JPH0214870Y2 - - Google Patents

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JPH0214870Y2
JPH0214870Y2 JP16092385U JP16092385U JPH0214870Y2 JP H0214870 Y2 JPH0214870 Y2 JP H0214870Y2 JP 16092385 U JP16092385 U JP 16092385U JP 16092385 U JP16092385 U JP 16092385U JP H0214870 Y2 JPH0214870 Y2 JP H0214870Y2
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toroidal coil
welding current
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voltage
switch
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、トロイダルコイルの断線状態を正確
に識別できる機能を備えた溶接電流検出装置に関
する。
(従来の技術) スポツト溶接において、溶接電流は最も重要な
溶接条件であつて正しく制御され管理されなけれ
ばならない。そのような溶接電流を測定する手段
としてはトロイダルコイルが多用されている。
第2図は、従来の溶接電流検出装置の含む溶接
電流制御装置を示す。トロイダルコイル100は
スポツト溶接機の二次側回路で被溶接材に溶接電
流Iを供給するケーブル102を囲むようにして
設けられる。このトロイダルコイル100の一方
の端子100aは抵抗104を介して演算増幅器
106の反転入力端子に接続され、他方の端子1
00bは演算増幅器106の非反転入力端子に直
接接続されるとともに接地される。また、演算増
幅器106の反転入力端子とその出力端子との間
にはコンデンサ108が接続され、これにより演
算増幅器106は積分回路として動作するように
なつている。したがつて、溶接電流Iが流れると
トロイダルコイル100の端子100aに溶接電
流Iの微分値に対応した電圧信号S1が発生する
ので、演算増幅器106の出力端子には溶接電流
Iに対応した波形の電圧信号S2が得られる。こ
のように、トロイダルコイル100と演算増幅器
106からなる積分回路とは、溶接電流Iと相似
な波形の電圧信号S2を与えるので、溶接電流検
出装置を形成する。なお、スイツチ110は積分
回路初期設定用のもので通電開始直前に開成され
る。
演算増幅器106の出力端子に得られた電圧信
号S2は実効値演算回路112に供給され、実効
値演算回路112の出力端子に得られる溶接電流
Iの実効値(測定値)を表す信号S3は定電流制
御装置114に送られる。制御装置114は、溶
接電流Iの測定値と設定他とを比較して前者が後
者に一致するように最適なタイミングのトリガ信
号STを一次側回路のサイリスタ(図示せず)に
供給する。
ところで、トロイダルコイル100は一般にベ
ルト状の芯に銅線を巻き付けた空芯トランスとし
て構成されるが、種々の原因で断線することがあ
り、そうなると溶接電流Iが流れても電圧信号
S1が発生せず、したがつて電圧信号S2も生成さ
れず、溶接電流Iは検出されない。
そこで従来は、第2図に示すように、実効値演
算回路112の出力端子に得られる溶接電流測定
値S3を比較器116で零ボルトに近い比較基準
電圧VSと比較してトロイダルコイル100が断
線しているかどうかの判定を出していた。すなわ
ち、トロイダルコイル100が断線してなくて電
圧信号S1を発生すればS3>VSになるので比較器
116の出力電圧SHは“1”レベルになり、ト
ロイダルコイル100が断線していれば電圧信号
S1は発生せず、したがつてS3≒0(<VS)にな
るのでSH=“0”レベルになる。
(考案が解決しようとする問題点) 上述したように従来は、溶接電流測定値S3が
零ボルトになるかどうかでトロイダルコイル10
0が断線状態か否かを判定していた。
しかしながら、溶接電流測定値S3が零ボルト
になるのは常にトロイダルコイル100が断線し
ているためとは限らない。例えばケーブル102
が断線していると、一次側のサイリスタにトリガ
信号STを送つても二次側に溶接電流Iが流れず
結果的に溶接電流装測定値S3は零ボルトになる。
また、被溶接材相互間もしくは被溶接材と電極チ
ツプ間に紙等の絶縁物質が挟まつている場合等に
も溶接電流Iが流れず、やはり溶接電流測定値
S3が零ボルトになる。
したがつて、トロイダルコイル100が断線し
ていなくても、上述のような事故で溶接電流Iが
流れないと比較器出力電圧SHが“0”になり、
トロイダルコイル100が断線しているという誤
つた判定が出されることになる。
このように従来は、トロイダルコイルの断線状
態と他の事故との正確な区別がつかなかつた。
本考案は、従来技術の上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、トロイダルコイルの断線状態を正確
に識別できる機能を備えた溶接電流検出装置を提
供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成する本考案の構成は、溶接電流
の微分値に対応した波形の第1の電圧信号を発生
するトロイダルコイルと、該第1の電圧信号を積
分して溶接電流に対応した波形の第2の電圧信号
を生成する演算増幅器からなる積分回路とを有す
る溶接電流検出装置において、一定の直流電圧を
与える定電圧源と、;該定電圧源とトロイダルコ
イルとの間に直列接続される第1のスイツチおよ
び第1の抵抗と、;該定電圧源側のトロイダルコ
イルの端子と演算増幅器の一方の入力端子との間
に接続される第2の抵抗と、;該演算増幅器の一
方の入力端子とその出力端子との間に直列接続さ
れる第2のスイツチおよび第3の抵抗と、;該演
算増幅器の一方の入力端子とその出力端子との間
に接続されるコンデンサと、;溶接電流検出時に
は第1および第2のスイツチを開成させ、トロイ
ダルコイル断線検査時にはそれら第1および第2
のスイツチを閉成させる制御手段と、;トロイダ
ルコイル検査時に得られる演算増幅器の出力電圧
のレベルに基づいてトロイダルコイルが断線して
いるかどうかを判定する手段とを具備することを
特徴とする。
(作用) トロイダルコイル検査時において、第1のスイ
ツチが閉じることにより第1の抵抗とトロイダル
コイルとの直列回路に定電圧源からの直流電圧が
印加される。トロイダルコイルが断線していなけ
れば、定電圧源側のトロイダルコイルの端子には
該直流電圧が第1の抵抗とトロイダルコイルとに
よつて分圧された電圧が得られる。しかし、トロ
イダルコイルが断線していれば、定電圧源側のト
ロイダルコイルの端子には該直流電圧がそのまま
現れる。一方、第2のスイツチが閉じることによ
つて演算増幅器は増幅回路として動作し、その増
幅率は第2の抵抗と第3の抵抗の比によつて与え
られる。而して、演算増幅器の出力端子にはトロ
イダルコイルの端子の電圧が所定倍だけ増幅され
たレベルの出力電圧が得られる。そして、そのレ
ベルはトロイダルコイルが断線している場合と断
線していない場合とで明確に異なるので、そのレ
ベルに基づいて判定手段はトロイダルコイルが断
線状態か否かの判定を出す。なお、トロイダルコ
イル検査は溶接が中断されているときに行われ
る。
溶接電流検出時において、第1のスイツチが開
くことによつて定電圧源は遮断され第1の抵抗は
電気的に浮いた状態になる。したがつて、溶接電
流が流れた場合にのみトロイダルコイルの端子に
電圧が発生し、その電圧は溶接電流の微分値に対
応した波形の第1の電圧信号である。一方、第2
のスイツチが開くことによつて演算増幅器は積分
回路として動作し、その積分定数は第2の抵抗と
コンデンンサとの積によつて与えられる。而し
て、第1の電圧信号は該積分回路で積分され、そ
の出力端子には溶接電流に対応した波形の第2の
電圧信号が溶接電流検出信号として得られる。
(実施例) 第1図を参照して本考案の好適な実施例を適用
した溶接電流制御装置を説明する。
構 成 第1図において、トロイダルコイル10は上記
トロイダルコイル100と同様な普通の構成であ
り内部抵抗rを有する。使用時において、トロイ
ダルコイル10はスポツト溶接機の二次側回路で
被溶接材に溶接電流Iを供給するケーブル12を
囲むようにして設けられる。トロイダルコイル1
0の一方の端子10aは抵抗14を介して演算増
幅器16の反転入力端子に供給されるとともに抵
抗18およびアナログスイツチを20を介して定
電圧源22の正極端子に接続される。定電圧源2
2は一定の直流電圧VREを与え、その負極端子
は接地される。トロイダルコイル10の他方の端
子10bは演算増幅器16の非反転入力端子に接
続されるとともに接地される。
演算増幅器16の反転入力端子とその出力端子
との間には、演算増幅器16を積分回路として動
作させるコンデンサ24と、積分回路初期設定用
のアナログスイツチ26と、演算増幅器16を増
幅回路として動作させるアナログスイツチ28お
よび抵抗30の直列回路とが並列に接続される。
演算増幅器16の出力端子はアナログ−デイジ
タル(A/D)変換器32を介して中央演算処理
装置(CPU)34に接続される。CPU34は従
来の実効値演算回路および定電流制御回路の機能
を有してトリガ信号STを一次側回路のサイリス
タに供給するとともに、アナログスイツチ20,
26,28の切り替えを行い、またトロイダル検
査時において検査結果を表示器34に表示させ
る。
動 作 次に、上述した構成の溶接電流制御装置の動作
を説明する。
(A) 溶接電流検出・制御モード このモードではCPU34からの切替制御信号
CS1が“0”となりスイツチ20,28を開成さ
せる。
スイツチ20が開くことによつて抵抗18は電
気的に浮いた状態となり演算増幅器16の入力電
圧に何らの影響をも与えない。また、スイツチ2
7が開くことによつて演算増幅器16は積分回路
として動作し、抵抗14の抵抗値をR14、コンデ
ンサ24のキヤパシタンスをC24とすると積分定
数はC24,R24として与えられる。なお、CPU3
4からの切替制御信号CS2は積分回路の初期設定
時に“1”となつてスイツチ26を閉成させる
が、通電開始直前に“0”となつてスイツチ26
を開成させる。
したがつて、CPU34からサイリスタトリガ
信号STが発せられて溶接電流Iがケーブル12
を流れて被溶接材(図示せず)に供給されると、
電磁誘導作用によりトロイダルコイル10の端子
10aから溶接電流Iの微分値に対応した波形の
電圧信号E1が発生し、この電圧信号E1は抵抗1
4を介して演算増幅器16の反転入力端子に供給
され、演算増幅器16の出力端子には電圧信号
E1を積分した電圧信号、すなわち溶接電流Iに
対応した波形の電圧信号E2が得られる。この電
圧信号E2はA/D変換器32によりデイジタル
信号e2に変換され、CPU34に供給される。
CPU34では、その電圧信号e2に基づいて溶接
電流Iの実効値(測定値)を算出し、さらにその
測定値に基づいてサイリスタトリガ信号STのタ
イミングを制御する。
(B) トロイダルコイル検査モード このモードでは、CPU34からの切替制御信
号CS1が“1”になつてスイツチ20,28を閉
成させる。また、切替制御信号CS2は“0”でス
イツチ26を開成させる。
スイツチ20が閉じることによつて、定電圧源
22からの直流電圧VREが抵抗18とトロイダ
ルコイル10との直列回路に印加される。したが
つて、トロイダルコイル10が断線してなけれ
ば、定電圧源側のトロイダルコイル10の端子1
0aにはVRE・r/(R18+r)のレベルの電
圧V1が得られる。ここで、R18は抵抗18の抵
抗値である。また、トロイダルコイル10が断線
していれば、電圧V1のレベルはVREとなる。電
圧V1は抵抗14を介して演算増幅器16の反転
入力端子に供給される。
一方、スイツチ28が閉じることによつて演算
増幅器16は増幅回路として動作し、抵抗30の
抵抗値をR30とすると、その増幅率はR30/R14
として与えられる。したがつて、演算増幅器16
の出力電圧V3のレベルは、トロイダルコイル1
0が断線しておらず電圧V1のレベルがVRE・
r/(R18+r)のときにはVRE・r/R30
(R18+r)・R14となる。またトロイダルコイル
10が断線して電圧V1がVREのときにはVRE・
R30/(R14+R18)となる。(この場合、増幅率
はR30/(R14+R18)とする。なお、コンデン
サ24の働きにより演算増幅器16の入出力間に
は幾らかの遅延が生じるが、ノイズに対しては有
効となる。
演算増幅器16の出力電圧V2はA/D変換器
32を通りデイジタル値v2としてCPU34に供
給される。CPU34は、演算増幅器16の出力
電圧V2に対してそれが所定範囲内にあるかどう
かの検査を行い、その結果にしたがつてトロイダ
ルコイル10が断線かどうかを判定する。すなわ
ち、電圧V2が上記レベルVRE・r・R30/
(R18+r)・R14の近傍範囲VRE・r・R30/
(R18+r)・R14−△v〜VRE・r/・30(R18
+r)・R14+△v内にあればトロイダルコイル
10は断線していないものと判定し、電圧V2が
上記近傍範囲の上限値VRE・r・R30/(R18+
r)・R14+△vを越えれば(すなわち、VRE・
R30/(R14+R18)のとき、トロイダルコイル
10は断線しているものと判定する。
なお、トロイダルコイル10内には個々の感度
のバラツキ調整のためにそれと並列に抵抗器を接
続する場合がある。そのような場合にトロイダル
コイル10が断線すると、電圧V2のレベルは
VRE・r0・R30/(R18+r0)・R14(r0は該抵抗器
の抵抗値)になるが、一般にr0はrの10倍程度大
きいため上記レベルVRE・r0・R30/(R18+
r0)・R14は上限値VRE・r・R30/(R18+
r)・R14+△vを越えるので、トロイダルコイ
ル10の断線状態が識別される。またトロイダル
コイル10が部分的または全体的に短絡する場合
もあるが、そのような場合には電圧V2のレベル
が下限値VRE・r・R30/(R18+r)・R14−
△vより低くなるので、その短絡状態が識別され
る。
上述のようにして、トロイダルコイル10の状
態が検査されて判定結果が出ると、CPU34は
表示器36にその判定結果を表示させ、トロイダ
ルコイル10が断線または短絡していればその旨
の警報を出す。
(考案の効果) 以上のように、本考案では、溶接電流に対して
独立的にトロイダルコイルを検査するのでトロイ
ダルコイルの断線状態を他の事故と混同すること
なく明確に識別または検出することができ、また
回路の主要部分がトロイダルコイル検査用と溶接
電流検出用とに共用されているのでコスト的にも
有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を適用した溶接電流
制御装置の構成を示すブロツク図、および第2図
は従来の溶接電流制御装置の構成を示すブロツク
図である。 10……トロイダルコイル、10a,10b…
…トロイダルコイル端子、12……ケーブル、1
4,18,30……抵抗、16……演算増幅器、
20,26,28……アナログスイツチ、22…
…定電圧源、32……A/D変換器、34……
CPU。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 溶接電流の微分値に対応した波形の第1の電圧
    信号を発生するトロイダルコイルと、前記第1の
    電圧信号を積分して前記溶接電流に対応した波形
    の第2の電圧信号を生成する演算増幅器からなる
    積分回路とを有する溶接電流検出装置において、 一定の直流電圧を与える定電圧源と、 前記定電圧源とトロイダルコイルとの間に直列
    接続される第1のスイツチおよび第1の抵抗と、 前記定電圧源側の前記トロイダルコイルの端子
    と演算増幅器の一方の入力端子との間に接続され
    る第2の抵抗と、 前記演算増幅器の一方の入力端子とその出力端
    子との間に直列接続される第2のスイツチおよび
    第3の抵抗と、 前記演算増幅器の一方の入力端子とその出力端
    子との間に接続されるコンデンサと、 溶接電流検出時には前記第1および第2のスイ
    ツチを開成させ、トロイダルコイル検査時にはそ
    れら第1および第2のスイツチを閉成させるスイ
    ツチ制御手段と、 トロイダルコイル検査時に得られる前記演算増
    幅器の出力電圧のレベルに基づいて前記トロイダ
    ルコイルが断線しているかどうかを判定する手段
    と、 を具備することを特徴とする溶接電流検出装置。
JP16092385U 1985-10-21 1985-10-21 Expired JPH0214870Y2 (ja)

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JPS6267688U JPS6267688U (ja) 1987-04-27
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