CN117129931B - 一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,包括控制面板、存储模块、可编程电流源、虚负荷可编程电压源、焊接电流测量仪、误差计算处理器、显示器、标准电流表和标准电压表;存储模块中保存有模拟不同波形的多个编程程序包,控制面板与存储模块连接,用于选择的校准项和波形,将对应的编程程序包传输给可编程电流源和虚负荷可编程电压源中的至少一个进行模拟;可编程电流源的两端连接有等安匝线圈,焊接电流测量仪的罗氏线圈穿过等安匝线圈的中心通道并闭合;焊接电流测量仪通过电压钳连接虚负荷可编程电压源的两端。本发明能够模拟真实交流、直流和脉冲焊接波形,实现焊接电流测量仪的校准。
Description
技术领域
本发明涉及焊接电流测量仪校准,特别是涉及一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统。
背景技术
电焊机是一种常用的焊接设备,它能够将金属材料熔接在一起,用以形成一个牢固的连接。在生产生活中,电焊机被普遍应用于器件的制造和维修。在各种电焊种类中,电阻焊是一种使用电阻热来实现接合金属或其他热塑性材料的焊接工艺。在电阻焊焊接过程中,焊接电流的大小与焊接通电时间的长短等参数会影响焊接工艺质量,需要对之进行测量,这就需要使用焊接电流测量仪。
焊接电流测量仪可测量电阻焊焊接过程中的电流、电压、功率、通电时间、压力和位移等参数,在相关行业中被大量配备。为确保其准确性,需要对之进行校准。但由于模拟焊接电流存在一定困难,影响了对电阻焊焊接电流等参数的校准。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,能够模拟真实交流、直流和脉冲焊接波形,实现对焊接电流测量仪的校准。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:包括控制面板、存储模块、可编程电流源、虚负荷可编程电压源、焊接电流测量仪、误差计算处理器、显示器、标准电流表和标准电压表;
所述存储模块中保存有模拟不同波形的多个编程程序包,
所述控制面板与存储模块连接,用于提供校准项和波形的选择功能,所述校准项包括电流校准、电压校准和功率校准;根据选择的校准项和波形,将对应的编程程序包传输给可编程电流源和虚负荷可编程电压源中的至少一个进行模拟;
所述可编程电流源的两端连接有等安匝线圈,焊接电流测量仪的罗氏线圈穿过所述等安匝线圈的中心通道并闭合;所述焊接电流测量仪通过电压钳连接虚负荷可编程电压源的两端;
所述标准电流表设置于可编程电流源与等安匝线圈组成的回路上,所述标准电压表设置于虚负荷可编程电压源的两端之间,标准电流表、标准电压表和焊接电流测量仪的输出端均与所述误差计算处理器连接;
进行电流校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内电流表输出的实时电流信息,得到模拟通电时间内的电流波形,并确定电流有效值、峰值,结合焊接电流测量仪测得的电流有效值、峰值计算出误差,传输给显示器进行显示;
进行电压校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内电压表输出的实时电压信息,得到模拟通电时间内的电压波形,并确定电压有效值、峰值,结合焊接电流测量仪测得的电压有效值、峰值计算出误差,传输给显示器进行显示;
在进行功率校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内标准电压表和标准电流表输出的实时电压和电流信息,与焊接电流测量仪测得的功率,计算出功率误差,传输给显示器进行显示。
本发明的有益效果是:本发明能够模拟真实交流、直流和脉冲焊接波形,为焊接电流仪的校准提供依据;本发明的装置中的等安匝线圈能够放大电流,对电源的电流要求较低。
附图说明
图1为本发明的原理示意图;
图2为等安匝线圈轴线所在平面示意图;
图中,1-等安匝线圈,2-单槽线圈,3-绝缘板,4-内侧线圈导线截面,5-罗氏线圈。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示,一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,包括控制面板、存储模块、可编程电流源、虚负荷可编程电压源、焊接电流测量仪、误差计算处理器、显示器、标准电流表和标准电压表;
所述存储模块中保存有模拟不同波形的多个编程程序包,
所述控制面板与存储模块连接,用于提供校准项和波形的选择功能,所述校准项包括电流校准、电压校准和功率校准;根据选择的校准项和波形,将对应的编程程序包传输给可编程电流源和虚负荷可编程电压源中的至少一个进行模拟;
所述可编程电流源的两端连接有等安匝线圈,焊接电流测量仪的罗氏线圈穿过所述等安匝线圈的中心通道并闭合;所述焊接电流测量仪通过电压钳连接虚负荷可编程电压源的两端;
所述标准电流表设置于可编程电流源与等安匝线圈组成的回路上,标准电流表的类型包括分流器和磁通门传感器;所述标准电压表设置于虚负荷可编程电压源的两端之间,标准电压表的类型包括分压器;标准电流表、标准电压表和焊接电流测量仪的输出端均与所述误差计算处理器连接;
进行电流校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内电流表输出的实时电流信息,得到模拟通电时间内的电流波形,并确定电流有效值、峰值,结合焊接电流测量仪测得的电流有效值、峰值计算出误差,传输给显示器进行显示;
进行电压校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内电压表输出的实时电压信息,得到模拟通电时间内的电压波形,并确定电压有效值、峰值,结合焊接电流测量仪测得的电压有效值、峰值计算出误差,传输给显示器进行显示;
在进行功率校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内标准电压表和标准电流表输出的实时电压和电流信息,与焊接电流测量仪测得的功率,计算出功率误差,传输给显示器进行显示。
在本申请的实施例中,所述不同波形包括交流波形、直流波形和储能波形;
其中,所述交流波形包括单相交流电阻焊全波波形和斩波产生的波形,逆变式电阻焊产生的方波、正弦波、梯形波和三角波,以及储能式逆变电阻焊、晶体管式电阻焊产生的极性切换波形;
所述直流波形包括逆变式电阻焊、储能式逆变电阻焊和晶体管式电阻焊产生的直流波形;
所述储能波形包括普通储能式电阻焊产生的脉冲波形。
在本申请的实施例中,所述不同波形的模拟通过加载不同的编程程序包实现,每一个波形均对应于一个电压编程程序包和一个电流编程程序包。
在本申请的实施例中,所述控制面板包括显示屏、控制处理器、校准项选择按钮、波形选择按钮和确定按钮;所述控制处理器分别与存储模块、显示屏、校准项选择按钮、波形选择按钮、确定按钮、可编程电流源和虚负荷可编程电压源连接;
所述校准项选择按钮包括电流校准按钮、电压校准按钮和功率校准按钮;
所述控制处理器将不同的波形在显示屏上进行显示;
所述波形选择按钮上下左右四个调节旋钮,用于在显示屏上选中所需的波形;
所述确定旋钮用于在选择校准项和波形后进行确定;
所述控制处理器,用于在用户按下确定按钮后,根据当前选择的校准项,确定电流校准、电压校准和功率校准模式:
当采用电流校准模式时,根据用户选中的波形,从存储模块中查找对应的电流编程程序包,传输给可编程电流源;
当采用电压校准模式时,根据用户选中的波形,从存储模块中查找对应的电压编程程序包,传输给虚负荷可编程电压源;
当采用功率校准模式时,根据用户选中的波形,从存储模块中查找对应的电压、电流编程程序包,同时传输给虚负荷可编程电压源和可编程电流源,此时需将可编程电流源的同步输出接口连接到虚负荷可编程电压源的同步输入接口,由可编程电流源的时钟控制虚负荷可编程电压源,在直流功率校准中确保电压、电流起止时刻相同,在交流功率校准时确保电压、电流同时同相位。
在本申请的实施例中,所述标准电流表的输出端与可编程电流源的通信接口连接,用于将实时测得的电流值反馈给可编程电流源,供可编程电流源进行输出调整,使得可编程电流源的输出电流大小与需要输出的电流保持一致。
在本申请的实施例中,所述标准电压表的输出端与虚负荷可编程电压源的通信接口连接,用于将实时测得的电压值反馈给虚负荷可编程电压源,供虚负荷可编程电压源进行输出调整,使得虚负荷可编程电压源的输出电压大小与需要输出的电压保持一致。
在本申请的实施例中,当进行电流校准时,所述误差计算处理器用于根据焊接电流测量仪测得的电流有效值、峰值,以及根据标准电流表输出得到的电流有效值、峰值进行误差计算,即:
将焊接电流测量仪测得的电流有效值,减去根据标准电流表输出得到的电流有效值和等安匝线圈匝数的乘积,再将得到的差值除以根据标准电流表输出得到的电流有效值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流有效值误差计算结果;将焊接电流测量仪测得的电流峰值,减去根据标准电流表输出得到的电流峰值和等安匝线圈匝数的乘积,再将得到的差值除以根据标准电流表输出得到的电流峰值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流峰值误差计算结果;
当进行电压校准时,所述误差计算处理器用于根据焊接电流测量仪测得的电压有效值、峰值,以及根据标准电压表输出得到的电压有效值、峰值进行误差计算,即:
将焊接电流测量仪测得的电压有效值与根据标准电压表输出得到的电压有效值相减,再将得到的差值除以根据标准电压表输出得到的电压有效值,乘以100%,得到电压有效值的误差计算结果;将焊接电流测量仪测得的电压峰值与根据标准电压表输出得到的电压峰值相减,再将得到的差值除以根据标准电压表输出得到的电压峰值,乘以100%,得到电压峰值的误差计算结果;
当进行功率校准时,所述误差计算处理器用于根据焊接电流测量仪测得的功率和标准电压表测得的电压、标准电流表测得的电流进行误差计算:
将标准电压表的测得的电压与标准电流表的测得的电流实时相乘,并乘以等安匝线圈匝数,在模拟通电时间内积分,再除以模拟通电时间,得到标准功率;将焊接电流测量仪测得的功率与标准功率相减,再将得到的差值除以标准功率,乘以100%,得到功率误差计算结果;
误差计算处理器计算得到的焊接电流测量仪的电流有效值、峰值误差计算结果或电压有效值、峰值误差计算结果或功率误差计算结果,传输给显示器进行显示。
如图2所示,在本申请的实施例中,所述等安匝线圈1为螺线管线圈,并且将其绕制成具有开口的环状,使得等安匝线圈的轴线为弧线;轴线所在平面上,内侧线圈导线截面4组成水滴形,外侧线圈导线截面组成圆弧形;
在本申请的实施例中,所述等安匝线圈采用分槽堆叠结构,每槽包含若干匝线圈,单槽线圈2如图2所示,各槽之间间隔绝缘板3;且绕成具有开口的环状,供罗氏线圈5穿过;等安匝线圈的首槽线圈与末槽线圈的最小距离不小于5 mm;
所述等安匝线圈的每一匝均包含铜线和绝缘层,其中绝缘层的厚度不小于0.25mm。
在本申请的实施例中,所述系统还包括高准确度光纤电流传感器和数据修正处理器,所述高准确度光纤电流传感器的测量光纤穿过等安匝线圈,在校准前对等安匝线圈的交流或脉冲电流进行修正;
选择一个交流或脉冲电流波形,将对应的可编程程序包传输给可编程电流源进行模拟;
光纤电流传感器将实时测得的等安匝电流值,标准电流表实时测得的单匝电流值均传输给数据修正处理器;
在模拟通电时间,数据修正处理器根据光纤电流传感器输出的实时电流信息,得到光纤电流传感器测得的电流波形,并且计算出根据光纤电流传感器输出得到的电流有效值、峰值;同时在模拟通电时间内根据标准电流表输出的实时电流信息,得到标准电流表测得的电流波形,并计算出根据标准电流表输出得到的电流有效值、峰值;
对于各种波形的交流或脉冲电流,将根据光纤电流传感器输出得到的电流有效值,除以根据标准电流表输出得到的电流有效值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流有效值修正系数;将根据光纤电流传感器输出得到的电流峰值,除以根据标准电流表输出得到的电流峰值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流峰值修正系数;对于正弦电流,其电流有效值、峰值修正系数相同,该电流修正系数也是电流实时值修正系数;
校准时,将根据标准电流表输出得到的电流有效值乘以相应的电流有效值修正系数,代替根据标准电流表输出得到的电流有效值作为标准电流使用;将根据标准电流表输出得到的电流峰值乘以相应的电流峰值修正系数,代替根据标准电流表输出得到的电流峰值作为标准电流使用;对电流有效值和电流峰值的修正,需要在误差计算处理器中进行,即数据修正处理器在计算出电流有效值修正系数和电流峰值修正系数后,需要将计算出的系数传输给误差计算处理器,由误差计算处理器在校准时使用;
电流校准包括交流、直流和脉冲电流校准,电压校准包括交流、直流和脉冲电压校准,功率校准包括交流、直流功率校准;电压校准、直流电流校准和直流功率校准时,不需修正;
电流或电压校准时,可在全部电流或电压编程程序包中选择一个进行模拟;功率校准时,电压、电流波形为各种频率的正弦波或直流波形,因此仅限在波形为正弦波或直流波形的电压、电流编程程序包中选择一组进行模拟;
交流和脉冲电流校准时,仅需将电流有效值、峰值修正使用,且电流有效值、峰值修正系数经常不同;
交流功率校准时,电压、电流波形为正弦波,将标准电流表测得的电流实时值乘以相应的电流实时值修正系数,代替标准电流表测得的电流实时值作为标准电流计算功率;对电流实时值的修正,需要在误差计算处理器中进行,即数据修正处理器在计算出电流实时值修正系数后,需要将计算出的系数传输给误差计算处理器,由误差计算处理器在校准时使用;为确保电压、电流相位相同,还需对光纤电流传感器测得的电流实时值和标准电流表测得的电流实时值进行同步数据采集,测出两者的相位差;虚负荷可编程电压源的输出电压要与可编程电流源的输出电流相差该相位差,才能实现电压、电流相位相同。
不同波形、频率的电流,有不同的电流修正系数、相位差;若仅电流大小不同,得到的电流修正系数、相位差相同;但等安匝线圈处于不同温度时,得到的电流修正系数、相位差不同。
在本申请的实施例中,所述等安匝线圈为螺线管线圈,其截面形状包括矩形、圆形、椭圆形和弓形,并且将其绕制成具有开口的环状,使得等安匝线圈的轴线为弧线;轴线所在平面上,内侧线圈导线截面组成水滴形,外侧线圈导线截面组成圆弧形。该实施例中,校准时,使焊接测量仪的罗氏线圈开口的一端从等安匝线圈中心通道穿过,然后闭合。罗氏线圈一般为圆形或水滴形,其中水滴形包围面积较小。为在保证罗氏线圈在校准时不发生形变影响其测量准确度的前提下,尽可能增大等安匝线圈内侧导线截面包围的面积,方便扩大电流测量能力和减小分布电容,使等安匝线圈轴线所在平面上内侧线圈导线截面组成水滴形。并且由于实际需要,内测线圈的水滴形截面设计为无尖部的水滴形。为方便包围面积较大的圆形罗氏线圈校准,尽量减小等安匝线圈的体积、阻抗,使等安匝线圈轴线所在平面上外侧线圈导线截面组成圆弧形。校准时,应保证罗氏线圈水平或竖直放置,避免由于受力影响其测量准确度。因此,等安匝线圈也应水平或垂直放置。
在本申请的实施例中,等安匝线圈的各匝之间存在分布电容,电流为交流或脉冲电流时,此电容会导致部分电流直接从匝间通过形成漏电流,导致通过等安匝线圈的电流减小。为避免漏电流过大,需要控制线圈的分布电容。要减少匝间分布电容,采用以下措施:
1.用分槽堆叠方式,依次绕制各槽线圈,每槽若干匝,各槽之间间隔绝缘板。等安匝线圈轴线所在平面上,在内侧线圈的水滴形截面下方,应确保首槽线圈与末槽线圈距离最近处不小于5 mm,以后依次成比例减少,直到仅间隔绝缘板的两相邻槽,形成一个三角形空间。
2.等安匝线圈的铜线的绝缘层厚度不小于0.25 mm,可确保匝间距不小于0.5 mm,增加绕线松散度。
若每槽只有1匝,就变成单匝绕制,宜使用扁线,这时效果最好。此时相邻匝间由于已有槽间绝缘板,可不再需要0.25 mm厚的绝缘层。
间隔绝缘板中部应有与等安匝线圈中心通道一致的孔,以便罗氏线圈穿过,进行校准。
由于调制过程中开关的反复通断,逆变式电阻焊、储能式逆变电阻焊和晶体管式电阻焊的直流波形一般有纹波,交流波形一般有较高频的谐波。但是,普通可编程电源输出高频电流、电压较为困难。若要精确模拟电流波形,可使用高频电流源输出单匝高频电流,并通过一个匝数少、分布电容小、阻抗低的小线圈放大,对电流波形进行修正。若要精确模拟电压波形,可使用虚负荷高频电压源输出高频电压信号,通过串联的方法,对电压波形进行修正。
其中高频电流源,也由控制面板控制,通过前述小线圈放大,让罗氏线圈同时穿过等安匝线圈和小线圈,且需用一个电流表测量高频电流源输出电流并反馈。虚负荷高频电压源,也由控制面板控制,其输出电压与虚负荷可编程电压源输出电压串联,且需用一个电压表测量高频电流源两端电压并反馈;
功率校准时,同时产生的电压、电流波形需包括同功率的不同电压、电流组合,电流需经等安匝线圈放大。校准时,需按前述内容确保电压、电流相位相同。若对高频功率进行校准,可仅使用虚负荷高频电压源、高频电流源和小线圈,这时高频电压、高频电流也应确保相位相同。
分布电容的存在,不仅影响等安匝线圈的电流值,还会影响其相位。交流功率校准时,不但要对电流值进行修正,还要对电压相位进行修正,以确保电压、电流相位相同。因此,虚负荷可编程电压源的输出电压要与可编程电流源的输出电流有前述测出的相位差。
由于电阻与温度有关,不同温度时的电流修正系数和相位差不同,还可以考虑温度的影响,对电流修正系数和相位差可以基于不同的温度分别进行测量,然后在测试温度下采用当前温度的电流修正系数和相位差。
在本申请的实施例中,可编程电流源可用一可编程电压源代替,这时电流编程程序包应改换为电压编程程序包,且需用一个电压表测量可编程电压源两端电压并反馈。可编程电压源产生的电流和被代替的可编程电流源接近,具体电流值以标准电流表实测的单匝电流为准。
交流和脉冲电流校准时,仅需将根据标准电流表输出得到的电流值修正使用即可。交流功率校准时,需用两个电压编程程序包组合代替电压、电流编程程序包组合。这时,不但要对电流值进行修正,还要对虚负荷可编程电压源的电压相位进行修正。具体方法是:将可编程电压源的同步输出接口连接到虚负荷可编程电压源的同步输入接口,由可编程电压源的时钟控制虚负荷可编程电压源,确保电压、电流相位相同。虚负荷可编程电压源与可编程电压源的相位差由等安匝线圈的功率因数决定。该相位差不但包括因分布电容产生的相位差,还包括因线圈电感产生的相位差。
为确保测量的准确度,本发明的装置内部通过空调保持恒温,仅等安匝线圈暴露在外,温度与环境温度相同。
本发明的装置校准的电流、电压包括电流、电压的有效值和峰值,校准的功率为平均值。除电流、电压和功率外,该装置还可以对通电时间、周波数、导通角等参数进行校准。
尽管为了说明的目的,已描述了本发明的示例性实施方式,但是本领域的技术人员将理解,不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下,可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变,而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围,并且本发明要求保护的方法中的各个步骤,可以以任意组合的形式组合在一起。因此,对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围,而是用于描述本发明。相应地,本发明的范围不受以上实施方式的限制,而是由权利要求或其等同物进行限定。
Claims (9)
1.一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:包括控制面板、存储模块、可编程电流源、虚负荷可编程电压源、焊接电流测量仪、误差计算处理器、显示器、标准电流表和标准电压表;
所述存储模块中保存有模拟不同波形的多个编程程序包;
所述控制面板与存储模块连接,用于提供校准项和波形的选择功能,所述校准项包括电流校准、电压校准和功率校准;根据选择的校准项和波形,将对应的编程程序包传输给可编程电流源和虚负荷可编程电压源中的至少一个进行模拟;
所述可编程电流源的两端连接有等安匝线圈,焊接电流测量仪的罗氏线圈穿过所述等安匝线圈的中心通道并闭合;所述焊接电流测量仪通过电压钳连接虚负荷可编程电压源的两端;
所述标准电流表设置于可编程电流源与等安匝线圈组成的回路上,所述标准电压表设置于虚负荷可编程电压源的两端之间,标准电流表、标准电压表和焊接电流测量仪的输出端均与所述误差计算处理器连接;
进行电流校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内标准电流表输出的实时电流信息,得到模拟通电时间内的电流波形,并确定电流有效值和峰值,结合焊接电流测量仪测得的电流有效值和峰值计算出误差,传输给显示器进行显示;
进行电压校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内标准电压表输出的实时电压信息,得到模拟通电时间内的电压波形,并确定电压有效值和峰值,结合焊接电流测量仪测得的电压有效值和峰值计算出误差,传输给显示器进行显示;
在进行功率校准时,所述误差计算处理器根据模拟通电时间内标准电压表和标准电流表输出的实时电压和电流信息,与焊接电流测量仪测得的功率,计算出功率误差,传输给显示器进行显示;
所述系统还包括高准确度光纤电流传感器和数据修正处理器,所述高准确度光纤电流传感器的测量光纤穿过等安匝线圈,在校准前对等安匝线圈的交流或脉冲电流进行修正;
选择一个交流或脉冲电流波形,将对应的可编程程序包传输给可编程电流源进行模拟;
光纤电流传感器将实时测得的等安匝电流值,标准电流表实时测得的单匝电流值均传输给数据修正处理器;
在模拟通电时间,数据修正处理器根据光纤电流传感器输出的实时电流信息,得到光纤电流传感器测得的电流波形,并且计算出根据光纤电流传感器输出得到的电流有效值和峰值;同时在模拟通电时间内根据标准电流表输出的实时电流信息,得到标准电流表测得的电流波形,并计算出根据标准电流表输出得到的电流有效值和峰值;
对于各种波形的交流或脉冲电流,将根据光纤电流传感器输出得到的电流有效值,除以根据标准电流表输出得到的电流有效值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流有效值修正系数;将根据光纤电流传感器输出得到的电流峰值,除以根据标准电流表输出得到的电流峰值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流峰值修正系数;对于正弦电流,其电流有效值和峰值修正系数相同,该电流峰值修正系数也是电流实时值修正系数;
校准时,将根据标准电流表输出得到的电流有效值乘以相应的电流有效值修正系数,代替根据标准电流表输出得到的电流有效值作为标准电流使用;将根据标准电流表输出得到的电流峰值乘以相应的电流峰值修正系数,代替根据标准电流表输出得到的电流峰值作为标准电流使用;对电流有效值和电流峰值的修正,需要在误差计算处理器中进行,即数据修正处理器在计算出电流有效值修正系数和电流峰值修正系数后,需要将计算出的系数传输给误差计算处理器,由误差计算处理器在校准时使用;
交流和脉冲电流校准时,仅需将电流有效值和峰值修正使用;
交流功率校准时,电压和电流波形为正弦波,将标准电流表测得的电流实时值乘以相应的电流实时值修正系数,代替标准电流表测得的电流实时值作为标准电流计算功率;对电流实时值的修正,需要在误差计算处理器中进行,即数据修正处理器在计算出电流实时值修正系数后,需要将计算出的系数传输给误差计算处理器,由误差计算处理器在校准时使用;为确保电压和电流相位相同,还需对光纤电流传感器测得的电流实时值和标准电流表测得的电流实时值进行同步数据采集,测出两者的相位差;虚负荷可编程电压源的输出电压要与可编程电流源的输出电流相差该相位差,才能实现电压和电流相位相同。
2.根据权利要求1所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述不同波形包括交流波形、直流波形和储能波形;
其中,所述交流波形包括单相交流电阻焊全波波形和斩波产生的波形,逆变式电阻焊产生的方波、正弦波、梯形波和三角波,以及储能式逆变电阻焊和晶体管式电阻焊产生的极性切换波形;
所述直流波形包括逆变式电阻焊、储能式逆变电阻焊和晶体管式电阻焊产生的直流波形;
所述储能波形包括普通储能式电阻焊产生的脉冲波形。
3.根据权利要求1所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述不同波形的模拟通过加载不同的编程程序包实现,每一个波形均对应于一个电压编程程序包和一个电流编程程序包。
4.根据权利要求1所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述控制面板包括显示屏、控制处理器、校准项选择按钮、波形选择按钮和确定按钮;所述控制处理器分别与存储模块、显示屏、校准项选择按钮、波形选择按钮、确定按钮、可编程电流源和虚负荷可编程电压源连接;
所述校准项选择按钮包括电流校准按钮、电压校准按钮和功率校准按钮;
所述控制处理器将不同的波形在显示屏上进行显示;
所述波形选择按钮上下左右四个调节旋钮,用于在显示屏上选中所需的波形;
所述确定按钮用于在选择校准项和波形后进行确定;
所述控制处理器,用于在用户按下确定按钮后,根据当前选择的校准项,确定电流校准、电压校准和功率校准模式:
当采用电流校准模式时,根据用户选中的波形,从存储模块中查找对应的电流编程程序包,传输给可编程电流源;
当采用电压校准模式时,根据用户选中的波形,从存储模块中查找对应的电压编程程序包,传输给虚负荷可编程电压源;
当采用功率校准模式时,根据用户选中的波形,从存储模块中查找对应的电压和电流编程程序包,同时传输给虚负荷可编程电压源和可编程电流源,此时需将可编程电流源的同步输出接口连接到虚负荷可编程电压源的同步输入接口,由可编程电流源的时钟控制虚负荷可编程电压源,在直流功率校准中确保电压和电流起止时刻相同,在交流功率校准时确保电压和电流同时同相位。
5.根据权利要求1所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述标准电流表的输出端与可编程电流源的通信接口连接,用于将实时测得的电流值反馈给可编程电流源,供可编程电流源进行输出调整,使得可编程电流源的输出电流大小与需要输出的电流保持一致。
6.根据权利要求1所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述标准电压表的输出端与虚负荷可编程电压源的通信接口连接,用于将实时测得的电压值反馈给虚负荷可编程电压源,供虚负荷可编程电压源进行输出调整,使得虚负荷可编程电压源的输出电压大小与需要输出的电压保持一致。
7.根据权利要求4所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:当进行电流校准时,所述误差计算处理器用于根据焊接电流测量仪测得的电流有效值和峰值,以及根据标准电流表输出得到的电流有效值和峰值进行误差计算,即:
将焊接电流测量仪测得的电流有效值,减去根据标准电流表输出得到的电流有效值和等安匝线圈匝数的乘积,再将得到的差值除以根据标准电流表输出得到的电流有效值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流有效值误差计算结果;将焊接电流测量仪测得的电流峰值,减去根据标准电流表输出得到的电流峰值和等安匝线圈匝数的乘积,再将得到的差值除以根据标准电流表输出得到的电流峰值和等安匝线圈匝数的乘积,乘以100%,得到电流峰值误差计算结果;
当进行电压校准时,所述误差计算处理器用于根据焊接电流测量仪测得的电压有效值和峰值,以及根据标准电压表输出得到的电压有效值和峰值进行误差计算,即:
将焊接电流测量仪测得的电压有效值与根据标准电压表输出得到的电压有效值相减,再将得到的差值除以根据标准电压表输出得到的电压有效值,乘以100%,得到电压有效值的误差计算结果;将焊接电流测量仪测得的电压峰值与根据标准电压表输出得到的电压峰值相减,再将得到的差值除以根据标准电压表输出得到的电压峰值,乘以100%,得到电压峰值的误差计算结果;
当进行功率校准时,所述误差计算处理器用于根据焊接电流测量仪测得的功率、标准电压表测得的电压和标准电流表测得的电流进行误差计算:
将标准电压表的测得的电压与标准电流表的测得的电流实时相乘,并乘以等安匝线圈匝数,在模拟通电时间内积分,再除以模拟通电时间,得到标准功率;将焊接电流测量仪测得的功率与标准功率相减,再将得到的差值除以标准功率,乘以100%,得到功率误差计算结果;
误差计算处理器计算得到的焊接电流测量仪的电流有效值和峰值误差计算结果,电压有效值和峰值误差计算结果,或功率误差计算结果,传输给显示器进行显示。
8.根据权利要求1所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述等安匝线圈为螺线管线圈,并且将其绕制成具有开口的环状,使得等安匝线圈的轴线为弧线;轴线所在平面上,内侧线圈导线截面组成水滴形,外侧线圈导线截面组成圆弧形。
9.根据权利要求8所述的一种模拟焊接电参量的焊接电流测量仪校准系统,其特征在于:所述等安匝线圈采用分槽堆叠结构,每槽包含若干匝线圈,各槽之间间隔绝缘板;且绕成具有开口的环状后,首槽线圈与末槽线圈的最小距离不小于5 mm;
所述等安匝线圈的每一匝均包含铜线和绝缘层,其中绝缘层的厚度不小于0.25 mm。
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