KR101530144B1

KR101530144B1 - 용접전류 측정 장치 및 측정 방법

Info

Publication number: KR101530144B1
Application number: KR1020140011066A
Authority: KR
Inventors: 강동철
Original assignee: 강동철
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-06-22

Abstract

본 발명은 트로이달 코일로부터의 출력 파형을 적분하는 방식의 용접전류 측정 장치의 측정 불량을 해소하기 위하여 강제로 쿨링 구간을 제공함으로써 더욱 정확한 용접전류를 측정할 수 있도록 하는 용접전류 측정 장치에 관한 것으로, 연산증폭기, 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 연결된 저항, 및 상기 연산증폭기의 반전입력단자와 출력단자 사이에 연결된 커패시터를 포함하여 구성되는 적분 회로; 상기 저항의 선단에 연결된 제1 출력단 및 상기 비반전입력단자에 연결된 제2 출력단을 포함하여 용접기에서 출력되는 전류에 의하여 유도 전압을 발생시키는 트로이달 코일; 상기 커패시터에 병렬로 연결된 제1 스위치; 및 상기 제1 출력단 및 상기 제1 스위치에 연결되어 상기 제1 출력단에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함하여 상기 적분 회로의 출력으로부터 용접전류를 계산할 수 있고, 상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 제거하고, 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치를 오프(OFF)하여 상기 커패시터에 전하를 축적시키고, 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높일 수 있다.

Description

용접전류 측정 장치 및 측정 방법{Welding Current Measuring Apparatus and the Method thereof}

본 발명은 용접전류의 측정 장치에 관한 것으로, 특히 트로이달 코일로부터의 출력 파형을 적분하는 방식의 용접전류 측정 장치의 측정 불량을 해소하기 위하여 강제로 쿨링 구간을 제공함으로써 더욱 정확한 용접전류를 측정할 수 있도록 하는 용접전류 측정 장치에 관한 것이다.

용접기의 용접전류는 용접품질과 관련되기 때문에 이를 정확히 측정하는 것이 필요하다. 일반적으로 용접전류를 측정하기 위하여 용접전류가 흐르는 부위를 트로이달 코일(troidal coil)이 감싸도록 한 후에 트로이달 코일의 출력 파형을 적분함으로써 용접전류를 측정하는 방식을 이용한다.

또한, 등록특허 제10-1222440호에는 적분기에 포함된 커패시터의 전하가 커패시터에 병렬로 연결된 저항으로 빠져나가는 문제를 해결하기 위한 방법이 개시되어 있다.

그런데, 상기 개시된 내용에서는 커패시터에 저항이 병렬로 연결되어 있으므로, 전류센서에서 전류가 검출되지 않아 고속릴레이(160)가 온(ON) 되는 경우에도 이 병렬 연결된 저항으로 인하여 약하게나마 적분기의 출력이 발생함으로써 정확한 전류 값을 구할 수 없게 된다. 더욱이 용접 전류가 다통전인 경우 상기 저항으로 인하여 토로이달 코일에 유도 전압이 존재하지 않는 경우에도 전압이 계속 출력되는 문제가 있다. 또한, 상기 개시된 내용에서는 용접 전류가 계속하여 입력되는 경우 커패시터 양단에 전하의 양이 증가하게 되어 정확한 전류 측정을 방해하게 되는 문제가 있다.

한편, 용접전류는 기본적으로 한 번의 용접시 (통전 구간에서) 전류 값을 일정하게 유지시키는 단통전 전류와 상이한 전류 값들을 시간 차로 제공하는 다통전 전류로 구분할 수 있는데, 다통전 전류의 경우에 상이한 전류 값들 사이에 쿨링 구간(cooling period)을 포함하는 경우와 그렇지 않은 경우로 구분할 수 있다. 본래 쿨링 구간이 존재하지 않는 단통전의 경우와 다통전 전류로서 쿨링 구간이 게재되지 않는 경우에는 용접전류가 지속적으로 흐르는 시간이 길어지게 되어 상기 커패시터 양단의 전하 축적에 따른 문제가 더 커지게 된다.

등록특허 제10-1222440호 (2013. 2. 1 공개)

본 발명의 목적은 용접전류의 통전 구간이 길어지면서 커패시터의 축적 전하로 인한 용접전류의 부정확한 측정 문제를 해소하기 위하여 커패시터의 전하를 주기적으로 제거하기 위한 용접전류 측정 장치를 제공하기 위한 것이다. 구체적으로는, 적분기의 커패시터와 연산증폭기의 입력단을 주기적으로 단락시켜 강제로 쿨링 구간을 제공함으로써 정확한 전류측정을 가능하게 하는 용접전류 측정 장치를 제공하기 위한 것이다. 기타 본 발명의 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 용접전류 측정 장치는 연산증폭기, 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 연결된 저항, 및 상기 연산증폭기의 반전입력단자와 출력단자 사이에 연결된 커패시터를 포함하여 구성되는 적분 회로; 상기 저항의 선단에 연결된 제1 출력단 및 상기 비반전입력단자에 연결된 제2 출력단을 포함하여 용접기에서 출력되는 전류에 의하여 유도 전압을 발생시키는 트로이달 코일; 상기 커패시터에 병렬로 연결된 제1 스위치; 및 상기 제1 출력단 및 상기 제1 스위치에 연결되어 상기 제1 출력단에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함하여 상기 적분 회로의 출력으로부터 용접전류를 계산할 수 있고, 상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 제거하고, 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치를 오프(OFF)하여 상기 커패시터에 전하를 축적시키고, 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 바람직한 실시 예로서, 상기 연산증폭기의 비반전입력단자와 반전입력단 사이에 연결된 제2 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 스위치의 온/오프 동작에 따라 온/오프되도록 제어되도록 구성할 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 양태로서, 본 발명의 용접전류 측정 방법은 전술한 바의 용접전류 측정 장치를 이용한 용접전류 측정 방법으로서, a) 상기 트로이달 코일에 의하여 상기 유도 전압을 발생시키는 제1 단계; 및 b) 상기 적분기에 의하여 상기 유도 전압을 적분하여 용접전류를 계산하는 제2 단계를 포함하고, 상기 제2 단계는 상기 제어부에 의하여 상기 제1 단계에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치를 온/오프하고, 상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 상기 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 제거하고, 상기 제1 출력단으로부터 상기 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치를 오프(OFF)하여 상기 커패시터에 전하를 축적시키고, 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높일 수 있다.

이와 같은 본 발명의 강제 쿨링 구간을 주기적으로 제공하는 제어부를 포함하는 용접전류 측정 장치에 의하여 적분 회로의 커패시터에 축적된 포화 전하를 주기적으로 제거해 줌으로써 용접전류를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.

도 1은 종래의 용접전류 감지회로에 대한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 용접전류 측정 장치에 대한 회로도; 및
도 3은 용접전류에 쿨링 구간이 존재하지 않는 단통전의 경우와 다통전의 경우의 실제 파형과 본 발명에 따른 적분회로의 출력 파형을 도시하는 그래프이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 용접전류 측정 장치의 전체 회로도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 본 발명은 적분 회로(10), 트로이달 코일(20), 제1 스위치(30) 및 제어부(50)를 포함한다.

상기 적분 회로(10)는 연산증폭기(12), 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 연결된 저항(14), 및 상기 연산증폭기의 반전입력단자와 출력단자 사이에 연결된 커패시터(16)를 포함하여 구성된다.

상기 트로이달 코일(20)은, 예를 들면, 너트와 패널 사이를 용접하기 위하여 스팟 용접기의 팁 상에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 센서로서, 전류가 흐르는 용접기 팁을 둘러싸도록 설치되어 전류의 흐름에 따른 자속의 변화로 유도 전압을 발생시킨다. 트로이달 코일(20)은 저항(14)의 선단에 연결된 제1 출력단 및 상기 비반전입력단자에 연결된 제2 출력단을 포함하여 상기 발생한 유도 전압을 적분 회로(10)로 전달할 수 있고 적분 회로(10)에 의하여 적분한 유도 전압에 의하여 용접전류가 계산될 수 있다.

상기 제1 스위치(30)는 상기 커패시터(16)에 병렬로 연결되어, 후술하는 제어부(50)에 의하여 단속되도록 구성된다.

상기 제어부(50)는 트로이달 코일(20)의 제1 출력단 및 상기 제1 스위치(30) 사이에 연결되어 상기 제1 출력단에서 검출된 유도 전압에 따라 제1 스위치(30)를 온/오프함으로써 적분 회로(10)를 제어한다.

이와 같이, 본 발명의 용접전류 측정 장치는 트로이달 코일(20)의 유도 전압의 상태에 따라 제어되는 적분 회로(10)의 출력으로부터 용접전류를 계산할 수 있는데, 제어부(50)는 다음과 같은 동작으로 적분 회로(10)를 제어하게 된다.

기본적으로 제어부(50)는 트로이달 코일(20)로부터의 유도 전압의 검출 유무에 따라 제1 스위치(30)를 온/오프 제어한다. 즉, 제어부(50)는 용접이 중단되거나 쿨링 구간(cooling period)과 같은 휴지 시간에서와 같이, 트로이달 코일(20)에서 유도 전압이 출력되지 않으면 제1 스위치(30)를 온(ON) 상태로 유지하고, 용접이 진행되어 트로이달 코일(20)에 유도 전압이 형성되는 경우에는 제1 스위치(30)를 오프(OFF) 상태로 전환하여 종래기술의 회로에 존재하는 커패시터에 병렬로 연결된 저항(도 1의 150)으로 빠지는 전하를 억제함으로써 용접전류를 더 정확하게 측정할 수 있다.

본 발명은 이러한 개선 이외에 강제로 쿨링 구간을 부여하는 추가적 기능을 구비하여 용접전류의 측정을 더욱 정확하게 할 수 있도록 구성하였다. 즉, 상기 트로이달 코일(20)의 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치(30)를 온(ON)하여 상기 커패시터(16)의 전하를 제거하고, 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치(30)를 오프(OFF)하여 상기 커패시터(16)에 전하를 축적시키는 이외에, 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터(16)의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높이도록 구성하였다. 구체적 동작은 도 3을 참조하여 후술한다.

또한, 용접전류의 통전 구간이 긴 경우 커패시터(16)에는 충분한 양의 전하가 축적되어 있는 상태이고, 이때 통전 구간을 끝내고 트로이달 코일(20)에 유도 전압이 형성되지 않게 되는 경우 제1 스위치(16)가 온 상태로 전환되는데, 이때, 도 1에서와 같은 종래 기술에 의하면 커패시터(140)에 저항(150)이 병렬로 연결된 상태로 존재하여 이를 통하여 적분 회로의 출력이 순간적으로 0V로 떨어지지 못하게 되는 문제가 있었다. 본 발명에서는 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 종래의 커패시터(140)에 병렬로 연결되어 있던 저항(150)을 제거하여 제1 스위치(30)의 자체 저항(본 발명의 효과를 극대화하기 위하여 이 자체 저항도 최소화하도록 설계함)만이 커패시터(16)에 병렬로 연결되도록 구성함으로써 커패시터(16)에 충분한 양의 전하가 축적되어 있는 경우에도 트로이달 코일(20)에 유도 전압이 형성되지 않는 때에는 적분 회로(10)의 출력을 최대한 빨리 0V로 떨어지도록 하여 더 정확한 용접전류를 측정할 수 있게 된다. 즉, 도 1에서 연산증폭기(130)의 출력 V_out = - (R₁₅₀/R₁₂₀)*V_in이므로, V_out이 0V가 되려면 R₁₅₀이 0Ω이 되어야 한다.

또한, 바람직한 실시 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연산증폭기(12)의 비반전입력단자와 반전입력단 사이에 연결된 제2 스위치(40)를 더 포함하여 상기 제1 스위치(30)의 온/오프 동작에 따라 동시에 온/오프 제어되도록 구성할 수 있다. 즉, 연산증폭기(12)의 입력단을 강제로 단락시킴으로써 커패시터(16)의 전하를 순간적으로 0V로 떨어지도록 할 수 있다.

또한, 종래 기술에서는 용접전류가 계속하여 입력되는 경우에도 커패시터(140) 양단의 전하의 양이 증가하게 되어 정확한 용접전류 측정을 방해하게 된다. 따라서 전술한 바의 트로이달 코일(20)에 유도 전압이 형성되지 않는 경우에서와 같이, 이 경우에도 제1 스위치(30)를 강제로 온 하여 커패시터(16)를 순간적으로 완전 방전시킴으로써 입력신호에 대한 정확한 적분 출력이 유지되도록 할 수 있다.

일반적으로 용접전류의 통전시간이 길어지게 되면 적분 회로(10)의 커패시터(16)에 의하여 약간의 전압 상승이 발생하게 되는데 쿨링 구간이 없는 다통전의 경우에 주로 문제가 될 수 있다. 따라서 트로이달 코일(20)을 통한 유도 전압을 적분할 때 강제로 적분 회로(10)의 커패시터(16)를 단락시켜 전하를 순간적으로 제거함으로써 커패시터(16) 양단의 전압 상승 효과를 상쇄할 수 있게 된다. 즉, 용접기 출력으로부터 쿨링 구간이 없는 다통전 전류를 출력하는 경우 임의로 전자회로를 추가하여 커패시터(16) 양단을 주기적으로 단락/개방하여 단속 제어하면 트로이달 코일(20)을 통하여 유도되는 전압이 적분 회로(10)를 장시간 거치면서 생기게 되는 커패시터(16)의 포화 전압을 제거할 수 있게 된다.

도 3은 용접전류에 쿨링 구간이 존재하지 않는 단통전의 경우(a)와 다통전의 경우(b)의 실제 파형과 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 적분 회로의 출력 파형을 도시하는 그래프이다. 도 3을 참조하여 본 발명의 동작을 종래의 방식과 비교하여 상세하게 설명한다.

도 3(a)에서 용접기의 실제 출력은 단통전으로서 10kA이고 통전시간이 300ms이다. 종래의 방식에 의하여 용접전류를 측정한다면, 통전시간 동안에 적분 회로에 포화 전압이 과다하게 축적되어 통전시간의 어느 시점을 지나면서부터 용접전류 값이 크게 계산된다. 그런데 본 발명에 따른 방식에 의하면, 하단의 그래프에 도시된 바와 같이 통전시간 중간에 주기적으로 소정의 쿨링 구간을 강제로 부여하여 커패시터(16) 양단의 축적될 수 있는 포화 전압을 주기적으로 제거하기 때문에 용접전류를 더 정확하게 계산할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 방식은 다소 긴 구간을 갖는 통전시간 동안에 일정한 검출 구간을 설정하여 주기적으로 용접전류를 측정함으로써 용접전류를 더 정확하게 감시할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 용접기에서 다소 긴 구간의 통전시간인 300ms 동안에 10kA의 단통전 전류를 출력한다면, 예로서 80ms의 주기로 스위치 온 시간(예로서, 20ms)을 주면서 전류 값을 3번 연속 검사하여 커패시터(16)의 잔류 전압으로 인한 용접전류 값의 상승을 방지하여 전류 측정 오차를 최소화할 수 있게 된다. 이와 같이 강제로 부여하는 쿨링 구간의 삽입 주기와 쿨링 구간의 간격은 커패시터의 축적되는 포화 전하를 효과적으로 제거하도록 사용자가 적절히 설정할 수 있게 구성할 수 있다.

도 3(b)의 쿨링 구간이 없는 다통전 전류 파형의 경우에도 상기 단통전의 경우와 유사한 방식이 적용될 수 있다. 다만, 일반적으로 다통전의 경우에는 상이한 전류 값에 대한 각각의 통전시간이 비교적 짧아서 각각의 통전시간 사이에 쿨링 구간을 설정하는 것으로 충분할 수 있다. 예를 들어, 도 3(b)에서, 용접기의 실제 출력은 전체 통전시간이 200ms이고, 8kA 및 10kA의 통전시간이 각각 100ms로 연이어 있다. 상단 그래프와 같은 파형이 용접기를 통하여 출력되면 제어부는 8kA의 통전시간(100ms)이 지난 시점에서 스위치를 강제로 온(ON)하게 하여 적분 회로(10)의 커패시터(16)에 남아있는 전하를 '0'으로 만든다. 그리고, 소정의 쿨링 구간 이후에 스위치를 다시 오프하여 적분 회로(10)가 정상 상태에서 동작하도록 한다. 예로서 40ms의 쿨링 구간 이후에 스위치를 다시 오프(OFF)하여 적분 회로(10)를 정상 상태에서 동작하도록 하면 10kA 구간의 통전시간 동안의 용접전류를 더욱 정확하게 감시할 수 있게 된다.

예외적으로, 다통전이면서도 각각의 통전시간 중 적어도 하나가 통상의 경우보다 길어지는 경우에는 그 통전시간 동안에도 쿨링 구간을 주기적으로 설정함으로써 커패시터의 포화 전하에 따른 측정 오차를 줄일 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

결론적으로, 용접전류의 측정에 있어서 본 발명에서는 통전시간이 길어질 경우 적분 회로(10)의 커패시터(16)의 포화 전하의 축적에 의하여 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위하여 통전시간 동안에 일정한 간격으로 다수의 방전 시간을 임의로 부여함으로써 더 정확한 전류 측정을 할 수 있도록 하였다.

위에서 제어부(50)는 제1 스위치(30) 및/또는 제2 스위치(40)에 의하여 적분 회로(10)를 제어함에 있어서 적분 회로(10)로 입력되는 트로이달 코일(20)의 유도 전압의 지연 시간 즉 실제 용접전류의 통전시간을 이용하였는데, 구체적으로 이러한 통전시간의 계산을 위하여 제어부(50)의 전단 또는 그 내부에 통전시간 계산을 위한 적분 회로(60)를 부가할 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 양태로서, 본 발명의 용접전류 측정 방법은 전술한 바의 용접전류 측정 장치를 이용한 용접전류 측정 방법으로서, a) 상기 트로이달 코일에 의하여 상기 유도 전압을 발생시키는 제1 단계; 및 b) 상기 적분 회로에 의하여 상기 유도 전압을 적분하여 용접전류를 계산하는 제2 단계를 포함하고, 상기 제2 단계는 상기 제어부에 의하여 상기 제1 단계에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치를 온/오프하고, 상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 상기 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 제거하고, 상기 제1 출력단으로부터 상기 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치를 오프(OFF)하여 상기 커패시터에 전하를 축적시키고, 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높일 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 적분 회로 12: 연산증폭기
14: 저항 16: 커패시터
20: 트로이달 코일 30: 제1 스위치
40: 제2 스위치 50: 제어부
60: 통전시간 계산을 위한 적분 회로

Claims

연산증폭기, 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 연결된 저항, 및 상기 연산증폭기의 반전입력단자와 출력단자 사이에 연결된 커패시터를 포함하여 구성되는 적분 회로;
상기 저항의 선단에 연결된 제1 출력단 및 상기 연산증폭기의 비반전입력단자에 연결된 제2 출력단을 포함하여 용접기에서 출력되는 전류에 의하여 유도 전압을 발생시키는 트로이달 코일;
상기 커패시터에 병렬로 연결된 제1 스위치; 및
상기 제1 출력단 및 상기 제1 스위치에 연결되어 상기 제1 출력단에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치를 제어하는 제어부;
를 포함하여 상기 적분 회로의 출력으로부터 용접전류를 계산하기 위한 용접전류 측정 장치로서,
상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 제거하고,
상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치를 오프(OFF)하여 상기 커패시터에 전하를 축적시키고,
상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높이고,
상기 연산증폭기의 비반전입력단자와 반전입력단 사이에 연결된 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 스위치의 동작에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 용접전류 측정 장치.
삭제
연산증폭기, 상기 연산증폭기의 반전입력단자에 연결된 저항, 및 상기 연산증폭기의 반전입력단자와 출력단자 사이에 연결된 커패시터를 포함하여 구성되는 적분 회로;
상기 저항의 선단에 연결된 제1 출력단 및 상기 연산증폭기의 비반전입력단자에 연결된 제2 출력단을 포함하여 용접기에서 출력되는 전류에 의하여 유도 전압을 발생시키는 트로이달 코일;
상기 커패시터에 병렬로 연결된 제1 스위치; 및
상기 제1 출력단 및 상기 제1 스위치에 연결되어 상기 제1 출력단에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치를 제어하는 제어부;
를 포함하는 용접전류 측정 장치를 이용한 용접전류 측정 방법으로서,
a) 상기 트로이달 코일에 의하여 상기 유도 전압을 발생시키는 제1 단계; 및
b) 상기 적분 회로에 의하여 상기 유도 전압을 적분하여 용접전류를 계산하는 제2 단계;
를 포함하고,
상기 제2 단계는 상기 제어부에 의하여 상기 제1 단계에서의 상기 유도 전압에 따라 상기 제1 스위치를 제어하고,
상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 상기 유도 전압이 검출되지 않으면 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 제거하고,
상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 상기 유도 전압이 검출되면 상기 제1 스위치를 오프(OFF)하여 상기 커패시터에 전하를 축적시키고,
상기 제어부는 상기 제1 출력단으로부터 검출되는 상기 유도 전압이 기 설정된 지속시간 이상으로 지속되는 경우 적어도 상기 지속시간보다 짧은 구간마다 기 설정된 쿨링 구간(cooling period) 동안 상기 제1 스위치를 온(ON)하여 상기 커패시터의 전하를 주기적으로 제거함으로써, 전류 측정의 정확도를 높이고,
상기 연산증폭기의 비반전입력단자와 반전입력단 사이에 연결된 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 스위치의 동작에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 용접전류 측정 방법.
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