CN202824976U - 一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路 - Google Patents
一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202824976U CN202824976U CN 201220338440 CN201220338440U CN202824976U CN 202824976 U CN202824976 U CN 202824976U CN 201220338440 CN201220338440 CN 201220338440 CN 201220338440 U CN201220338440 U CN 201220338440U CN 202824976 U CN202824976 U CN 202824976U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pin
- circuit
- connect
- power supply
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路，包括电极间电压接口电路、滤波电路和电源，所述接口电路由差动积分电路（1）、反向放大电路（2）、线性半波整流电路（3）和保护电路（4）组成，该电流信号由电流传感器二次回路获取，电流传感器输出的电压信号经过积分、放大得到正比于点焊电流信号的电压信号，电压信号经过半波精密整流电路，该信号转变为检测系统的数据卡设定接受的0-1.25V的交流电压信号，并进入工控机对信号进行处理。该电路测量精度、实际操作方便，因此具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业生产工况检测技术领域，尤其是一种电阻点焊质量在
线监测装置的电流信号调理电路。
背景技术
焊接电流是重要的点焊参数，调节焊接电流对接头性能有着显著的影响:焊接电流过小，使热源强度不足而不能形成熔核或熔核尺寸过小，焊点拉剪载荷较低且很不稳定;焊接电流过大，使加热过于强烈，引起金属过热、喷溅、焊点表面压痕过深等缺陷，也使接头性能下降。在实际生产中，由于电压网的波动、多台焊机相互干扰，均会导致焊接电流的变化，从而影响点焊质量。
随着对电阻点焊质量要求的不断提高，现有的检验方法已经不能满足低成本、高效率的现代化生产，因此，建立基于过程参数的电阻点焊质量评定系统非常必要。焊点质量与各参数在点焊过程中发生的变化密切相关。随着现代信号分析和信息处理技术的迅速发展，基于焊接过程动态信号特征分析进行焊接质量监测受到广泛关注。但建立质量评价系统的首要任务就是用适当传感器将点焊工艺参数的物理信号转换为一定范围内的小电压信号，经过调理电路输入到计算机内。在电阻点焊众多工艺参数里，电流是反应点焊质量最重要的参数之一。电阻点焊二次电流变化范围大，通常为非正弦波形并伴随畸变，传感器选择受焊机结构的限制，因此，数据采集的系统的重点是解决电流信号的传感问题。但是点焊电流的信息采集存在一定难度。一方面点焊电流很大，可达几万安培乃至几十万安培，难以直接测量；另一方面，电流变化快，变化周期不到1s，而且短时间的波动就能造成严重的后果。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种能将取自电阻点焊质量在线监测装置电流传感器二次回路获取的电流信号转变为适合A/D转换的0-1.25V的电压信号的电流信号调理电路。
为解决上述技术问题本实用新型的技术方案为：一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路，其特征在于：所述电流调理电路由接口电路、滤波电路和电源组成。
所述接口电路由差动积分电路、反向放大电路、线性半波整流电路和保护电路组成。
所述差动积分电路包括ICL7650型集成运算放大器，运算放大器13脚连接滤波电路C14，反向输出端脚4反并联IN4007二极管D9和D10；同相输出端5脚接地，运放1脚和2脚分别连接记忆电容C4和C5，电容C1和C2并联后与R1串联连接到运算放大器脚11， C6和C7并联后与R2串联连接到运算放大器脚7。
所述反向放大电路包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，U3C中9脚为反相输入端，10脚为同相输入端，与小电阻连接后接地，8脚接输出端。
所述线性半波整流电路包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，第一级U3D反相输入端接TL084运放的13脚，同相输入端接12脚，串联小电阻R10并接地，输出端接14脚；第二级U3A反相输入端接TL084运放的2脚，同相输入端接3脚，串联小电阻R15并接地，输出端接1脚；
所述保护电路包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，运放U3B反相输入端接TL084运放的6脚，同相输入端接5脚，5脚VCC接+5V电源,输出端接7脚。
所述滤波电路设置电解电容C15、C17和C18来滤除高频信号，设置电容C14、C16和C19来滤除低频信号，滤波电路C18与电源T5的-12V端连接，C17与电源T5的+12V端连接，C15电解电容与电源T5的+5V端连接, 运算放大器ICL7650的13脚连接滤波电路C14，运算放大器TLO84的11脚连接滤波电路的电容C19，4脚连接滤波电路的电容C16。
所述电源连接滤波电路并向运算放大器供电，滤波电路C18与电源T5的-12V端连接，C17与电源T5的+12V端连接，C15电解电容与电源T5的+5V端连接。
通过实施本实用新型可以取得以下有益技术效果：在电阻点焊操作中，安装在电阻点焊设备上的电压传感器和电流传感器对电阻点焊过程的电压、电流信号参数变化进行采集，通过电流信号调理电路精密测量二次回路的电流信号，与电压信号进行融合后绘制出U-I曲线，然后可根据质量判定准则判定点焊是否合格，并发出警报，因此该电路大幅提高电阻点焊设备的焊接精度。
附图说明
图1是本实用新型电流信号调理电路接口电路原理图；
图2是本实用新型电流信号调理电路电源示意图；
图3是本实用新型电流信号调理电路滤波电路原理图；
图中：1、差动积分电路，2、反向放大电路，3、线性半波整流电路，4、保护电路。
具体实施例
下面结合附图1、2、3和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
一种电阻点焊质量监测装置的电流信号调理电路，包括电流信号接口电路滤波电路和电源，电流信号由电流传感器由二次回路获取。其中，一种电阻点焊工艺参数实时在线计算机监测系统的数据采集卡设定接受信号范围为0-1.25V，因此，电流信号接口电路包括积分电路1、反向放大电路2、线性半波整流电路3、保护电路组成4。
参见附图1，由于点焊电流较大，且为非正弦信号，不能直接检测其有效值，需要电流传感器进行变换。电流传感器的线圈输出的电压信号是电焊电流信号的微分，因此将输出的电压信号经过积分、放大可以得到正比于点焊电流信号的电压信号，由于电阻点焊工艺参数实时在线计算机监测系统采用逐点积分法，在正半波采集，负半波进行数据处理，因此积分放大后的信号经过半波整流电路，可获得电流信号的正半波，再进入工控机A/D转换器的模拟信号输入端进行采集和转换运算，运算结果处理可直接在液晶显示平显示。
附图1中1为差动积分电路，电流传感器的输出电动势正比于被测电流的变化率，电流传感器上产生的电压是焊接电流微分的结果。对交流信号的长时间积分，不能周期性地将输出端复位为0，因此采用集成运算放大器ICL7650。运算放大器对信号具有抑制的性能，但这个性能是在规定的共模电压信号和电压范围内才具备，超出此范围，运算放大器的共模抑制性能大为下降，甚至器件损坏，为保护运算放大器，有必要把反向输入端脚电压限位。反并联的IN4007二极管D9和D10组成限幅电路，将运放脚4的输入电压限位于±0.7V，同相输出端5脚接地，保持0电位。R4、R33限流作用，W1使运算放大器的正相输入端电阻可调。为防止运放的失调，在积分电容C3上并联电位器W2避免运放的输出饱和；运放1脚和2脚分别连接记忆电容C4和C5，取C4=C5=0.1μF，起到自动稳零的作用。差动积分电路1用±5伏供电，电路负端接入，因此正端接地，脚11和脚7连接的电容C1和C2、C6和C7组成RC滤波，稳定供电电压和过滤电压的杂波，电解电容具有一定感性，故并联电阻R1和R2使高频无法通过，且交流接地使得电源严格限制为直流，防止交流电网对运放造成影响。
附图1中2为反向放大电路，电路采用TL084型四运算放大器，反向放大电路U3C中9脚为反相输入端，10脚为同相输入端，接小电阻接地防止短路，8脚接输出端，放大比例根据R8和R6的比值进行调节。
附图1中3为线性半波整流电路，包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，第一级U3D反相输入端接TL084运放的13脚，同相输入端接12脚，同时串联小电阻R10并接地防止短路，输出端接14脚；第二级U3A反相输入端接TL084运放的2脚，同相输入端接3脚，同时串联小电阻R15并接地防止短路，输出端接1脚，运放TL084的4脚和11脚分别接正负12伏电源。电位器W3用于调节放大器的放大倍数。通过电流传感器输出的信号经过差动积分和线性半波整流电路后，电流输入电路的最终输出为单片机可接受的单极性、0-1.25V的信号。
附图1中4为保护电路，目的为保护PCL1800高速采集卡，并将采集卡的输入电压箝位在5V以下，保护电路4的运放U3B反相输入端接TL084运放的6脚，同相输入端接5脚，5脚VCC接+5V电源,输出端接7脚。当6脚信号大于5伏时，D3导通，则信号送往5脚与R17接地， 以此保证信号不超过5V。
附图2为电源示意图，电源为郎特宁Q-120B四路输出开关电源，电源连接滤波电路并向运算放大器供电，电路向运算放大器ICL7650提供±5V电源，向运算放大器TL084提供±12V电源。
附图3为滤波电路示意图，由于采集的焊接电流属于交流陡变信号，且为微分信号，对此在信号进入采集前需要对采集信号进行滤波和抗干扰处理，设置电解电容C15、C17和C18来滤除高频信号，设置电容C14、C16和C19来滤除低频信号，滤波电路C18与电源T5的-12V端连接，C17与电源T5的+12V端连接，C15电解电容与电源T5的+5V端连接, 运算放大器ICL7650的13脚连接滤波电路C14，运算放大器TLO84的11脚连接滤波电路的电容C19，4脚连接滤波电路的电容C16。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路，其特征在于：所述电流调理电路由接口电路、滤波电路和电源组成；
所述接口电路由差动积分电路（1）、反向放大电路（2）、线性半波整流电路（3）和保护电路（4）组成；
所述差动积分电路（1）包括ICL7650型集成运算放大器，运算放大器13脚连接滤波电路C14，反向输出端脚4反并联IN4007二极管D9和D10；同相输出端5脚接地，运放1脚和2脚分别连接记忆电容C4和C5，电容C1和C2并联后与R1串联连接到运算放大器脚11， C6和C7并联后与R2串联连接到运算放大器脚7；
所述反向放大电路（2）包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，U3C中9脚为反相输入端，10脚为同相输入端，与小电阻连接后接地，8脚接输出端；
所述线性半波整流电路（3）包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，第一级U3D反相输入端接TL084运放的13脚，同相输入端接12脚，串联小电阻R10并接地，输出端接14脚；第二级U3A反相输入端接TL084运放的2脚，同相输入端接3脚，串联小电阻R15并接地，输出端接1脚；
所述保护电路（4）包括TL084型四运算放大器，运放TL084的4脚接+12V电源，11脚接-12伏电源，11脚连接滤波电路的电容C19，4脚与连接滤波电路的电容C16，运放U3B反相输入端接TL084运放的6脚，同相输入端接5脚，5脚VCC接+5V电源,输出端接7脚；
所述滤波电路设置电解电容C15、C17和C18来滤除高频信号，设置电容C14、C16和C19来滤除低频信号，滤波电路C18与电源T5的-12V端连接，C17与电源T5的+12V端连接，C15电解电容与电源T5的+5V端连接, 运算放大器ICL7650的13脚连接滤波电路C14，运算放大器TLO84的11脚连接滤波电路的电容C19，4脚连接滤波电路的电容C16；
所述电源连接滤波电路并向运算放大器供电，滤波电路C18与电源T5的-12V端连接，C17与电源T5的+12V端连接，C15电解电容与电源T5的+5V端连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220338440 CN202824976U (zh) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220338440 CN202824976U (zh) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202824976U true CN202824976U (zh) | 2013-03-27 |
Family
ID=47936768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201220338440 Expired - Fee Related CN202824976U (zh) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202824976U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105136372A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种点焊焊钳动态电极力的测量装置及测量方法 |
| CN113984837A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-28 | 重庆理工大学 | 一种基于焊点特征信息融合的电阻点焊焊点质量检测方法 |
-
2012
- 2012-07-13 CN CN 201220338440 patent/CN202824976U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105136372A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种点焊焊钳动态电极力的测量装置及测量方法 |
| CN113984837A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-28 | 重庆理工大学 | 一种基于焊点特征信息融合的电阻点焊焊点质量检测方法 |
| CN113984837B (zh) * | 2021-10-27 | 2024-02-23 | 重庆理工大学 | 一种基于焊点特征信息融合的电阻点焊焊点质量检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102539976A (zh) | 电力多功能录波分析仪 | |
| CN110703009B (zh) | 台区线损率异常分析及处理方法 | |
| CN204536528U (zh) | 一种充电桩直流电能表检定装置 | |
| CN203396920U (zh) | 手持式交流串入直流回路监测报警装置 | |
| CN101122631A (zh) | 测试电池充电效果及电子产品功耗的方法及装置 | |
| CN203658454U (zh) | 一种电能质量扰动检测装置 | |
| CN102353831A (zh) | 一种保护电网安全运行的地磁暴检测预警系统 | |
| CN205157637U (zh) | 发电机碳刷电流分布监测系统 | |
| CN202824976U (zh) | 一种电阻点焊质量在线监测装置的电流信号调理电路 | |
| CN204302347U (zh) | 微电脑智能万用表 | |
| CN112325980A (zh) | 自平衡交流电桥电容式油量传感器采集装置及方法 | |
| CN107765084B (zh) | 一种通用电压输入的工频信号频率测量系统 | |
| CN102650669A (zh) | 一种变电站设备带电检测装置 | |
| CN202453431U (zh) | 手持式电力多功能录波分析仪 | |
| CN202693703U (zh) | 一种电阻点焊质量在线监测装置的电压信号调理电路 | |
| CN203788304U (zh) | 硬件接口功能测试装置 | |
| CN102749523A (zh) | 一种应用于光伏逆变系统的直流接地电阻检测电路 | |
| CN115343650A (zh) | 一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统 | |
| CN105115885B (zh) | 一种便携式接地网腐蚀状态监测系统和监测方法 | |
| CN205751741U (zh) | 一种多功能变压器消磁装置 | |
| CN211043621U (zh) | 蓄电池阻抗测量装置 | |
| CN205160469U (zh) | 用于光伏发电系统监测装置的监测单元 | |
| CN201096746Y (zh) | 铝合金点焊过程质量监测仪 | |
| CN209432928U (zh) | 用于测试高频模块化电泳整流器的检测设备 | |
| CN103913719B (zh) | 一种判断单相载波智能电表误掉电故障原因的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130327 Termination date: 20180713 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |