Устройство для измерения и контроля действующего значения сварочного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИ гз к 11/24 МИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР Р:",ррв е а И Е ИЗОБРЕТЕ К ПАТЕ м, Е. О. Пат. В. ЖелнаЕ. О, ПатоЕРЕНИЯ И ЗНАЧЕНИЯ ия и контрол очного тока от кваЮ 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗКОНТРОЛЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГСВАРОЧНОГО ТОКА(57) Устройство для измерендействующего значения свар Изобретение относится к электрооборудованию для точечной контактной сварки и предназначено для измерения действующего значения сварочного тока и контроля режима сварки.Известны устройства для измерения действующего значения сварочного тока, Устройство содержит датчик тока (пояс Роговского) с интегратором и функциональный преобразователь, осуществляющий операции квадратирования, интегрирования и извлечения квадратного корня, Сущность способа заключается в следующем. С выхода пояса Роговского напряжение, пропорциональное производной сварочного тока, подается на вход первого интегратора, с выхода которого снимается величина, пропорциональная мгновенному значению сварочного тока, Затем при помощи аналоговых функциональных преобразователей осуществляется возведение в квадрат, интегрирование, извлечение носится к электрооборудованию для точечной контактной сварки переменным током промышленной частоты и может быть использовано для автоматического контроля режима сварки, Сущность изобретения: измеряют производную сварочного тока, интегрируют измеренный сигнал и определяют действующее значение сварочного тока. Устройство содержит датчик тока, выполненный в виде пояса Роговского, интегратор и масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микро- ЭВМ, регистр адреса, запоминающее устройство, расширитель ввода-вывода, задатчик пределов тока и цифровой индикатор, 2 ил. дратного корня и запоминание деиствущего значения тока, Такой способ и устройство для его осуществления имеют достаточно большие погрешности вследствие использования аналоговых функциональных преобразователей.Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для измерения действующего значения сварочного тока, а также способ измерений действующего значения сварочного тока. Устройство содержит датчик тока, измеритель амплитуды тока, блок измерения угла горения вентилей силового тиристорного контактора, входы которых подсоединены соответственно к выходу датчика тока, к выходу фазовращателя и к выходным цепям тиристорного контактора, а выходы подключены к индикаторному прибору через вычислительный блок, На выходе датчика тока получается напряжение, пропорциональное мгновенному значению сварочного тока.Амплитуда тока измеряется и запоминается. Одновременно и, изводится измерение угла включения вентилей и угла горения, Сигналы, пропорциональные этим величинам, подаются на вычислительный блок, который по заданному алгоритму производит вычисление действующего значения сварочного тока. Недостатком прототипа является его низкая точность, так как в него входят анало.овые блоки для измерения трех величин: амплитуды тока, угла включения и горения тиристоров.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства,Цель достигается тем, что предварительно для всего рабочего диапазона записывают в память однокристальной микроЭВМ таблицу действующих значений сварочного тока 1 д, каждому из которых соответствует величинаОв= Х(1)1=1где 1 - число интервалов разбиения промежутка времени от 0 до Т/2, Т - период напряжения питающей сети; (1) - сварочный ток; т(в=1,п) - номер элемента таблицы, причем число элементов таблицы и выбирается из условия, при котором разность мекду соответствующими величинами 1 дп и 1 дт+ не превышает требуемой погрешности измерения, затем определяют момент времени для начала вычисления из условия, что сумма р измеренных подряд мгновенных значений тока, где р2, превышает наперед заданную величину, устанавливаемую с учетом помехозащищенности, равную (0,1 - 0,5) 1 д.мин, измеряют мгновенное значение сварочного тока из через равные промекутки времени и вычисляю величину.гЯ =изм.п (2)и =1а за действующие значение сварочного тока принимают элемент из таблицыдп, который соответствующий Си, равному Я или близкому к значению 3,Для вычисления действующего значения сварочного тока формируют массив величин дп, которым соответствуют величины Сп, расположенные с шагом, который обеспечивает требуемую точность измерения и который различен для разных участков массива, При этом поиск ближайшей к величине Я суммы СЬ производят, начиная с верхнего С 1 (или нижнего Оп значения из набора величин СЬ с установленным шагом, сравнивают величины Я и 01 -ШАГ (или Си+ хШАГ) и при очередном шаге поиска, когда1015202530 35 40 45 50 разность между этими величинами меняет знак на противоположный, за действующеезначение сварочного тока принимают элемент из массива д(а=1 п) с номером, т,е.1 дВ предлагаемом устройстве формирователь действующего значения содержит микроЭВМ, регистр адреса, постоянное запоминающее устройство, причем регистр адреса подсоединен к шине адрес/данные, его выход подсоединен к адресной шинезапоминающего устройства. Введены расширитель ввода-вывода и задатчик пределов тока, причем задатчик соединен спервым портом расширителя ввода-вывода,а индикатор - с вторым.В и редлагаемом способе требуемая точность измерения обеспечивается выбором таблицы (т.е, массива значений 1 дп) необходимого объема, причем элементами массива являются непосредственно коды для семисегментного индикатора, Таким образом, в таблице каждая ячейка (байт) соответствует одному значению 1 дп из массива, охватывающего весь рабочий диапазон, инет необходимости хранить в памяти массив больших по величине чисел СЪ, используемых при нахождении 1 д. Кроме массива 1 дп в памяти хранятся первое (максимальное) значение суммы 01 и набор шагов поиска, которые подбираются так, чтобы оптимально перекрыть весь рабочий диапазон. В разработанном устройстве обеспечивается приведенная погрешность измерения не более + 2 о при испол ьзовании таблицы объемом 256 байт для каждого из диапазонов 0,3 - 10 кА и 10 - 100 кА (одна таблица для обоих диапазонов). Если использовать таблицу обьемом 512 байт, обеспечивается приведенная погрешность не более + 1 О. Кроме того, точность измерений повышается за счет использования программного запуска, при этом исключается возможность пропуска начала сварочного импульса, поскольку в микроЭВМ запоминается предыстория импульса тока и первые измерения не теряются, а учитываются при вычислении Оп, а следовательно, и при нахождении д.Упрощение схемы устройства достигается тем, что при программном способе запуска отсутствует блок формирования сигнала начала измерения, так как нет необходимости измерять угол включения и горе 55 ния тиристоров или формироватьсинхронизирующий импульс,Расширение функциональных возмокностей обеспечивается введенным расширителем ввода-вывода, с помощью которого осуществляются задание и изменение верх1787090 50 55 килоамперах, предварительно рассчитанными в соответств,и с выражением (8) и с выражением для сварочного тока при полнофазном сигнале1=аз Йи т,где 1 а - амплитудное значение импульса сварочного тока.Т.е, в таблице учитываются и коэффициент Р и радикал, что значительно упрощает программное обеспечение устройства, Выбирая соответствующий объем таблицы, можно обеспечить требуемую точность измерения,Устройство содержит датчик 1 тока, выполненный в виде пояса Роговского 1, выход которого соединен с входом аналогового блока 2, состоящего из интегратора и масштабирующего усилителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 3, соединенного с портом микроЭВМ 4, Шина адрес/данные микроЭВМ соединена с регистром 5 адреса и адресным портом запоминающего устройства 6. Расширитель 7 ввода-вывода соединен с портом микро- ЭВМ, задатчик 8 пределов тока с первым портом расширителя ввода-вывода индикатор 9 - с вторым портом микроЭВМ.Устройство работает следующим образом,После включения питания производится измерение сигнала, поступающего с интегратора и масштабирующего усилителя. Измерение осуществляется с фиксированной частотой под управлением микроЭВМ.В случае выполнения условия запуска устройства, т.е. при поступлении сварочного импульса, микроЭВМ 4 накапливает данные за текущий период или полупериод сетевого напряжения и вновь переходит в режим ожидания следующего сварочного импульса. При этом производится обработка полученных данных: вычисление по таблице действующего значения сварочноготока, сравнение его с уставками и вывод нацифровой индикатор 9, В любой моментвремени возможен просмотр и изменение5 уставок с помощью задатчика 8 пределовтока,Предлагаемый способ расчета действующего значения сварочного тока и способзапуска устройства позволяют повысить10 точность измерения тока.Предлагаемое устройство позволяет измерять действующее значение сварочноготока с требуемой точностью, сравнивать егос наперед заданными уставками, оператив 15 но задаваемыми с органов управления, чторасширяет его функциональные возможности без существенного усложнения схемы,Формула изобретения 20 Устройство для измерения и контролядействующего значения сварочного тока, содержащее датчик тока, соединенный с входом интегратора с масштабирующим усилителем, аналого-цифровой преобразо ватель, формирователь действующего значения тока и цифровой индикатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возмокностей, формирователь действующего 30 значения содержит микроЭВМ, регистр адреса и постоянное запоминающее устройство, причем шина адрес / данные микроЭ ВМ соединена с регистром адреса и адресным портом запоминающего устройства, при 35 этом выход регистра адреса соединен с адресной шиной запоминающего устройства, причем в устройство дополнительно введен расширитель ввода/вывода, соединенный с микроЭВМ, и задатчик пределов тока, при чем задатчик соединен с первым портомрасширителя ввода/вывода, а индикатор - со вторым, при этом датчик тока выполнен в виде пояса Роговского.1787090 оставитель В.Гавришехред М.Моргентал ектор А.Обруч дакт Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул,Гагарина,аказ 264 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5