Способ измерения сварочного тока

 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для контактной сварки, и может быть использовано в системах контроля параметров режимов сварки. Цель изобретения - повышение точности изме рения за счет исключения погрешности из-за неправильного ориентирования датчиков Холла в пространстве. При измерении сварочного тока с использованием датчиков Холла, через которые пропускают постоянньй стабилизированный ток, используют группу блоков по три датчика в каждом, причем датчики в блоках располагаются в ортогональных плоскостях, а блоки - произвольно в пространстве вокруг токоввода. По полученным сигналам с датчиков по формуле рассчитывают магнитную индукцию , а значение сварочного тока нахр- g дят из системы управлений. Использование системы из семи таких блоков обеспечивает независимЬсть результата измерений от расположения датчика относительно вторичного контура сва- 2 рочной машины 2 шт.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5i) 4 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4200539/24-27 (22) 06.01.87 (46) 30. 10.88. Бюл. Р 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (72) М.А. Миркин, А.А. Матвеев и Ф.А. Аксельрод (53) 621. 791. 763 (088.8) (56) Хамерини О.К. Гальвано-магнитные элементы и устройства автоматики и вычислительной техники, М.: Энергия, 1975, с. 11-15, 25-55 °

Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование для контактной сварки, М.: Машиностроение, 1969, с. 412"414. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СВАРОЧНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для контактной сварки, и может быть использовано в системах конт„„Я0„„14ЗЗ686 А роля параметров режимов сварки. Цель изобретения — повьппение точности изме" рения эа счет исключения погрешности иэ-эа неправильного ориентирования датчиков Холла в пространстве. При измерении сварочного тока с использованием датчиков Холла, через которые пропускают постоянный стабилизированный ток, используют группу блоков по три датчика в каждом, причем датчики в блоках располагаются в ортогональных плоскостях, а блоки — произвольно в пространстве вокруг токоввода.

По полученным сигналам с датчиков по формуле рассчитывают магнитную индукцию, а значение сварочного тока находят из системы управлений. Использование системы из семи таких блоков обеспечивает независимость результата измерений от расположения датчика относительно вторичного контура сварочной машины. 2 ил.

1433686

ЗКг РВг = 8 +E (2) 1

Отсюда В =

Кг. (3) 11(КМо ( (А) (4) Z — Z< и

X X1

1, ш, с< = КхББхп<х „

Я = K13sinneL, 3 — К< ВБ <-П о1,Зэ

40 (1) (6) Е; — Е, Е, - Е, х;- х, х;- х, у;- у, /(7) РоРо

< 2оВ;

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для контактной сварки, и может быть использовано в системах контроля пара5 метров режимов сварки.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения погрешности из-за неправильного ориент!ирования датчика Холла в пространст- 10

ale.

На фиг. 1 показана схема группы датчиков Холла; фиг. 2 — блок-схема для реализации способа измерения.

Три одинаковых датчика Холла 1 15 расположены в ортогональных плоскос« тях. Датчики объединены в блоки 2, Входные электроды датчиков Холла соединяют последовательно с источниками 3 постоянного стабилизированного 29 тока, причем величина тока контролируется миллиамперметрами 4. Выходные

Электроды блоков 2 соединены с входами аналогово-цифрового преобразователя 5, который измеряет ЭДС, возки- 25 кающие в блоках 2, помещенных в магнитное поле сварочного контура.

Выход аналого-цифрового преобразоВателя 5 соединен с входом блока обработки информации, в качестве кото- 30 рого может быть использована любая современная ЭЯМ.

Способ ос лцествляется следующим образом.

При пропускании тока х через три ортогонально ориентированных датчика

В магнитном поле с вектором индукции

В на них возникают ЭДС

Расположим указанные датчики на плоскости (например, плоском кольце) 50 с фиксированными координатами. Система координат выбирается связанная с

l плоскостью. Если одеть полученный датгде К вЂ” коэффициент, определяемый геометрией и материалом датчика Холла; о <, О г у о — углы, которые образует вектор магнитной индукции с тремя датчиками.

Возведя эти равенства в квадрат и складывая, получают так как вследствие ортогональности датчиков sin a + згпг g + sin a. = 1, 1

Таким образом, имеют устройство, позволяющее измерять магнитную индукцию от угла, составляемого вектором

В с пластинами.

Известно, что расстояние от прямой, определяемой вектором А до точки N, определяется как ! где К вЂ” точка падения перпендикуляра из М, на прямую, r КМ, à r, =КМ, гдеМ< точка приложения вектора А. Или, в скалярной форме, для прямой L, определяемой уравнением и точки М (х у Z ) чик (кольцо с закрепленными блоками датчиков Холла), токовод машины и измерить все ЭДС, то используя (3) можно получить систему иэ уравнений вида

1433б86

Г,, = 138 мВ, 112 мВ, Г = 125 мВ, 1

В

Я4 145 мв

E = 110 мВ, Е з= 99. мв, Я ., = 139 мВ, — 106 мВ, 110 мВ, f,,,= 180

Еы= 132

F„-- 65

Яз, = 151 мВ, — 4 мву

Egg= 97 мВ, мВ, мВ, мВ, В„, 1<>

19 — d

1 где х, у, /; — координаты каждого

i-го блока датчиков

Холла;

I — сварочный .ток, v. () у,, Х,, 1<, ш,, п„ определяют направление тока (прямую в системс координат, связанной с датчиком,10 а я р< определяют магнитную проницаемость среды.

Для воздуха в системе СЬ р, р .

-7 Т м1 1Ф

= 4 Ф 10 †). Соотношения вида (7)

А ) следуют и известной формулы для поля проводника с током

 — — - — . (8)

2 i d

Нетрудно убедиться, что в этой си- 2 стеме количество неизвестных рав о 7.

Это сварочный ток 1 и коэффициенты х,, у,, 7,, b,, ш,, п,.

Таким образом, если количество блоков равно 7, имеют систему кз 7

25 уравнений с 7 неизвестными, разрешая которую относительно I получают значение сварочного тока. Увеличение количества блоков может повысить точность измерений и вычислительную точность разрешения системы (7) при реализации численных методов решения.

Так, например, при использовании неармированных датчиков Холла ДХК-14 на Si-основе с удельной чувствительв ностью 1 = 90 при токе управA Тл3

-3 ления i = 7*10 А получены следующие значения ЭСД Холла для магнитного 40 поля тока 10 кА, измеренного при помощи шунта "Метра-Бланско" на контактной машине типа МТ-2528. Первый индекс означает номер блока, второй— номер датчика. Блоки закреплены на 45 плоском кольце внутреннего радиуса

35 мм, которое одевалось на сварочный электрод:

Яи = 144 мВ, C, = 138 мВ, f, = 102 мв, Е = 105 мВ, 50 — 111 мВ, Е = 112 мв, Блоки расположены по кольцу равномерно, фиксируются в произвольном положе ши

Прк классе точности шунта "МетраБланско" О,"- (40 кА-2в) к точности измерений ЭДС .-. помощью AIP-"Электроника С5-2101", равной 1У результа-. ть1 сопоставляются следующим образом: значение тока, полученное с шунта и стрелочного вольтметра класса 0,5:1=

9,86 кА, значение тока, полученное нз решения системы (7) при заданной точности Е = 10, I =- 9.73 кА, т.е. относительная погрешность не превышает 1,5Х. Указанная погрешность обусловлена, в основном, значительными размерами активной поверхности дагчиков ДХК-14 к малой разрядностью

АЦП-"Электроника Ñ5-2101".

Технический эффект от применения предлагаемого способа по сравнению с прототипами заключается в повышении точности измерений сварочного тока в широкой полосе частот без необходимости фиксации датчиков в рабочей зоне сварочного контура.

Формула из обретения

Способ измерения сварочного тока с использованкем датчиков Холла, через которые пропускают постоянный стабилизированный гок, G т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет -исключения погрешности кэ-за неправильного ориентирования датчика Холла в пространстве, используют группу блоков по три датчика в каждом, причем датчики в блоках располагают в ортогональных плоскостях, а блоки располагают произвольно в пространстве вокруг токовода, по полученным сигналам датчиков Холла рассчитывают значение индукции магнитного поля в каждом блоке по формуле а значение сварочного тока находят из сист емы уравнений

1433686 где В1

Låe

f в э

3 значения ЭДС для трех датчиков блока; значение тока, пропускаФиг /

Составитель

Pepàêòîð И. Касарда ТехредJI.Ñåðäþêoâà Корректор С. Черни

Тираж 922 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5492/13

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 значение индукции в i-м блоке; удельная чувствительность датчика; емого через датчик Уолля; магнитная проницаемость средьц значение сварочного тока; расстояние от i-r o блока до токовода; число блоков в группе.