Устройство для измерения амплитуды сварочного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„Я0„„1009676

gm В 23 К 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3265900/25-27 (22) 31.03.81

1 (46) 07.04.83. Бюл. N 13 (72) А.А. Урсатьев (71) Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (53) 621.791.713.72(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 467797, кл. B 23 K 11/26, 05.03.73, 2. Патон Б.Е. Лебедев B.К. Электрооборудование для контактной сварки. М., "Машиностроение", 1969, с.418, 419 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЛИТУДЫ СВАРОЧНОГО ТОКА, содержащее датчик тока, блок памяти, измерительный блок и узел считывания информации, причем вход измерительного блока связан с выходом датчика тока, а выход блока памяти подключен к информационному входу узла считывания информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены селектор, буферный регистр, схема сравнения, блок хранения уставки, дешифратор, схема совпадения, блок вычитания, синхронизатор и датчик усилия сжатия электродов, при этом информационные входы селектора связаны с выходом измерительного блока и выходом буферного регистра, выход селектора связан с информационным входом блока памяти, а его управляющий вход — с выходом дешифратора, выход блока памяти связан с информационным входом буферного регистра и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерительного блока, а выход - с пеовым входом схемы сравнения, второй вход схемы сравнения связан с выходом блока хранения уставки, прямой выход схемы сравнения подключен к первому входу дешифратора, а инверсный — к второму входу дешифратора и первому входу схемы совпадения, выход которой соединен с управляющим входом узла считывания информации, причем синхронизатор имеет выход импульсов считывания информации, свя.занный.с вторым входом схемы совпадения, выход синхроимпульсов, связанный с управляющими входами блока вычитания, буферного регистра и блока памяти, выход тактовых импульсов, связанный с управляющим входом измерительного блока, и выход импульсов начальной уставки, связанный с входом стирания блока памяти; кроме того, первый вход синхронизатора связан с выходом датчика тока, а второй - с выходом датчика усилия сжатия электродов.

2. Устройство по и. 1 î т л и ч аю щ е е с я тем, что синхронизатор содержит первый и второй компараторы генератор тактовых импульсов,генератор одиночных импульсов, ключ, триггер и..линию:задержки, при этом выход первого компаратора связан с вхо" дом генератора одиночных импульсов, выход которого связан с входом "0" триггера, выход второго компаратора подключен к управляющему входу ключа и к входу "1" триггера, информационный вход ключа связан с генератором тактовых импульсов, а выход его - с входом линии задержки, причем выход импульсов считывания информации синхронизатора связан с выходом триггера; выход синхроимпульсов синхрони-, 1009676

Однако эти устройства имеют су- З5 щественную погрешность измерения. Эта погрешность вносится цепью запоминания, состоящей из диода и конденсатора. Поскольку цепь имеет определенную постоянную времени, напря- 40 жение на конденсаторе зависит от дли» тельности импульса сварочного тока.

Кроме того, на результаты измерения влияет нелинейность вольт-амперной характеристики диода. С умень- 45 шением прикладываемого напряжения прямые сопротивления диода резко уве-. затора связан с выходом линии задержки, выход тактовых импульсов связан ,с выходом ключа, а выход импульсов начальной уставки - с выходом генераI

Изобретение относится к контролю режима контактной сварки и может быть использовано при измерении амплитудных значений сварочного тока.

Известно устройство для измере- 5 ния амплитуды сварочного тока, в котором выделение амплитуды сварочного тока производят путем измерения и запоминания сигнала в момент прохождения производной от сварочного тока 10 через нуль 1 J.

Однако при сварке на низкочастотных машинах и машинах постоянного тока определение момента прохождения производной через ноль затруд- 15 нено, что приводит к погрешности измерения амплитуды тока сварки. Обусловлено это тем, что импульс свароч.-, ного тока имеет достаточно пологий фронт, характерный в особенности при 20 большой длительности импульса, а также тем, что за время нарастания тока может иметь место тенденция на его понижение.

Известно устройство для измерения 25 амплитуды сварочного тока, содержащее запоминающий конденсатор, заряжающийся через диод до наибольшего напряжения, поступающего на него во вре« мя прохождения импульса сварочного тока 2 $

Измерение напряжения производится измерительным прибором с высоким входным сопротивлением. тора одиночных импульсов, при этом первый и второй входы синхронизатора связаны с входами второго и первого компараторов.соответственно. личивается, а постоянная времени цели разряда запоминающего конденсатора возрастает, следовательно, уменьшается и напряжение на конденсаторе по сравнению с амплитудным значением.

Целью изобретения является повышение точности измерения амплитуды сварочного тока.

Поставленная цель достигается тем

1 что известное устройство для измерения амплитуды сварочного тока, со.держащее датчик тока, блок памяти, измерительный блок и узел считывания информации, в котором вход измерительного блока связан с выходом датчика тока, а выход блока памяти подключен к информационному входу узла считывания информации, дополнительно снабжено селектором, буферным регистром, схемой сравнения, блоком ,хранения уставки, дешифратором, схемой совпадения, блоком вычитания, синхронизатором и датчиком усилия сжатия электродов;:,при этом информационные входы селектора связаны с выходом измерительного блока и выходом буферного регистра. Выход селектора связан с информационным входом блока памяти, à его управляющий входс выходом дешифратора. Выход блока памяти соединен с информационным входом буферного регистра- и входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерительного блока, а выход - с первым входом схемы сравнения. Второй вход схемы сравнения связан с выходом блока хранения уставки, прямой ее выход подключен к первому входу дешифратора, а инверсный — ко второму входу дешифратора и первому входу схемы совпадения, выход которой соеди-,. нен с управляющим входом узла считывания информации, причем синхрониза Тор имеет выход импульсов считывания информации, связанный со вторым входом схемы совпадения, выход син09676 4

S ю

15 со входом генератора 19 одиночных . импульсов, выходом связанного со входом "0" триггера 20. Выход компаратора 18 подключен к управляющей цепи .ключа 2 I .и входу "1" триггера 20., Информационный вход ключа 21 связан с генератором 22 тактовых импульсов, а его выход — со входом линии 23 задержки; Единичный выход триггера 20 ,е выходы линии 23 задержки, ключа 21 и генератора 19 одиночных импул6сов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам синхронизатора 3. функционирование устройства поясняется диаграммой. На ней приняты следующие обозначения: С 13 - С 16диаграмма изменения сигналов на цепях 13 — 16 связи синхронизатора 3 соответственно; С 9 — диаграмма изменения сигнала на прямом выходе схемы 9 сравнения и С 18 — на выходе компаратора 18 синхронизатора 3.

В момент t0 сжатия электродов сра батывает компаратор 17 синхронизатора 3. Сигналом на его выходе запускается генератор 19 одиночных импульсов. Производится установка в нуль элементов устройства, блок 7 памяти очищается. При включении сварочного тока в момвнт t срабатывает

1 ! компаратор 18. Отрицательным перепадом напряжения на его выходе открывается ключ 21. Тактовые импульсы с генератора 22 поступают на вход уп>> равлен :я измерительного блока 2 и через линию 23 задержки на управляющие входы блрка 4 вычитания, буферно го регистра 6 и блока 7 памяти. На3 l0 хроимпульсов, связанный с управляющими входами блока вычитания, буферного регистра и блока памяти, выход тактовых импульсов, связанный с управляющим входом измерительного блока, и выход импульсов начальной . уставки, связанный с входом стирания блока памяти. Кроме того, два входа синхронизатора связаны с дат- ,чиком тока и датчиком усилия сжатия электродов.

Синхронизатор содержит два компар тора, генератор тактовых импульсов, генератор одиночных импульсов, ключ, триггер и линию задержки; при этом выход первого компаратора связан со входом генератора одиночных импульсов, выход которого связан со входом "0" триггера. Выход второго компаратора подключен к управляющему 2р входу ключа и ко входу "1" триггера.

Информационный вход ключа связан с генератором тактовых импульсов, а выход - со входом линии задержки, причем выход импульсов. считывания информации синхронизатора связан с выходом триггера, выход синхроимпульсов синхронизатора связан с выходом линии задержки, выход тактовых импульсов — с выходом ключа, а выход импульсов начальной уставки - с выходом генератора одиночных импульсов. При этом первый и второй входы синхронизатора связаны со входами второго и первого компараторов соответственно.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема синхронизатора; на фиг. 3 — диаграмма работы устройства.

Выход датчика 1 тока подключен ко входу измерительного блока 2 и первому входу синхронизатора 3, второй вход которого соединен с цепью сигнала датчика усилия сжатия электродов, не показанного на схеме; выход измерительного блока 2 подключен к первым входам блока 4 вычитания и селектора 5.. Второй вход селектора. соединен с выходом буферного регистра 6, а выход селектора подключен ко входу блока 7 памяти. Выход блока памяти соединен со входом буферного регистра 6, вторым входом блока 4 вычитания и входом узла 8 считывания информации. Первый вход схемы 9 сравнения соединен с выходом .блока 4 вычитания, а ее второй вход - с блоком 10 хранения уставки. Прямой и. инверсный выходы схемы 9 сравнения подключены ко входу дешифратора 11, выходом связанного с.цепью управления селектора 5. Кроме того, инверсный

/ выход схемы 9 сравнения соединен с первым входом схемы 12 совпадения.

Выход схемы 12 совпадения соединен с цепью управления узла 8 считывания информации. Цепи 13-16 связи подключают синхронизатор 3 соответст.венно ко второму входу схемы 12 сов= падения,. управляющим входам блоков

4,6,7 ко входу управления измерительного блока 2 и входу стирания блока

7 памяти.

В синхронизаторе 3 входы компараторов 17, 18 подключены к датчику 1 тока и датчику усилия сжатия электродов. Выход компаратора 17 соединен

5 100967 чинается процесс измерения сварочного така.

Измерение амплитудного значения сварочного тока основано на том, что запоминают измеренное значение сигнала, сравнивают текущее значение сигнала A с хранящимся в памяти

А;,„ и определяют приращение первого над вторым т.е. вычисляют величину,й =А; — A > .1. При положитель- 10 ном приращении текущего значения сигнала, при условии а 7 Е>где Е заданная величина, изменяют содержимое блока памяти, т.е. записывают в него результат последнего иэмере- 15 ния. В противном случае содержимое блока памяти не изменяют.

Сравнение результатов измерений, произведенных в два последовательных момента измерений, задаваемых ге 2О нератором 22 тактовых импульсов синхронизатора 3, производится блоком 4 вычитания. Сравнение величины b с 8, формируемой в блоке 10 хранения уставки, производится схемой 9. При Ъ) у5

)1. на прямом выходе схемы 9 сравнения формируется высокий уровень сигнала, а на инверсном - низкий. При этом задним фронтом импульса С 14 информация с выхода измерительного блока з

2 записывается в блок 7 памяти. Одновременно с этим хранимый в блоке 7 памяти результат предыдущего измерения уничтожается.

8 некоторый момент времени t< изме

35 ренное значение сварочного тока Ак оказывается меньше предыдущего А » .

Результат сравнения приводит к перезаписи содержимого блока 7 памяти пу- тем считывания кода с буферного регистра 6, предназначенного для про6 6 межуточного хранения информации. Запись чисел из блока 7 памяти в буферный регистр 6 и блок 4 вычитания, а также из измерительного блока 2 в блок

4 вычитания происходит по переднему фронту импульса С 14. Подключение блока 7 памяти при записи в него.информации к одному из двух каналовиэмерительному блоку 2 или буферному регистру 6 — осуществляется селектором 5.

Селектором 5 управляет дешифратор

11 в соответствии с сочетанием сигналов на прямом и инверсном выходах схемы 9 сравнения.

Процесс измерения продолжается до окончания времени действия импульса сварочного тока (t ). Положительным перепадом напряжения на выходе компаратора 18 синхронизатора 3 триггер

20 устанавливается в единичное состояние. Этим разрешается считывание информации узлом 8 из блока 7 памяти.

Элементы узла 8 считывания информации— цифровой индикатор или цифропечатающий блок — отображают амплитудное значение сигнала, зафиксированное за время действия импульса сварочного тока.

Точность измерения амплитуды сварочного тока устройством определяется частотой, дискретизации входного сигнала и точностью аналого-цифрового преобразования сигнала измерительным блоком.

Применение устройства наиболее целесообразно в цифровых измерительных системах, в частности, в системах нижнего уровня иерархических АСУ ТП сварки.

1009676

1009676

Составитель Н. Теймуразов

Редактор Б. Федотов Техред М.Коштура (орректор А.Ференц

Заказ 2578/8 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4