Способ измерения напряжения на сварочных электродах

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Я0„„1232428 А1 (59 4 В 23 К 11 24

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>е8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 3722230/25-27 (22) 06.04.84 (46) 23.05.86. Бюл. Ф 19 (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (72) А.А.Соловьев, О.П.Остапущенко, Ю.Б.Иванов и Л.В.Безлюдная (53) 621.791.762(088.8) (56) Патон Б.Е., Лебедев В.К.

Электрооборудование для контактной сварки. М.: Машиностроение, 1969, с. 19.

Орлов Б.Д. и др. Контроль точечной и роликовой электросварки.

М.: Машиностроение, 1973, с. 176-177. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

НА СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ, при котором измеряют суммарное напряжение полезного сигнала и помехи и производят компенсацию сигнала помехи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет полной компенсации сигнала помехи, измерительный контур помещают в сварочный контур, изменение геометрических размеров измерительного контура под действием перпендикулярной сос„! тавляющей магнитной индукции, действующей на него, преобразуется в электрический сигнал, по отклонению кото-. рого от заданного определяют момен- 3 ты начала и конца измерения напряжения на сварочных электродах.

12

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к электрооборудованию для контактной сварки, и может быть использовано для измерения активного падения напряжения на сварочном контакте в различных сиотемах контроля. . Целью изобретения является повышение точности измерения за счет полной компенсации сигнала помехи.

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

Измерение активного падения напряжения на сварочном контакте связано со значительными трудностями отедения полезного сигнала от напряжения помехи; Это.напряжение образуется под действием электромагнитного поля сварочного тока на проводники, образующие измерительный контур, проложенные в сварочном контуре и соединякнцие 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 напряжение U,, снимаемое с измерительного контура, представляет собой сумму напряжений полезного сигнала 0 и напряжения помехи U

11ээ (1) где U — падение напряжения на сваЭЭ рочных электродах;

U — - напряжение помехи, наведени ного магнитным потоком P, охваченнь|м измерительным кон туром, т.е.

ЙФ . (2)

tl Д

Величина потока Ф магнитной индукции В через поверхность S, "натянутую" на контур, охватывающий этот поток, МохНо oIIpеделить, если известен векторный магнитный потенциал А по этому контуру. Для определения потока достаточно вычислить циркуляцию этой величины по контуру ф 9Ай®, (3) 32428 2 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

10 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 интегрирова15 ния имеет измеряемый физический параметр Р, величина которого зависит от В, т.е.

P=k В ., (5) где  — модуль составляющей индук20 ции, перпендикулярной к направлению интегрирования; — постоянный коэффициент.

Если Я вЂ” магнитный поток, не меняющий направление в пределах поверх25 ности контура S, то, используя выражения (3) и (5), запишем

9 =9Рй,(. (6)

Иэ выражения (6) следует, что магнитный поток P) можно косвенно

30 измерить в определенные промежутки времени, когда его направление относительно контура не изменяется. Физическим параметром P может быть относительное удлинение — под действиаР

В ем магнитного поля (эффект магнитострикции).

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 магнитострикционного материала. Контур 1 соединяет сварочный промежуток R с входом блока 3 обработки сигналов и входом магнитометрического блока 2, вы,ход которого соединен с входом блока 4 управления, выход которого подключен к управляющему входу блока 3 обработки сигнала, на второй вход которого подается напряжение

U,==1 т, где k — постоянный коэффициент;

I, — сварочный ток.

Ы5 Измерение напряжения осуществляется следующим образом.

При прохождении сварочного тока I, через сварочный промежуток К на

1232428 авиа.2

Составитель ГеЧайковский

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

Заказ 2728/14 Тираж 1001 Подписное

- ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проект ая, н 4 нем возникает напряжение полезного сигнала (фиг. 2q). Одновременно под действием тока сварки возникает маг нитный поток P (фиг. 23), наводящий напряжение помехи Б„ (фиг. 2В) в измерительном контуре. Составляющая магнитной индукции, перпендикулярная к оси контура, изменяет его длину 4 E (фиг. 2z). Это происходит под действием магнитострикционного эффекта.

«4 fе

Относительное изменение длины -2- служит физическим параметром Р. Магнитометрический блок 2 преобразует вели42 чину -- в пропорциональное выходное ( напряжение U,,подаваемое на вход блока 4 сравнения, вырабатывающего импульсы управления для блока 3 обработки сигналов, работающего следующим образом.

В течение времени (t -t ) (фиг.2у) интегрируется напряжение U>.

ty

j k ñs () 5 о

В течение зремени Ф -t интегри(2 руются два напряжения: 2 t1 зэ() I и() 6

5 tg t

1 „J Т„(t) dt=U, t, Величина, определяемая выражением

21 12 1ф

U„(t)dt =- J — dt=0

1О " =3 dt

Г) = (С ), Следовательно, U = J Бее (Е)оа.

При окончании действия сварочного тока, т.е. в течение времени С блок 3 производит действия е- 6 U5

4 U>

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