DE1093907B

DE1093907B - Device for measuring the power values on the secondary side of electrical resistance welding machines

Info

Publication number: DE1093907B
Application number: DEE6010A
Authority: DE
Inventors: Richard Peretz
Original assignee: IAELECTROMECANIQUEIA SA
Current assignee: IAELECTROMECANIQUEIA SA
Priority date: 1951-09-12
Filing date: 1952-09-11
Publication date: 1960-12-01

Description

Vorrichtung zum Messen der Leistungswerte auf der Sekundärseite elektrischer Widerstandsschweißmaschinen Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Messen der Leistungswerte im Sekundärstromkreis elektrischerWiderstandsschweißmaschinen, und zwar eine Vorrichtung zum Messen des Si2dt des einen pulsierenden Gleichstrom darstellenden Schweißstromes mittels eines Stromwandlers, der eine einen vom Schweißstrom durchflossenen Teil der Maschine umgebende Spule besitzt, die eine diesem Strom proportionale Spannung liefert, die, durch elektronische Geräte quadriert, als so erhaltene neue Spannung integriert, gespeichert und als integrierter und gespeicherter Wert gemessen wird.Device for measuring the power values on the secondary electrical side Resistance welding machines The invention relates to devices for measuring the Power values in the secondary circuit of electrical resistance welding machines, and a device for measuring the Si2dt of a pulsating direct current Welding current by means of a current transformer, one of which the welding current flows through Part of the machine surrounding coil has a voltage proportional to this current yields which, squared by electronic devices, as the new voltage thus obtained integrated, stored and measured as an integrated and stored value.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung der genannten Art, die die Gesamtenergie, die während eines Schweißvorganges aufgewendet wird, mit großer Genauigkeit abzulesen gestattet, unabhängig davon, daß der Stromfluß nur eine extrem kurze Zeit beispielsweise einige tausendstel Sekunden, andauert, unabhängig ferner von der Art des Schweißstromes und schließlich auch unabhängig davon, wie groß der häufig sehr hohe Scheitelwert des Schweißstromes ist und wie rasch der Strom ansteigt und abfällt. Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Vorrichtung der genannten Art, die leicht zu handhaben ist und genaue Ergebnisse liefert, insbesondere dann, wenn der Sekundärstrom ein gleichgerichteter Wechselstrom, also ein Strom ist, der eine Gleichstromkomponente besitzt, der Wechselstromkomponenten überlagert sind. The invention aims to provide a device of the aforesaid Type, which is the total energy that is expended during a welding process, to be read with great accuracy, regardless of the fact that the current flow only lasts an extremely short time, for example a few thousandths of a second, also independent of the type of welding current and finally also independent how large the peak value of the welding current is, which is often very high, and how the current rises and falls rapidly. The invention also aims to provide a device of the type mentioned which is easy to use and gives accurate results supplies, especially if the secondary current is a rectified alternating current, that is, a current that has a direct current component, the alternating current components are superimposed.

Es sind Geräte zur Begrenzung des Schweißstromes von Widerstandsschweißmaschinen bekannt, die mit Hilfe eines Induktionszählerrelais, auf dessen Anker treibend, ein E2- oder J2-System einwirkt, die Schweißleistung erfassen und bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes eine Abschaltung des Transformators der Schweißmaschine vornehmen. Ein derartiges Gerät kann, auch wenn an Stelle der Abschalteinrichtung eine Ablese- oder Anzeigeeinrichtung vorgesehen würde, die im vorliegenden Falle erstrebte hohe Genauigkeit, wie sie beispielsweise zur einwandfreien Schweißung von Leichtmetallen oder Leichtmetallegierungen erforderlich ist, nicht erreichen, und zwar schon aus dem Grunde, weil ein elektromechanischer, speichernder Leistungsmesser nach dem ihm zugrunde liegenden Prinzip eine richtige Energiemessung nicht liefern kann, wenn Spannung oder Strom in ihrer Kurvenform wesentlich von einer Sinuskurve abweichen, wie es bei modernen Schweißmaschinen vielfach der Fall ist. They are devices for limiting the welding current of resistance welding machines known, which with the help of an induction counter relay, floating on its armature, an E2 or J2 system acts, the welding performance is recorded and when it is reached a predetermined value, a shutdown of the transformer of the welding machine make. Such a device can, even if instead of the cut-off device a reading or display device would be provided, which in the present case Strived for high accuracy, such as that required for perfect welding of light metals or light metal alloys is required, does not achieve for the reason that it is an electromechanical, storing power meter does not deliver a correct energy measurement according to the principle on which it is based can, if voltage or current in their waveform are significantly different from a sine wave differ, as is often the case with modern welding machines.

Bei einem anderen bekannten Gerät wird durch eine über eine der Schweißelektroden der Maschine geschobene Luftspule, in der durch das Feld des Schweißstromes eine Spannung induziert wird, eine dem Schweißstrom proportionale Spannung erfaßt, die anschließend quadriert und gespeichert und dann gemessen wird. Mit einem solchen Gerät kann man jedoch nur eine dem Schweißstrom proportionale Spannung erhalten, wenn der Speisestrom ein Wechselstrom ist. Demgegenüber ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, eine dem Schweißstrom proportionale Spannung zu erhalten, unabhängig davon, ob der Speisestrom ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom ist. In another known device, one of the welding electrodes is carried out by one The air-core coil pushed into the machine, in which a Voltage is induced, a voltage proportional to the welding current is detected, the is then squared and stored and then measured. With such a However, the device can only get a voltage proportional to the welding current, when the supply current is an alternating current. In contrast, it is with the invention Device possible to obtain a voltage proportional to the welding current, independently whether the supply current is a direct current or an alternating current.

Dies wird gemäß der Erfindung durch einen magnetischen Verstärker als Stromwandler erreicht, der in an sich bekannter Weise mit negativer Rückkopplung betrieben ist und zwei sättigungsfähige Magnetkerne umfaßt, die mit in entgegengesetztem Sinne gewickelten, in Reihe geschalteten Wicklungen versehen sind und einen von dem Sekundärstrom durchflossenen Teil der Schweißmaschine umgeben, wobei die Wicklungen dieser Kerne in Reihe mit einem Sinusstromgenerator liegen, dessen Frequenz wesentlich höher als die Frequenz der Wechselstromkomponenten des Schweißstromes bzw. dessen Pulsationsfrequenz ist und dessen Strom gleichgerichtet und als gleichgerichteter Strom eine auf die beiden Magnetkerne gewickelte weitere Wicklung speist, die einen dem durch die Gleichstromkomponenten des Schweißstromes erzeugten Magnetfluß entgegengesetzten Fluß erzeugt und in deren Stromkreis ein Widerstand liegt, an dessen Enden eine dem Schweißstrom proportionale Spannung abfällt. This is done according to the invention by a magnetic amplifier achieved as a current transformer, which in a known manner with negative feedback is operated and comprises two saturable magnetic cores, which are in opposite Meaning wound, series-connected windings are provided and one of surrounded by the secondary current flowing through the part of the welding machine, the windings these cores are in series with a sinusoidal current generator, the frequency of which is essential higher than the frequency of the alternating current components of the welding current or its Pulsation frequency is and its current is rectified and as rectified Current feeds another winding wound on the two magnetic cores, the one opposite to the magnetic flux generated by the direct current components of the welding current Flux generated and in the circuit of which there is a resistor, at the ends of which a the voltage proportional to the welding current drops.

Es ist an sich bekannt, magnetische Verstärker als Gleichstromwandler zu verwenden; magnetische Verstärker mit negativer Rückkopplung zur Messung von Gleichströmen sind an sich ebenfalls bekannt. Bei den bekannten Verstärkern wird jedoch der magnetische Verstärker zusätzlich aus der gleichen Wechselstromquelle gespeist, die auch den Strom liefert, der gemessen werden soll, und die Genauigkeit der Messung ist in vielen Fällen unzureichend. It is known per se to use magnetic amplifiers as direct current converters to use; magnetic amplifiers with negative feedback for measuring Direct currents are also known per se. With the known amplifiers but the magnetic one Amplifier additionally from the same AC source which also provides the current to be measured and the accuracy measurement is insufficient in many cases.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung als Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem Teil einer Widerstandsschweißmaschine schematisch, Fig. 2 ein Schaltschema einer Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. l, Fig. 3 bis 7 Abwandlungsmöglichkeiten der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2. The drawing shows a device according to the invention as an exemplary embodiment shown, namely Fig. 1 shows the device according to the invention in connection with part of a resistance welding machine schematically, FIG. 2 is a circuit diagram an embodiment of the device according to Fig. 1, Fig. 3 to 7 possible modifications the device according to FIGS. 1 and 2.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the various figures, the same parts are given the same reference numerals Mistake.

In Fig. 1 sind zwei Arme 2 und 3 dargestellt, die die Elektroden 4 und 9 einer Widerstandsschweißmaschine tragen. Um den Arm 3 ist eine Spulenanordnung 6 gelegt, die im einzelnen in Fig. 2 beschrieben werden wird. In Fig. 1 two arms 2 and 3 are shown, which the electrodes 4 and 9 of a resistance welding machine. Around the arm 3 is a coil arrangement 6, which will be described in detail in FIG.

Diese Spulenanordnung bildet einen Teil des Stromwandlers, der die Spannung erzeugt, die proportional dem Schweißstrom ist, der im Sekundärkreis der Schweißmaschine im Augenblick des Schweißens der zwei Teile 7 und 8 fließt. Ein anderer Teil dieses Stromwandlers ist mit 9 bezeichnet.This coil arrangement forms part of the current transformer, which the Voltage is generated which is proportional to the welding current in the secondary circuit of the Welding machine at the moment of welding the two parts 7 and 8 flows. A the other part of this current transformer is denoted by 9.

Die erzeugte Spannung wird einer Vorrichtung 10 zugeführt, die an ihrem Ausgang einen Strom liefert, der proportional dem Quadrat des durch die Vorrichtung 6 erzeugten Stromes ist. Es ist zu erwähnen, daß die Verbindungen zwischen den verschiedenen Teilen dieser Vorrichtung in der Praxis durch eine Abschirmung geschützt werden müssen. Diese ist schematisch durch die gestrichelten Linien 11 angedeutet. The voltage generated is fed to a device 10 which is connected to its output delivers a current proportional to the square of the through the device 6 generated electricity is. It should be noted that the connections between the various Parts of this device are protected in practice by a shield have to. This is indicated schematically by the dashed lines 11.

Der Strom, der die Vorrichtung 10 verläßt, beeinflußt eine Vorrichtung 12, die die Momentanwerte des Quadrates des Schweißstromes integriert. Diese Integrationsvorrichtung 12 liefert eine Spannung, deren Wert dem mittleren Wert des Quadrates des Schweißstromes entspricht. The current exiting device 10 affects a device 12, which integrates the instantaneous values of the square of the welding current. This integration device 12 supplies a voltage, the value of which corresponds to the mean value of the square of the welding current is equivalent to.

Diese Spannung wird während einer bestimmten Zeit in einer Vorrichtung 13 gespeichert. Diese Speicherspannung beeinflußt sodann einen Differentialverstärker 14, der die Fehler ausgleicht, die durch die vorhergehenden Vorrichtungen entstanden sind. Endlich wird der die Vorrichtung 14 verlassende ausgeglichene Strom mit einem schmatisch dargestellten Gerät 15 gemessen. This tension is maintained in a device during a certain period of time 13 saved. This storage voltage then influences a differential amplifier 14, which compensates for the errors caused by the previous devices are. Finally, the balanced flow exiting device 14 will have a Device 15 shown schematically measured.

Die Vorrichtungen 6-9, 10, 12, 13, 14 und 15 können auf verschiedene Arten ausgeführt werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. The devices 6-9, 10, 12, 13, 14 and 15 can be different Ways to run. An advantageous embodiment of this device is shown schematically in FIG.

Die dort dargestellte Vorrichtung zur Erfassung des Schweißstromes umfaßt einen magnetischen Verstärker mit negativer Rückkopplung. Der magnetische Verstärker kann auch als Wandler bezeichnet werden. Dieser magnetische Verstärker, der in Fig. 2 innerhalb des mit strichpunktierten Linien6-9 bezeichneten Feldes dargestellt ist, umfaßt zwei sättigungsfähige magnetische Kerne 16 und 17, die in Fig. 1 schematisch mit 6 bezeichnet sind. Auf diesen zwei Kernen 16 und 17 sind in entgegengesetztem Sinne zwei Spulen 18 und 19 gewickelt, die in Reihe an einen Generator für sinusförmigen Strom 20 angeschlossen sind. Die Frequenz dieses letztgenannten Stromes ist wesentlich höher als diejenige des Schweißstromes, der der Schweißmaschine zugeführt wird. Die Verwendung eines Generators 20 mit erhöhter Frequenz hat die Wirkung, daß die Genauigkeit der Messung des Schweißstromes erhöht wird. The device shown there for detecting the welding current includes a magnetic amplifier with negative feedback. The magnetic one Amplifier can also be called a converter. This magnetic amplifier, that in Fig. 2 within the field indicated by dash-dotted lines 6-9 shown comprises two saturable magnetic cores 16 and 17 shown in FIG Fig. 1 are designated schematically with 6. On these two cores 16 and 17 are two coils 18 and 19 wound in opposite directions, which are connected in series to one Sinusoidal current generator 20 are connected. The frequency of this latter The current is much higher than that of the welding current, that of the welding machine is fed. The use of a generator 20 with increased frequency has the Effect that the accuracy of the measurement of the welding current is increased.

Der mit dem Generator 20 erzeugte sinusförmige Strom wird in einem Gleichrichter 21 gleichgerichtet. Der von diesem gelieferte gleichgerichtete Strom speist eine Spule22, die gleichzeitig auf die beiden magnetischen Kerne 16 und 17 gewickelt ist. Diese Spule hat einen solchen Wicklungssinn, daß der Fluß, der von dem sie durchlaufenden gleichgerichteten Strom erzeugt wird, demjenigen entgegengesetzt ist, der von dem Schweißstrom erzeugt wird. The sinusoidal current generated by the generator 20 is in one Rectifier 21 rectified. Of the rectified current supplied by this feeds a coil22 which simultaneously acts on the two magnetic cores 16 and 17 is wrapped. This coil has such a winding sense that the flux flowing from the rectified current passing through it is generated opposite to that generated by the welding current.

Der Fluß, der von dem die Wicklung 22 durchlaufenden Strom erzeugt wird, wirkt also demjenigen entgegen, der von der Schweißmaschine erzeugt wird, und vermindert die Sättigung. Infolge dieses besonderen Merkmals kann gesagt werden, daß der beschriebene magnetische Verstärker eine negative Rückkopplung hat. Dies hat ebenfalls die Wirkung, die Verstärkung zu stabilisieren. The flux produced by the current flowing through winding 22 thus counteracts that which is generated by the welding machine, and reduces satiety. As a result of this special feature it can be said that the magnetic amplifier described has negative feedback. this also has the effect of stabilizing the gain.

Mit der Spule22 ist gleichfalls ein Widerstand 23 in Reihe geschaltet. An den Klemmen dieses Widerstandes kann man eine dem Schweißstrom proportionale Spannung entnehmen. A resistor 23 is also connected in series with the coil 22. A resistance proportional to the welding current can be found at the terminals of this resistor Remove tension.

Da der magnetische Verstärker mit negativer Rückkopplung zur Messung der Schweißströme in Maschinen verschiedener Charakteristik dienen kann, ist in den Kreis der negativen Rückkopplung, d. h. denjenigen, der von dem vom Gleichrichter21 gelieferten gleichgerichteten Strom durchflossen wird, ein Regelwiderstand 24 eingeschaltet, der eine Reihe von Stufen 25 aufweist, auf die ein Schleifer 26 nach Bedarf eingestellt werden kann. Because the magnetic amplifier with negative feedback for measurement which can serve welding currents in machines of different characteristics is in the circuit of negative feedback, d. H. the one from that of the rectifier21 supplied rectified current flows through, a variable resistor 24 is switched on, which has a series of steps 25 to which a grinder 26 adjusts as required can be.

In der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung ist die Einrichtung zum Quadrieren des erfaßten Stromes innerhalb des durch strichpunktierte Linien 10 begrenzten Feldes dargestellt. Die an den Klemmen des Widerstandes 23 entnommene Spannung wird zu gleichen Teilen an die Gitter von zwei gleichen Elektronenverstärkerröhren mit nichtlinearer Charakteristik mittels zweier gleicher Widerstände 27 und 28 angelegt, deren Wert groß ist in bezug auf den Widerstand des Stromwandlers. In the apparatus shown in Fig. 2, the means is for squaring of the detected current within the field delimited by dash-dotted lines 10 shown. The voltage taken from the terminals of the resistor 23 increases equal parts to the grids of two equal electron amplifier tubes with nonlinear Characteristic applied by means of two equal resistors 27 and 28, their value is large with respect to the resistance of the current transformer.

Diese zwei Röhren sind mit 29 und 30 bezeichnet. These two tubes are labeled 29 and 30.

Zwei Röhren 31 und 32 dienen zum Stabilisieren der von einem Netz gelieferten Spannung, dessen Klemmen mit 33 und 34 bezeichnet sind. Two tubes 31 and 32 are used to stabilize the network supplied voltage, the terminals of which are denoted by 33 and 34.

Die Kathoden der beiden Röhren 29 und 30 sind auf gleiches Potential gelegt, das durch einen Regelwiderstand 35 einregelbar ist, der in Reihe mit einem festen Widerstand 36 geschaltet ist. Die beiden Anoden der Röhren 29 und 30 liegen über einen Widerstand 37 an der gleichen Gleichspannung. The cathodes of the two tubes 29 and 30 are at the same potential placed, which is adjustable by a variable resistor 35, which is in series with a fixed resistor 36 is connected. The two anodes of the tubes 29 and 30 are located via a resistor 37 to the same DC voltage.

Die Spannungen an den Gittern der Röhren 29 und 30 sind einander entgegengesetzt. Infolge der Tatsache, daß diese Röhren in dem nichtlinearen Bereich ihrer Charakteristik arbeiten, ist die Veränderung der Anodenspannung proportional den geraden Potenzen der Gitterspannungen. Man wählt die Röhren derartig, daß die entsprechenden Potenzen höherer Ordnung als 2 vernachlässigt werden können. The tensions on the grids of the tubes 29 and 30 are mutually exclusive opposite. Due to the fact that these tubes are in the non-linear range work their characteristic, the change in the anode voltage is proportional the even powers of the lattice voltages. The tubes are chosen in such a way that the corresponding powers of higher order than 2 can be neglected.

Die Einrichtung enthält einen Doppelumschalter 38, dessen beweglicher Teil in eine Prüfstellung gebracht werden kann, die durch die Kontakte 39 schematisch dargestellt wird. Diese sind mit einer Stromquelle 40 von konstanter Spannung verbunden. Wenn sich der Schalter 38 in Prüfstellung befindet, kann man die an die Kathoden der Röhren 29 und 30 angelegte Spannung durch Verschieben des beweglichen Teiles 35 des Widerstandes 35,36 der zwischen diese Kathoden und einen den beiden gleichen Widerständen 27 und 28 gemeinsamen Punkt 41 geschaltet ist, regeln. The device includes a double changeover switch 38, the more movable Part can be brought into a test position, which is shown schematically by the contacts 39 is pictured. These are connected to a power source 40 of constant voltage. When the switch 38 is in the test position, you can connect to the cathodes voltage applied to the tubes 29 and 30 by sliding the movable part 35 of the resistor 35,36 between these cathodes and one of the same two Resistors 27 and 28 common point 41 is connected to regulate.

Die Integrationseinrichtung ist innerhalb des strichpunktierten Feldes 12 der Fig. 2 dargestellt. Sie umfaßt zwei gleiche Elektronenröhren 42 und 43, deren zwei Kathoden auf gleichem Potential liegen. Dieses wird zwischen den beiden Widerständen 44 und 45 abgegriffen, die mit einem Widerstand 46 und den Widerständen 35 und 36 einen Spannungsteiler bilden. Der den Widerständen 45 und 46 gemeinsame Punkt ist mit dem Gitter der Röhre 43 über einen Widerstand 77 verbunden. Die zwei Anoden der Röhren42 und 43 liegen über einen Widerstand 47 an der gleichen Speisespannung. The integration device is within the dash-dotted field 12 of FIG. It comprises two identical electron tubes 42 and 43, whose two cathodes are at the same potential. This is between the two resistors 44 and 45 tapped with a resistor 46 and the resistors 35 and 36 form a voltage divider. The point common to resistors 45 and 46 is connected to the grid of the tube 43 via a resistor 77. The two anodes the tubes 42 and 43 are connected to the same supply voltage via a resistor 47.

Das Gitter der Röhre 42 ist über einen Widerstand 48 mit den Anoden der Röhren 29 und 30 verbunden. Es ist daher Spannungsschwankungen unterworfen, die durch die Änderung des ins Quadrat erhobenen Stromes erzeugt werden, der von dem Spannungswandler 6-9 geliefert wird. Das Gitter der Röhre 43 ist mit einer Belegung eines Kondensators verbunden, der in der praktischen Ausführung aus vier einzelnen Kondensatoren 49, 50, 51 und 52 besteht. Die anderen Belegungen dieser Kondensator-Elemente 49 bis 52 sind mit den Anoden der Röhren42 und 43 unter Zwischenschaltung eines Umschalters verbunden, der den beweglichen Kontakt 53 und den festen Kontakt 54 enthält. Die Kapazitäten der Kondensatoren 49 bis 52 sind untereinander verschieden, derart, daß durch Einstellung des beweglichen Kontaktes 53 des Umschalters auf den einen oder anderen der festen Kontakte 54 das Gitter der Röhre 43 über Kondensatoren mit verschiedener Kapazität mit den Anoden der Röhren 42 und 43 verbunden werden kann. The grid of the tube 42 is connected to the anodes via a resistor 48 of tubes 29 and 30 connected. It is therefore subject to voltage fluctuations, which are generated by the change in the squared current, that of the voltage converter 6-9 is supplied. The grid of the tube 43 is with an occupancy connected to a capacitor, which in the practical version consists of four individual Capacitors 49, 50, 51 and 52 are made. The other assignments of these capacitor elements 49 to 52 are connected to the anodes of the tubes 42 and 43 with the interposition of a Changeover switch connected to the movable contact 53 and the fixed contact 54 contains. The capacities of the capacitors 49 to 52 are different from each other, such that by setting the movable contact 53 of the switch to the one or the other of the fixed contacts 54 the grid of the tube 43 via capacitors connected to the anodes of the tubes 42 and 43 with different capacities can.

Die in einem dieser Kondensatoren angesammelte Elektrizitätsmenge ist proportional dem Integral des Stromes, der durch ihn fließt. Dieser Strom ist eine Funktion der Spannung, die dem Gitter der Röhre 42 zugeführt wird. Diese Gitterspannung ist proportional dem Quadrat des Schweißstromes. The amount of electricity that has accumulated in one of these capacitors is proportional to the integral of the current flowing through it. This stream is a function of the voltage applied to the tube 42 grid. This grid tension is proportional to the square of the welding current.

Die Kondensatoren 49 bis 52 werden in Abhängigkeit von der Schweißdauer ausgewählt. The capacitors 49 to 52 are depending on the welding time selected.

Der durch die Integrationsvorrichtung 12 erhaltene Mittelwert beeinflußt eine Vorrichtung, die als Speicher dient und die schematisch innerhalb der strichpunktierten Linie 13 dargestellt ist. Diese Speichervorrichtung wird durch einen Kondensator 55 gebildet, der sich auflädt, ohne daß er sich entladen oder Ladungen abgeben kann. The mean value obtained by the integration device 12 influences a device which serves as a memory and which is shown schematically within the dash-dotted line Line 13 is shown. This storage device is made up of a capacitor 55 formed, which charges without being able to discharge or give off charges.

Um dies zu erreichen, sind die Elektronenröhren 56 und 57 vorgesehen.To achieve this, the electron tubes 56 and 57 are provided.

Die Spannung, die dem Mittelwert des Quadrates des Stromes entspricht, der dem Schweißstrom proportional ist, wird über einen Widerstand 58 dem Gitter der Röhre 56 zugeführt, die als Kathodenverstärker geschaltet ist. The voltage, which corresponds to the mean value of the square of the current, which is proportional to the welding current, is connected to the grid via a resistor 58 the tube 56 which is connected as a cathode amplifier.

Bei dieser Schaltung ist kein Widerstand im Anodenkreis dieser Röhre vorgesehen, während ein hoher Widerstand 59 im Kathodenkreis liegt. Die Kathode ist mit dem Gitter und der Anode der Elektronenröhre 57 verbunden. With this circuit there is no resistance in the anode circuit of this tube provided, while a high resistance 59 is in the cathode circuit. The cathode is connected to the grid and the anode of the electron tube 57.

Die Kathode dieser Röhre ist mit einer der Belegungen des Kondensators 55 verbunden, während dessen andere Belegung mit dem Widerstand 59 im Kathodenkreis der Röhre 56, die als Kathodenverstärker arbeitet, verbunden ist. Der Kondensator 55 ist mit dem Ende des Widerstandes 59 verbunden, das dem an der Kathode der Röhre 56 liegenden Ende entgegengesetzt ist.The cathode of this tube is with one of the assignments of the capacitor 55 connected, while its other assignment to the resistor 59 in the cathode circuit the tube 56, which works as a cathode amplifier, is connected. The condenser 55 is connected to the end of resistor 59 which is the same as that on the cathode of the tube 56 lying end is opposite.

Die Röhre 57 dient als nur in einer Richtung durchlässiges Element. Sie lädt den Kondensator 55 (Speicherkondensator) auf, aber läßt seine Entladung nicht zu, da der Rückstrom in der Röhre 57 vernachlässigbar ist. The tube 57 serves as a unidirectional member. It charges the capacitor 55 (storage capacitor), but lets it discharge not to, since the return current in the tube 57 is negligible.

Weil der Widerstand 59 hoch ist, ist der Gitterstrom der Röhre 56, die als Kathodenverstärker geschaltet ist, vernachlässigbar.Because resistor 59 is high, the grid current of tube 56 is which is connected as a cathode amplifier, negligible.

Um die durch die Verstärker erzeugten konstanten Einflüsse zu kompensieren und Unsymmetrien der verwendeten Röhren auszugleichen und den Nullpunkt der Vorrichtung einzustellen, sind die Röhren 60 und 61 vorgesehen, die beide als Kathodenverstärker geschaltet sind. Die Kathoden dieser Röhren liegen also in Reihe mit den hohen Widerständen, die mit 62 bzw. 63 bezeichnet sind. To compensate for the constant influences generated by the amplifiers and to compensate for asymmetries of the tubes used and the zero point of the device tubes 60 and 61 are provided, both as cathode amplifiers are switched. The cathodes of these tubes are therefore in series with the high resistances, which are designated by 62 and 63, respectively.

Das Gitter der Röhre 60 ist über einen Widerstand 64 mit der Kathode der Röhre 57 verbunden. Der Kondensator 55 kann über einen Widerstand 65 durch Schließen eines dem Widerstand 65 in Serie parallel zu den Klemmen des Kondensators 55 liegenden Schalters 66 entladen werden. The grid of the tube 60 is through a resistor 64 to the cathode the tube 57 connected. The capacitor 55 can be closed via a resistor 65 one of the resistor 65 in series in parallel with the terminals of the capacitor 55 Switch 66 are discharged.

Die beiden Anoden der Röhren 60 und 61 sind an das gleiche Speisepotential angeschlossen. Die zwischen den beiden Kathoden der Röhren60 und 61 abgenommene Spannung ist eine Funktion der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Gittern dieser Röhren. Wird also das Gitter der Röhre 61 mit einem veränderlichen Widerstand 67 verbunden, der zwischen den beiden weiteren festen Widerständen 68 und 69, die einen Spannungsteiler bilden, angeordnet ist, so kann man die Spannung des Gitters der Röhre 61 verändern, derart, daß eine genaue Nullstellung der Einrichtung erhalten wird, wenn dem Gitter der Röhre 60 kein Steuersignal aufgedrückt ist. The two anodes of the tubes 60 and 61 are connected to the same supply potential connected. The one removed between the two cathodes of tubes 60 and 61 Stress is a function of the voltage difference between the two grids of these Tubes. So becomes the grid of the tube 61 with a variable resistor 67 connected, between the two other fixed resistors 68 and 69, the one Form voltage divider, is arranged, so one can determine the voltage of the grid of the Alter tube 61 so that an accurate zeroing of the device is obtained is when the grid of the tube 60 no control signal is impressed.

Zur Messung des den Differentialverstärker 14 verlassenden Stromes dient ein eingebautes Milliamperemeter 70, wenn der bewegliche Teil 71 eines Umschalters mit dem festen Kontakt 72 verbunden ist. Ist der bewegliche Kontakt 71 mit dem festen Kontakt 73 verbunden, so tritt an die Stelle des eingebauten Milliamperemeters ein von außen anschließbares Milliamperemeter. For measuring the current leaving the differential amplifier 14 A built-in milliammeter 70 is used when the moving part 71 of a changeover switch is connected to the fixed contact 72. Is the movable contact 71 with the fixed Contact 73 connected, takes the place of the built-in milliameter externally connectable milliammeter.

Der bewegliche Kontakt 71 ist mit der Kathode der Röhre 60 über einen Widerstand 74 verbunden.The movable contact 71 is with the cathode of the tube 60 via a Resistor 74 connected.

Am Ende jeder Messung ist es erforderlich, die Integrationskondensatoren 49 bis 52 ebenso wie den Speicherkondensator 55 zu entladen. Die Entladung der Kondensatoren 49 bis 52 wird durch Schließen eines Schalters 75 bewirkt, der in Serie mit einem Widerstand 76 den Widerstand 77 überbrückt. Dieser Schalter 75 kann mit dem Schalter 66 verbunden sein, der die Entladung des Kondensators 55 der Speichervorrichtung ermöglicht, derart, daß beide Schalter gleichzeitig geöffnet bzw. geschlossen sind. At the end of each measurement it is necessary to add the integration capacitors 49 to 52 as well as the storage capacitor 55 to discharge. The discharge of the capacitors 49 to 52 is effected by closing a switch 75 in series with a Resistor 76 bridges resistor 77. This switch 75 can with the switch 66 connected to the discharge of the capacitor 55 of the storage device allows such that both switches are opened and closed at the same time.

Bei der praktischen Ausführung können als Elektronenröhren für die Röhren 29 und 30 und ebenso für die Röhren 60 und 61 die unter der Bezeichnung 6 SN 7 im Handel befindlichen Röhren, für die Röhren 42, 43, 56 und 57 die unter der Bezeichnung 6 SL 7 im Handel befindlichen Röhren verwendet werden. In the practical implementation can be used as electron tubes for the Tubes 29 and 30 and also those under the designation 6 for tubes 60 and 61 SN 7 commercially available tubes, for the tubes 42, 43, 56 and 57 under the Designation 6 SL 7 commercially available tubes are used.

Werden diese Röhren verwendet, so können zweckmäßig für die Widerstände die nachstehend angegebenen Werte verwendet werden. Bei jedem Widerstand gibt die erste Zahl den Wert des Widerstandes an. Die zweite Zahl gibt, soweit angegeben, die Leistung an, die der Widerstand ohne Schädigung aushalten muß. If these tubes are used, it is useful for the resistors the values given below are used. With every resistance there is the first number indicates the value of the resistance. The second number gives, if given, the performance that the resistor must withstand without damage.

Widerstände 27 und 28 = 10 Ohm und 2 Watt Widerstand 37 = 10 000 Ohm und 5 Watt Widerstand 48 = 470 000 Ohm und t Watt Widerstand 47 = 1 Megohm und 1 Watt Widerstand 36 = 550 Ohm und 1 Watt Widerstand 35 = 50 Ohm und 2 Watt Widerstand 46 = 10000 Ohm und 5 Watt Widerstand 45 = 150 Ohm und 1 Watt Widerstand 44 = 100 Ohm und t Watt Widerstand 77 = 1 Megohm und 1 Watt Widerstand 76 = 100 000 Ohm und 1 Watt Widerstand 59 = 470 000 Ohm und 1 Watt Widerstand 58 = 4,7 Megohm Widerstand 65 = 10 Megohm Widerstand 64 = 100 000 Ohm Widerstände 62 und 63 = 20 000 Ohm und 5 Watt Widerstand 74 = 10000 Ohm Widerstand 68 = 1,5 Megohm Widerstand 67 = 100 000 Ohm Widerstand 69 = 570 000 Ohm Unter denselben Voraussetzungen können die Kondensatoren folgende Kapazitäten haben: Die Integrationskondensatoren 49 bis 52 0,22 Mikrofarad 0,1 Mikrofarad 0,056 Mikrofarad 0,027 Mikrofarad der Speicherkondensator 55 3 Mikrofarad Um einen gegebenen Strom ins Quadrat zu erheben, kann man auch andere Vorrichtungen anwenden als Vakuumröhren mit nichtlinearer Charakteristik. Man kann beispeilsweise eine Mischröhre verwenden, wie sie in Fig. 3 unter 79 schematisch dargestellt ist. Die von dem Stromwandler für den Schweißstrom gelieferte Spannungsdifferenz wird zwischen jedem der Gitter 80 und 81 und der Kathode der Röhre angelegt. Der im Anodenkreis fließende Strom ist dann proportional dem Quadrat der vom Stromwandler gelieferten Spannung. Resistors 27 and 28 = 10 ohms and 2 watts resistor 37 = 10,000 Ohm and 5 watt resistor 48 = 470 000 Ohm and t watt resistor 47 = 1 megohm and 1 watt resistor 36 = 550 ohms and 1 watt resistor 35 = 50 ohms and 2 watts resistor 46 = 10000 ohms and 5 watt resistor 45 = 150 ohm and 1 watt resistor 44 = 100 Ohm and t watt resistor 77 = 1 megohm and 1 watt resistor 76 = 100,000 ohm and 1 watt resistor 59 = 470,000 ohms and 1 watt resistor 58 = 4.7 megohms resistor 65 = 10 megohm resistor 64 = 100,000 ohm resistors 62 and 63 = 20,000 ohm and 5 watt resistor 74 = 10000 ohm resistor 68 = 1.5 megohm resistor 67 = 100 000 ohm resistor 69 = 570 000 ohm Under the same conditions the capacitors can have the following capacities: The integration capacitors 49 to 52 0.22 microfarads 0.1 microfarads 0.056 microfarads 0.027 microfarads the storage capacitor 55 3 Microfarads In order to square a given current, one can also use others Apply devices as vacuum tubes with non-linear characteristics. One can For example, use a mixing tube, as shown schematically in FIG. 3 at 79 is shown. The voltage difference delivered by the current transformer for the welding current is applied between each of the grids 80 and 81 and the cathode of the tube. Of the The current flowing in the anode circuit is then proportional to the square of the current from the current transformer supplied voltage.

Um den Strom, der die Einrichtung, durch die der Strom ins Quadrat erhoben wird, verläßt, zu integrieren, kann auch eine andere Vorrichtung verwendet werden als die in Fig. 2 dargestellte mit negativer kapazitiver Rückkopplung. Man kann beispeilsweise eine Einrichtung benutzen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, die einen Widerstand 82 in Serie mit einem Kondensator 83 enthält, wenn der kapazitive Widerstand dieses Kondensators klein ist im Vergleich zu dem Wert des Widerstandes 82. To the stream that the facility through which the stream squared is raised, leaves, to integrate, another device can also be used are than that shown in Fig. 2 with negative capacitive feedback. Man can use, for example, a device as shown in Fig. 4, which includes a resistor 82 in series with a capacitor 83 when the capacitive Resistance of this capacitor is small compared to the value of the resistor 82.

Wenn die Spannung zwischen den Klemmen dieses Widerstandes sehr viel größer ist als die Spannung zwischen den Klemmen des Kondensators, so kann der Strom durch den Widerstand 82 betrachtet werden als der Quotient aus der angelegten Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen 84 und 85 und diesem Widerstand. Man kann daher die Spannungsdifferenz zwischen den Belegungen des Kondensators 83 die = Sc S i d t ist, auch ausdrücken durch die Formel f V dt. In diesem Ausdruck bedeutet R den Wert des Widerstandes 82, C die Kapazität des Kondensators 83, V die Spannungsdifferenz, die proportional dem Quadrat des zu messenden Schweißstromes ist und zwischen den Klemmen 84 und 85 besteht. If the voltage between the terminals of this resistor is very much is greater than the voltage between the terminals of the capacitor, the current can through resistor 82 can be viewed as the quotient of the applied voltage difference between terminals 84 and 85 and this resistor. One can therefore use the voltage difference also express between the assignments of the capacitor 83 which = Sc S i d t by the formula f V dt. In this expression, R means the value of the resistance 82, C the capacitance of the capacitor 83, V the voltage difference which is proportional is the square of the welding current to be measured and between terminals 84 and 85 exists.

In diesem Falle ist es erforderlich, die Spannung, die zwischen den Klemmen des Kondensators erhalten wird, zu verstärken. In this case it is necessary to reduce the tension between the Clamps of the capacitor is obtained to reinforce.

Die Einrichtung, die als Speicher der Spannungsdifferenz zwischen den Belegungen des Kondensators dient, kann ebenfalls anders als in Fig. 2 schematisch dargestellt beschaffen sein. The device that acts as a memory of the voltage difference between is used for the assignments of the capacitor, can also be different than in Fig. 2 schematically be represented.

Eine andere Speichereinrichtung ist in Fig. 5 dargestellt, die ein ultraschnelles Relais 86 zeigt, das einen Schalter 87 im Gitterstromkreis einer Röhre 88 betätigt. Another storage device is shown in FIG ultrafast relay 86 shows a switch 87 in the grid circuit of a Tube 88 actuated.

Die Kathode ist mit einem Widerstand 89 in Reihe geschaltet. Zwischen dem Gitter der Röhre 88 und dem der Kathode abgewandten Ende des Widerstandes 89 liegt ein Kondensator 90.The cathode is connected in series with a resistor 89. Between the grid of the tube 88 and the end of the resistor 89 facing away from the cathode a capacitor 90 is connected.

Die zu speichernde Spannung wird zwischen den Klemmen 91 und 92 angelegt. Die gespeicherte Spannung kann an den Enden des Widerstandes 89 abgenommen werden. The voltage to be stored is applied between terminals 91 and 92. The stored voltage can be picked up at the ends of the resistor 89.

Einen Differentialverstärker anderer Ausführung als in Fig. 2 dargestellt zeigt schematisch Fig. 6. Er besteht aus den beiden Vakuumröhren 93 und 94, deren Kathoden miteinander verbunden sind und deren Anode an eine Gleichspannung über die Widerstände 95 bzw. 96 angeschlossen ist. In diesem Falle muß die von der Speichervorrichtung gelieferte Spannung einer als Kathodenverstärker geschalteten Röhre zugeführt werden, deren Kathode mit dem Gitter der Röhre 93 verbunden ist, während die Kompensationsspannung dem Gitter der Röhre 94 aufgedrückt wird. Die kompensierte Ausgangsspannung wird zwischen den Klemmen 97 und 98, die direkt mit den Anoden der Röhren 93 und 94 verbunden sind, entnommen. A differential amplifier other than that shown in FIG shows schematically Fig. 6. It consists of the two vacuum tubes 93 and 94, their Cathodes are connected to each other and their anode to a DC voltage across the Resistors 95 and 96 are connected. In this case the memory device The voltage supplied is fed to a tube connected as a cathode amplifier, whose cathode is connected to the grid of the tube 93, while the compensation voltage the grid of the tube 94 is pressed. The compensated output voltage becomes between terminals 97 and 98, which are directly connected to the anodes of tubes 93 and 94 are taken.

Eine andere Ausführung eines Differentialverstärkers zeigt schematisch Fig. 7, wo eine Vakuumröhre 99 dargestellt ist, deren Gitter die von der Speichervorrichtung gelieferte Spannung zwischen Klemmen 100 und 101 erhält. Ein Widerstand 102 liegt im Anodenkreis. Ein fester Widerstand 103 und ein Potentiometerl04 sind zwischen Kathode und Anode miteinander in Serie geschaltet. Die kompensierte Ausgangsspannung wird an den Klemmen 105 und 106 entnommen, die mit der Anode der Röhre 99 bzw. mit dem beweglichen Anschluß des Potentiometers 104 verbunden sind. Another embodiment of a differential amplifier is shown schematically Fig. 7, which shows a vacuum tube 99, the grid of which is that of the storage device The voltage supplied between terminals 100 and 101 receives. A resistor 102 is located in the anode circuit. A fixed resistor 103 and a potentiometer 104 are between Cathode and anode connected in series with one another. The compensated output voltage is taken from terminals 105 and 106, which are connected to the anode of tube 99 and with, respectively the movable terminal of the potentiometer 104 are connected.

Die Erfindung solI nicht ausschließlich auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt sein, und es können Änderungen in der Form, der Anordnung und dem Aufbau der einzelnen Elemente vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß diese Änderungen die gleiche Wirkung ergeben, wie der Erfindung entspricht. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown may be limited and changes in shape, arrangement and construction may occur of each element, provided that these changes conform to the give the same effect as the invention.

Claims

PATENT CLAIM: Device for measuring the integral Si2dt of the one pulsating direct current representing welding current in the secondary circuit of an electrical Resistance welding machine with a current transformer, one of the welding current The part of the machine that flows through it has a coil surrounding it, which has one of these currents supplies proportional voltage which, by electronic devices, is squared as so received new tension integrated, stored and as integrated and stored Value is measured, characterized by a in a manner known per se with negative Feedback powered magnetic amplifier as a current transformer, the two saturable Includes magnetic cores that are connected in series with wound in opposite directions Windings are provided and a part of the through which the secondary current flows Surrounding welding machine, the windings of these cores in series with a sinusoidal current generator whose frequency is much higher than the frequency of the alternating current components of the welding current or its pulsation frequency and its current is rectified and another one wound on the two magnetic cores as a rectified current Winding feeds the one through the direct current components of the welding current generated magnetic flux generated opposite flux and in their circuit Resistance is located at the ends of which a voltage proportional to the welding current drops.

Considered publications: German Patent Specifications No. 644 694, 690 645; British Patent No. 589,438; U.S. Patent No. 2 139 474; "Elektrotechnik", Vol. 3, May 1949, pp. 135 to 140; »Archive for techn. Measure", V 3213-1, V 3213-3.