RU1787090C - Device for measuring and checking effective value of welding current - Google Patents
Device for measuring and checking effective value of welding currentInfo
- Publication number
- RU1787090C RU1787090C SU914928478A SU4928478A RU1787090C RU 1787090 C RU1787090 C RU 1787090C SU 914928478 A SU914928478 A SU 914928478A SU 4928478 A SU4928478 A SU 4928478A RU 1787090 C RU1787090 C RU 1787090C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- value
- welding current
- welding
- effective value
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Устройство дл измерени и контрол действующего значени сварочного тока относитс к электрооборудованию дл точечной контактной сварки переменным током промышленной частоты и может быть использовано дл автоматического контрол режима сварки. Сущность изобретени : измер ют производную сварочного тока, интегрируют измеренный сигнал и определ ют действующее значение сварочного тока. Устройство содержит датчик тока, выполненный в виде по са Роговского, интегратор и масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микро- ЭВМ, регистр адреса, запоминающее устройство , расширитель ввода-вывода, задатчик пределов тока и цифровой индикатор . 2 ил.A device for measuring and monitoring the effective value of the welding current relates to electrical equipment for spot welding with alternating current of industrial frequency and can be used to automatically control the welding mode. SUMMARY OF THE INVENTION: the derivative of the welding current is measured, the measured signal is integrated, and the effective value of the welding current is determined. The device comprises a current sensor made in the form of a Rogowski bar, an integrator and a scaling amplifier, an analog-to-digital converter, a microcomputer, an address register, a storage device, an input-output expander, a current limiter, and a digital indicator. 2 ill.
Description
Изобретение относитс к электрооборудованию дл точечной контактной сварки и предназначено дл измерени действующего значени сварочного тока и контрол режима сварки.The invention relates to electrical equipment for spot welding and is intended for measuring the effective value of the welding current and monitoring the welding mode.
Известны устройства дл измерени действующего значени сварочного тока. Устройство содержит датчик тока (по с Роговского ) с интегратором и функциональный преобразователь, осуществл ющий операции квадратировани ,интегрировани и извлечени квадратного корн . Сущность способа заключаетс в следующем. С выхода по са Роговского напр жение, пропорциональное производной сварочного тока, подаетс на вход первого интегратора, с выхода которого снимаетс величина, пропорциональна мгновенному значению сва- рочного тока. Затем при помощи аналоговых функциональных преобразователей осуществл етс возведение в квадрат , интегрирование, извлечениеDevices for measuring the effective value of the welding current are known. The device comprises a current sensor (according to Rogowski) with an integrator and a functional converter performing the operations of squaring, integrating and extracting the square root. The essence of the method is as follows. From the Rogowski output, a voltage proportional to the derivative of the welding current is supplied to the input of the first integrator, from which a value is taken that is proportional to the instantaneous value of the welding current. Then, using analog functional converters, squaring, integration, extraction
квадратного корн и запоминание действующего значени тока. Такой способ и устройство дл его осуществлени имеют достаточно большие погрешности вследствие использовани аналоговых функциональных преобразователей.square root and storing the effective current value. Such a method and apparatus for its implementation have sufficiently large errors due to the use of analog functional converters.
Наиболее близким по техническому решению к изобретению вл етс устройство дл измерени действующего значени сварочного тока, а также способ измерений действующего значени сварочного тока. Устройство содержит датчик тока, измеритель амплитуды тока, блок измерени угла горени вентилей силового тиристорного контактора, входы которых подсоединены соответственно к выходу датчика тока, к выходу фазовращател и к выходным цеп м тиристорного контактора, а выходы подключены к индикаторному прибору через вычислительный блок. На выходе датчика тока получаетс напр жение, пропорциональное мгновенному значению сварочного тока.The closest in technical solution to the invention is a device for measuring the effective value of the welding current, as well as a method of measuring the effective value of the welding current. The device comprises a current sensor, a current amplitude meter, a unit for measuring the angle of combustion of the valves of the power thyristor contactor, the inputs of which are connected respectively to the output of the current sensor, to the output of the phase shifter and to the output circuits of the thyristor contactor, and the outputs are connected to the indicator device through a computing unit. A voltage proportional to the instantaneous value of the welding current is obtained at the output of the current sensor.
(Л(L
СWITH
j со VJ о о оj with VJ o o o
соwith
Амплитуда тока измер етс и запоминаетс . Одновременно п, ./изводитс измерение угла включени вентилей и угла горени . Сигналы, пропорциональные этим величинам , подаютс на вычислительный блок, который по заданному алгоритму производит вычисление действующего значени сварочного тока. Недостатком прототипа вл етс его низка точность, так как в него вход т аналоговые блоки дл измерени трех величин: амплитуды тока, угла включени и горени тиристоров.The amplitude of the current is measured and stored. At the same time, p ./ measures the angle of the valves and the angle of combustion. Signals proportional to these values are supplied to a computing unit, which, according to a predetermined algorithm, calculates the effective value of the welding current. The disadvantage of the prototype is its low accuracy, since it includes analog units for measuring three values: current amplitude, turn-on angle and thyristor burning.
Цель изобретени - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства.The purpose of the invention is to increase the accuracy and expand the functionality of the device.
Цель достигаетс тем, что предварительно дл всего рабочего диапазона записывают в пам ть однокристальной микроЭВМ таблицу действующих значений сварочного тока дт, каждому из которых соответствует величинаThe goal is achieved in that a table of the effective values of the welding current dt, each of which corresponds to a value, is written to the memory of a single-chip microcomputer in advance for the entire operating range
Qm Qm
j 1j 1
«(0."(0.
0)0)
где k - число интервалов разбиени промежутка времени от 0 до Т/2, Т - период напр жени питающей сети; i(t) - сварочный ток; m(.,.n) - номер элемента таблицы, причем число элементов таблицы п выбираетс из услови , при котором разность между соответствующими величинами дт и 1дт+1 не превышает требуемой погрешности измерени , затем определ ют момент времени дл начала вычислени из услови , что сумма р измеренных подр д мгновенных значений тока, где р 5 2, превышает наперед заданную величину, устанавливаемую с учетом помехозащищенности, равную (0,1- 0,5) 1д.мин, измер ют мгновенное значение сварочного тока Изм через равные промежутки времени и вычисл ю величину kwhere k is the number of time-division intervals from 0 to T / 2, T is the voltage period of the supply network; i (t) is the welding current; m (.,. n) is the number of the table element, and the number of table elements n is selected from the condition that the difference between the corresponding values of dt and 1dt + 1 does not exceed the required measurement error, then determine the time to start the calculation from the condition that the sum of p measured subordinate instantaneous current values, where p 5 2, exceeds the predetermined value set, taking into account the noise immunity, equal to (0.1-0.5) 1d.min, measure the instantaneous value of the welding current Izm at regular intervals and calculate k
S 2 изм.п 1(2) п - 1S 2 meas.p 1 (2) p - 1
а за действующие значение сварочного тока принимают элемент из таблицы 1дт, который соответствующий Qm, равному S или близкому к значению S.and the current value of the welding current is taken to be an element from table 1dt, which corresponds to Qm equal to S or close to S.
Дл вычислени действующего значени сварочного тока формируют массив величин дт, которым соответствуют величины Qm, расположенные с шагом, который обеспечивает требуемую точность измерени и который различен дл разных участков массива . При этом поиск ближайшей к величине S суммы Qm производ т, начина с верхнего QI (или нижнего Qn значени из набора величин Qm с установленным шагом, сравнивают величины S и QI - i ШАГ (или Qn+if- хШАГ) и при очередном шаге поиска, когдаTo calculate the effective value of the welding current, an array of dm values is formed, which correspond to Qm values located in steps that provide the required measurement accuracy and which is different for different parts of the array. In this case, the search for the sum Qm closest to the value S is performed, starting with the upper QI (or lower Qn value from the set of Qm values with the set step), compare the values S and QI - i STEP (or Qn + if- хШГ) and at the next search step when
разность между этими величинами мен ет знак на противоположный, за действующее значение сварочного тока принимают элемент из массива 1дт( ...п) с номером i, т.е.the difference between these values changes the sign to the opposite, an element from the array 1dt (... n) with the number i is taken as the effective value of the welding current, i.e.
|Д|.| D |.
В предлагаемом устройстве формирователь действующего значени содержит микроЭВМ, регистр адреса, посто нное запоминающее устройство, причем регистрIn the proposed device, the driver of the actual value contains a microcomputer, an address register, read-only memory, and the register
0 адреса подсоединен к шине адрес/данные, его выход подсоединен к адресной шине запоминающего устройства. Введены расширитель ввода-вывода и задатчик пределов тока, причем задатчик соединен с0 addresses are connected to the address / data bus, its output is connected to the address bus of the storage device. An I / O expander and a current limiter have been introduced, the switch being connected to
5 первым портом расширител ввода-вывода, а индикатор - с вторым.5, the first port is an I / O expander, and the indicator is with the second.
В предлагаемом способе требуема точность измерени обеспечиваетс выбором таблицы (т.е. массива значений 1дт) необхо0 димого объема,-причем элементами массива вл ютс непосредственно коды дл семисегментного индикатора. Таким образом , в таблице кажда чейка (байт) соответствует одному значению дт из массива,In the proposed method, the required measurement accuracy is ensured by the selection of a table (i.e., an array of 1 dt values) of the required volume, moreover, the array elements are directly codes for a seven-segment indicator. Thus, in the table, each cell (byte) corresponds to one dt value from the array,
5 охватывающего весь рабочий диапазон, и нет необходимости хранить в пам ти массив больших по величине чисел Qm, используемых при нахождении д. Кроме массива 1Дт в пам ти хран тс первое (максималь0 ное) значение суммы Qi и набор шагов поиска , которые подбираютс так, чтобы оптимально перекрыть весь рабочий.диапа- зон. В разработанном устройстве обеспечиваетс приведенна погрешность5 covering the entire working range, and there is no need to store in memory an array of large Qm numbers used to find q. In addition to the 1Dt array, the first (maximum) value of the sum Qi and a set of search steps are selected in such a way that to optimally cover the entire working range. The developed device provides a given error
5 измерени не более + 2% при использовании таблицы объемом 256 байт дл каждого из диапазонов 0,3-10 кА и 10-100 кА (одна таблица дл обоих диапазонов). Если использовать таблицу объемом 512 байт, обес0 печиваетс приведенна погрешность не более ±1%. Кроме того, точность измерений повышаетс за счет использовани программного запуска, при этом исключаетс возможность пропуска начала сварочного5 measurements of not more than + 2% when using a table of 256 bytes for each of the ranges 0.3-10 kA and 10-100 kA (one table for both ranges). If a table of 512 bytes is used, a reduced error of not more than ± 1% is provided. In addition, the accuracy of measurements is improved by using a program start, while eliminating the possibility of skipping the beginning of the welding
5 импульса, поскольку в микроЭВМ запоминаетс предыстори импульса тока и первые измерени не тер ютс , а учитываютс при вычислении Qm, а следовательно, и при нахождении д.5 pulses, since the prehistory of the current pulse is stored in the microcomputer and the first measurements are not lost, but are taken into account when calculating Qm and, therefore, when finding q.
0 Упрощение схемы устройства достигаетс тем, что при программном способе запуска отсутствует блок формировани сигнала начала измерени , так как нет необходимости измер ть угол включени и горе5 ни тиристоров или формировать синхронизирующий импульс.0 Simplification of the device circuit is achieved by the fact that with the program start-up method there is no block for generating a measurement start signal, since there is no need to measure the switching angle and the burning of 5 thyristors or generate a synchronizing pulse.
Расширение функциональных возможностей обеспечиваетс введенным расширителем ввода-вывода, с помощью которого осуществл ютс задание и изменение верхних и нижних уставок, индикаци , выдача дополнительной информации о выходе действующего значени за поле допуска, выдача сигнала на разбраковывающее устройство.The expansion of functionality is provided by the introduced I / O expander, with the help of which the upper and lower settings, indication, issuance of additional information on the output of the effective value beyond the tolerance field, and signal output to the rejection device are implemented.
На фиг. 1 показан принцип программного запуска устройства дл измерени и контрол сварочного тока; на фиг. 2 изображена блок-схема устройства дл измерени и контрол действующего значени сварочного тока.In FIG. 1 shows the principle of soft start of a device for measuring and monitoring welding current; in FIG. 2 is a block diagram of a device for measuring and monitoring the effective value of the welding current.
Сущность способа заключаетс в том, что сразу после включени питани измер етс величина сигнала на выходе аналоговой части (интегратор и масштабирующий усилитель). Эти измерени выполн ютс с фиксированной частотой т , где т - интервал времени между последовательными измерени ми мгновенных значений сварочного тока (фиг. 1).The essence of the method is that immediately after turning on the power, the signal value at the output of the analog part (integrator and scaling amplifier) is measured. These measurements are performed with a fixed frequency m, where m is the time interval between consecutive measurements of instantaneous values of the welding current (Fig. 1).
Момент времени t0 соответствует моменту включени устройства и моменту первого измерени сварочного тока, После каждого такого пробного измерени вычисл етс сумма р последних значений измеренного сигнала, котора сравниваетс с величиной, соответствующей наперед заданному пороговому значению П. Дл иллюстрации способа примем . Если j - последнее текущее измерение, то провер етс условиеThe time t0 corresponds to the moment the device is turned on and the moment of the first measurement of the welding current. After each such test measurement, the sum p of the last values of the measured signal is calculated, which is compared with the value corresponding to the predetermined threshold value P. We will use it to illustrate the method. If j is the last current measurement, then the condition is checked
J ij П .(3)J ij P. (3)
J-2J-2
В том случае, когда эта сумма превышает П, то последние три пробных измерени считаютс первыми трем измерени ми мгновенной величины сварочного тока, квадраты которых добавл ютс к искомой сумме дл вычислени действующего значени .In the case when this sum exceeds P, the last three test measurements are considered the first three measurements of the instantaneous value of the welding current, the squares of which are added to the desired sum to calculate the effective value.
Нахождение действующего значени сварочного тока основано на использовании таблицы. Объем таблицы выбираетс исход из требуемой точности измерени и рабочего диапазона.Finding the effective value of the welding current is based on the use of a table. The volume of the table is selected based on the required measurement accuracy and operating range.
Эффективное значение тока рассчитываетс по формулеThe effective current value is calculated by the formula
1эфФ /I i2 dt1eff / I i2 dt
(4)(4)
где Т - период, соответствующий частоте питающей сети.where T is the period corresponding to the frequency of the supply network.
При k намерени х с интервалом г за период интеграл преобразуетс в суммуFor k intentions at intervals of r over a period, the integral is converted to the sum
DI т. i j i DI i.e. i j i
(5)(5)
Причем точность вычислени эфф определ етс числом измерений. Здесь ток измер етс в условных единицах (i1), пропорциональных истинному значению то- ка (i) в килоамперах, т.е.Moreover, the accuracy of calculating the eff is determined by the number of measurements. Here, the current is measured in arbitrary units (i1) proportional to the true value of the current (i) in kiloamperes, i.e.
, где f - коэффициент пересчета.where f is the conversion factor.
После несложных преобразований можно получитьAfter simple transformations, you can get
-----. -----.
|.Фф4г| ч1)г| .Ff4g | ch1) g
15fifteen
1 j 1 j
(6)(6)
20Если обозначить коэффициент перед радикалом20If you designate the coefficient before the radical
тоthen
WJWj
. лг. lg
2) ( 2) (
(7)(7)
(8)(8)
т. е. дл каждого возможного значени сумsi 2i.e., for each possible value of sum 2
:.1 2:.12
мы s i: о/)we s i: o /)
j 1j 1
можно рассчитать соот5can be calculated accordingly
00
00
55
ветствующее значение 1эфф в килоамперах. Эти значени эфф вл ютс элементами таблицы. Элементы этой таблицы располагаютс неравномерно с измен ющимс от- сто нием одного относительно другого с целью обеспечени заданной точности измерени и охвата заданного рабочего диапазона .The corresponding value is 1eff in kiloamperes. These eff values are elements of a table. Elements of this table are arranged unevenly with a varying distance of one relative to the other in order to ensure a given measurement accuracy and coverage of a given operating range.
Нахождение Ьфф производитс следующим образом. Максимальному значению измер емого эфф (верхнее значение диапазона измерени ) соответствует сумма 5Макс. Сумме So ШАГ соответствует величина 1эфф1. Любой другой величине S соответствует значение тока Ьффк При этом должно выполн тьс условиеFinding bff is performed as follows. The maximum value of the measured eff (upper value of the measuring range) corresponds to the sum of 5Max. The amount of So STEP corresponds to 1eff1. Any other value of S corresponds to the value of current Lffk. In this case, the condition
ифф.1 1эфф.1 + 1sff.1 1eff.1 + 1s
эфф.верхиeffective top
где д - допустима приведенна погрешность измерени ;where d is the permissible reduced measurement error;
S - сумма, полученна в результате работы программы после прохождени сварочного импульса.S is the amount obtained as a result of the program after the passage of the welding pulse.
Таким образом, элементы таблицы непосредственно вл ютс величинами Ьфф вThus, the elements of the table are directly the values of Lff in
килоамперах, предварительно рассчитанными в соответствии с выражением (8) и с выражением дл сварочного тока при полнофазном сигналеkiloamperes previously calculated in accordance with the expression (8) and with the expression for the welding current with a full-phase signal
i lasinwt,i lasinwt,
где la - амплитудное значение импульса сварочного тока.where la is the amplitude value of the pulse of the welding current.
Т.е. в таблице учитываютс и коэффициент F и радикал, что значительно упрощает программное обеспечение устройства. Выбира соответствующий объем таблицы, можно обеспечить требуемую точность измерени .Those. the coefficient F and the radical are taken into account in the table, which greatly simplifies the device software. By selecting the appropriate volume of the table, the required measurement accuracy can be ensured.
Устройство содержит датчик 1 тока, выполненный в виде по са Роговского 1, выход которого соединен с входом аналогового блока 2, состо щего из интегратора и масштабирующего усилител , выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовател 3, соединенного с портом микроЭВМ 4. Шина адрес/данные микроЭВМ соединена с регистром 5 адреса и адресным портом запоминающего устройства 6. Расширитель 7 ввода-вывода соединен с портом микро- ЭВМ, задатчик 8 пределов тока с первым портом расширител ввода-вывода индикатор 9 - с вторым портом микроЭВМ.The device comprises a current sensor 1, made in the form of a Rogowski strip 1, the output of which is connected to the input of an analog block 2, consisting of an integrator and a scaling amplifier, the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter 3 connected to the microcomputer port 4. Bus address / the microcomputer data is connected to the address register 5 and the address port of the storage device 6. The I / O expander 7 is connected to the microcomputer port, the current limiter 8 with the first port of the I / O expander, indicator 9 - with the second port m kroEVM.
Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.
После включени питани производитс измерение сигнала, поступающего с интегратора и масштабирующего усилител . Измерение осуществл етс с фиксированной частотой под управлением микроЭВМ.After the power is turned on, the signal from the integrator and the scaling amplifier is measured. The measurement is carried out at a fixed frequency under the control of a microcomputer.
В случае выполнени услови запуска устройства, т.е. при поступлении сварочного импульса, микроЭВМ 4 накапливает данные за текущий период или полупериод сетевого напр жени и вновь переходит в режим ожидани следующего сварочного импульса. При этом производитс обработка полученных данных: вычисление по таблице действующего значени сварочного тока, сравнение его с уставками и вывод на цифровой индикатор 9. В любой момент времени возможен просмотр и изменениеIn case the condition for starting the device, i.e. upon receipt of a welding pulse, the microcomputer 4 accumulates data for the current period or half-period of the mains voltage and again switches to standby mode for the next welding pulse. In this case, the processing of the obtained data is carried out: calculation of the current value of the welding current according to the table, its comparison with the settings and output to the digital indicator 9. You can view and change at any time
уставок с помощью задатчика 8 пределов тока.settings using the setpoint 8 current limits.
Предлагаемый способ расчета действующего значени сварочного тока и способ запуска устройства позвол ют повыситьThe proposed method for calculating the effective value of the welding current and the method of starting the device can increase
точность измерени тока.current measurement accuracy.
Предлагаемое устройство позвол ет измер ть действующее значение сварочного тока с требуемой точностью, сравнивать его с наперед заданными уставками, оперативно задаваемыми с органов управлени , что расшир ет его функциональные возможности без существенного усложнени схемы,The proposed device allows you to measure the effective value of the welding current with the required accuracy, compare it with pre-set settings, promptly set from the controls, which expands its functionality without significantly complicating the circuit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914928478A RU1787090C (en) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | Device for measuring and checking effective value of welding current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914928478A RU1787090C (en) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | Device for measuring and checking effective value of welding current |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1787090C true RU1787090C (en) | 1993-01-07 |
Family
ID=21570318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914928478A RU1787090C (en) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | Device for measuring and checking effective value of welding current |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1787090C (en) |
-
1991
- 1991-04-22 RU SU914928478A patent/RU1787090C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 490599, кл. В 23 К 11 /24, 1973. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2068155C (en) | Electric current measurement apparatus for a solid state motor controller | |
JPH0312173U (en) | ||
US4125895A (en) | Maximum-power motor | |
RU2744995C1 (en) | Method of protection against single-phase earth faults | |
GB2143958A (en) | Tracking filter for sensing dc content in an ac waveform | |
JPS61292067A (en) | Method for measuring electric energy | |
US5163172A (en) | Procedure and apparatus for the measurement of the currents in a frequency converter | |
RU1787090C (en) | Device for measuring and checking effective value of welding current | |
US4864224A (en) | Measuring method for determining the difference between an A-C voltage and another voltage, as well as a measuring device for carrying out the same | |
US4306266A (en) | Circuit arrangement for determining the reactance of a power transmission line in the event of a short circuit | |
JP3474350B2 (en) | Change rate detection relay | |
JP3634893B2 (en) | Transmission terminal device | |
US4947109A (en) | Detector of quantity of electricity | |
RU2024877C1 (en) | Device for electric energy quality control | |
KR920020220A (en) | High resistance ground fault detection device | |
US6584365B1 (en) | Electronic trip device with offset correction means | |
JPS6314369B2 (en) | ||
JP2923572B2 (en) | Change width detector | |
JPH05207640A (en) | Digital relay for protection of higher harmonic filter facility | |
JP3630839B2 (en) | 8-phase oscillator for automatic relay test equipment | |
SU414536A1 (en) | SENSOR OF ACTIVE OR REACTIVE COMPONENTS OF SINUSOIDAL CURRENT | |
SU813279A1 (en) | Device for mains voltage fluctuation monitoring | |
SU947938A1 (en) | Device for relay protection of electric installation | |
JPH0227271A (en) | Method for detecting accident section of cable line | |
SU1762276A1 (en) | Device for sampling tests of insulation resistance |