 40 рочного тока в момент появления сигнала на выходе линии 26 задержки срабатывает элемент И 25, опрокидывая триггер 24 в состояние, при котором потенциал его выхода равен логической «1». Этим схема логического «О» подготавливается к пропуска- . 45 нию сигнала записи на вход записи регистра 20 памяти.

Цифровое значение измеренной величины из блока АЦП 15 поступает на информационные входы регистра 20 памяти. Независимо от этой величины в момент окончания измерений на выходе d формирователя 9 сигнала окончания измерительного цикла возникает импульс.

Импульс приводит в исходное состояние блок 3 синхронизации и поступает на вход линии 23 задержки, а также на второй вход элемента И 22, приводя к возникновению сигнала записи на входе регистра 20

3 триггеров 8 и 16, а через линию 23 задержки с S-входом дополнительного RS-триггера

24, выход которого подключен к второму входу элемента И 22. R-вход триггера 24 соединен с выходом элемента И 25, один из входов которого подключен к выходу чувствительного элемента 2 блока 3 синхронизации непосредственно, а другой через линию 26 задержки. R-вход триггера

16 подключен к выходу формирователя 7 сигнала окончания сварочного тока.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сварочного тока выходной сигнал датчика 1 тока равен нулю, поэтому на выходах а, в и с соответствующих элементов блока 3 синхронизации сигналы равны нулю. Функциональный преобразователь 5 и формирователь 9 сигнала окончания измерительного цикла находятся в исходном состоянии и на их выходах end сигналы также отсутствуют. АЦП 15 и регистр 20 памяти обнулены и показания блока 21 индикации равны нулю. Сигналы на выходах линий 26 и 23 задержки равны логическому «О». RSтриггер 24 установлен в состоянии, когда на его выходе логический «О». В результате на выходе элемента И 22, т. е. на выходе

25 памяти и переписыванию в него цифрового кода из АЦП 15. В дальнейшем код дешифруется и индицируется блоком 21 индикации. После окончания записи информации в регистр памяти на выходе линии 23 задержки появляется сигнал, приводящий триггер 24 в исходное состояние, при котором

его выходной потенциал соответствует логическому «О». Последний поступает на первый вход элемента И 22 и обеспечивает запрет изменения информации в регистре

20. Если на вход устройства через датчик попадает сигнал помехи, длительность которого меньше длительности измеряемого гока, блок 3 синхронизации, функциональный преобразователь 5 и АЦП 15 срабатывают, как описано выше. При этом величина помехи также измеряется и цифровой код, соответствующий измеренному значению, поступает на информационные входы регистра памяти. Однако благодаря наличию линии 26 задержки на второй вход элемента И 25 поступает сигнал о наличии измеряемой величины в то время, когда помеха уже отсутствует. Поэтому элемент

И 25 не срабатывает и триггер 24 остается в исходном состоянии, обеспечивая запрет на передачу ложной информации в регистр памяти. Таким образом устройство позволяет измерять сигнал, величина которого значительно меньше величины помехи. Помехоустойчивость при этом даже повышается.

В качестве формирователя 9 при этом может использоваться формирователь 6 сигцала окончания сварочного тока блока 3 синхронизации. Указанная структурная схема устройства выбрана потому, что она обеспечивает более простую элементную базу функционального преобразователя 5 и высокую точность его работы, когда возведение в квадрат и одновременное интегрирование сигнала достигается за счет широтно-импульсной модуляции пропорционального току сигнала с помощью модулятора 12 и его коммутации ключом 11 на входе интегратора 10, а извлечение корня может быть обеспечено подачей линейно изменяющегося напряжения от генератора 13 на вход интегратора 10 при двойном интегрировании

При этом ключ 18 открывается на время, пропорциональное измеренному значению тока.

Предлагаемое устройство таким образом позволяет измерять величину сварочного тока в случае, когда сигнал датчика намного меньше величины высокочастотной помехи.

По сравнению с известным устройством предлагаемое позволяет расширить диапазон измеряемых прибором токов в сторону меньших значений, а также делает прибор работоспособным в условиях повышенного фона помех короткой длительности по входу и по питанию.