第1部分测量指南 送审稿.docx
- 文档编号:25799908
- 上传时间:2023-06-14
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:70KB
第1部分测量指南 送审稿.docx
《第1部分测量指南 送审稿.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第1部分测量指南 送审稿.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第1部分测量指南送审稿
电阻焊焊接电流的测量第1部分:
测量指南
(送审稿)
1范围
GBXXXX的本部分规定了对测量频率为50Hz或60Hz单相交流或直流电阻焊的焊接电流和焊接时间的系统进行校准所用的设备。
本指南给出了有关焊接电流测量的基本术语以及有关焊接电流测量系统的基本信息,包括带有电流感应线圈的焊接电流测量仪。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO669阻焊电阻焊机机械和电气要求(Resistancewelding—Resistanceweldingequipment—Mechanicalandelectricalrequirements)
ISO17657-2:
2005电阻焊焊接电流的测量第2部分:
带电流感应线圈的焊接电流测量仪(Resistancewelding—Weldingcurrentmeasurementforresistancewelding—Part2:
Weldingcurrentmeterwithcurrentsensingcoil)
ISO17657-3电阻焊焊接电流的测量第3部分:
电流感应线圈(Resistancewelding—Weldingcurrentmeasurementforresistancewelding—Part3:
Currentsensingcoil)
ISO17657-4电阻焊焊接电流的测量第4部分:
校准系统(Resistancewelding—Weldingcurrentmeasurementforresistancewelding—Part4:
Calibrationsystem)
ISO17657-5电阻焊焊接电流的测量第5部分:
焊接电流测量系统的确认(Resistancewelding—Weldingcurrentmeasurementforresistancewelding—Part5:
Verificationofweldingcurrentmeasuringsystem)
3术语和定义
ISO669界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
试验test
按照程序确定给定产品或设备的一个或多个特性。
3.2
验证verification
通过提供客观证据对规定要求已得到满足的认定。
3.3
校准calibration
在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。
3.4
焊接电流测量系统(电阻焊)weldingcurrentmeasuringsystem(resistancewelding)
通过一个感应线圈、无感分流器或其它适宜的传感器测量一台焊接变压器的初级或次级的焊接电流值和/或焊接电流波形的测量系统。
3.5
焊接电流测量仪(电阻焊)weldingcurrentmeter(resistancewelding)
便携式或内置于焊接控制器中的、用于测量短周期电流的仪表。
它至少包含一个数据采集和计算单元(比如积分器和累积单元)和一个显示单元。
3.6
主焊接电流测量仪masterweldingcurrentmeter
参照基准焊接电流测量仪校准的焊接电流测量仪。
3.7
基准焊接电流测量仪referenceweldingcurrentmeter
用于对焊接测量系统或焊接电流测量仪进行校准的、已认证的焊接电流测量仪。
3.8
已认证基准设备certifiedreferenceequipment
经过有效技术程序的认证,并附带有证书或认证机构所签发的其它同等效力的文件,或能够按照该文件进行追溯的基准设备。
3.9
电流感应线圈(环形线圈或罗氏线圈)currentsensingcoil(toroidalcoilorRogowskicoil)
多卷线圈,其中线被缠绕在一个横截面恒定的无磁骨架上,以用于检测电流所产生的磁通量。
3.10
焊接时间weldtime
施加焊接电流的持续时间,用周波数或时间长度(ms)表示。
注:
附录A对焊接时间的定义给出了更详细的说明。
3.11
有效电流时间currentflowtime
从电流传导的起始时刻到电流下降到10%水平的时间长度。
仅适用于测定直流电流持续时间的最小值。
注1:
附录A对有效电流时间给出了更详细的说明。
注2:
有效电流时间仅适用于直流电。
3.12
焊接电流weldingcurrent
在焊接通电时间内累积的电流值,以有效值表示。
它适用于交流和直流。
注1:
对于电容器贮能设备来说,焊接电流可用有效值或峰值来表示。
注2:
ISO17657-2:
2005的附录A针对如何计算焊接电流值提供了更详细说明。
3.13
相位控制phasecontrol
电阻焊中的典型的电流控制技术,比如在焊接时通过改变交流电的每半个周波的触发角来进行控制。
4焊接电流测量系统
4.1概述
焊接电流测量系统由焊接电流测量仪,电流传感器(比如,电流感应线圈、无感分流器或其它合适的传感器)以及显示单元组成。
4.2适用性
焊接电流测量系统应当基于以下因素来进行选择,以保证高精度测量:
——电流传感器的类型(线圈、分流器、其它适宜的传感器);
——焊接电流的类型(交流、直流或脉冲电流);
——电流量程或电流范围;
——电流频率或电流波形;
——电流传感器的位置(初级或次级)。
焊接电流测量系统分为两类。
一类仅用于交流电的测量,不适用于直流测量。
另一类则为多用途,适用于所有电流类型的测量,除交流外还包括连续直流和脉冲直流的测量。
4.3精确度
所测得的电流值的分散性由以下因素引起:
——电流传感器在制造上的偏差和使用不当所引起的变形,或是管件的过度重复弯曲以及线圈的过多拆卸;
——电流传感器的安放位置;
——电磁骚扰影响电缆连接部分及连接导线;
——温度变化;
——积分器/放大器(用于将电流传感器的输出信号转换成一个电流波形)中存在设计差异,数据处理单元对于焊接电流值的不同算法,尤其是计算电流有效值时对起始时间和结束时间的定义不同;
——如果电流传感器与积分器的组合被改动(在使用一个电流感应线圈时),积分器输入阻抗以及增益设置会有变动。
为实现焊接电流的高精度测量(比如误差小于±0.5%),电流感应线圈应放置在校准时的同一位置上。
焊接电流测量系统应当作为一个完整的装置(包括电流传感器和积分器/放大器)进行校准,以保证精确度。
如需单独对传感器进行校准,校准系统的输入阻抗的数值应当与焊接电流测量仪的输入阻抗值相同。
4.4带电流感应线圈的焊接电流测量仪
焊接电流测量系统至少包含电流感应线圈、积分器、数据处理单元,以及用于显示或记录焊接电流值和焊接时间的输出单元,参见图1。
电流感应线圈用于检测电极或导体周围磁通量的变化。
积分器将电流感应线圈所检测到的信号转换成电流波形,而数据处理单元则计算出整个焊接时间内或一段固定时间内的电流有效值(参见附录A)。
说明:
1——电流感应线圈;5——显示单元,记录仪或控制设备;
2——电阻焊机;6——焊接电流测量单元;
3——积分器;7——焊接电流测量仪;
4——数据处理单元。
图1带有电流感应线圈的焊接电流测量仪示例
5电流传感器
5.1传感器类型
在电阻焊中应采用以下电流传感器:
——电流感应线圈;
——无感分流器;
——其它任何适宜的传感器(比如霍尔传感器)。
电流感应线圈主要用于电流测量,分为两大类型。
一种是柔性线圈,一种是刚性线圈。
柔性线圈通常用于测量电阻焊机次级回路的焊接电流。
刚性线圈应安装在次级回路或初级回路的任一位置,或内置于变压器中。
5.2电流传感器的选择
在选择所采用的电流传感器类型时,应考虑以下几方面:
——灵敏度/转换系数;
——电流传感器在量程内的最大输出电压;
——频率响应;
——安放位置错误;
——温度与灵敏度/转换系数的相关性;
——制造商对电流传感器输出负载的要求;
——外部磁通量对电流感应线圈的影响(尤其是影响连接部件和连接导线);
——绕组的机械性能和设计结构,其与绕组横截面的变形及绕组线圈的不规则有关。
绕组密度可能会因线圈的重复弯曲而改变,例如在经常安装和拆下柔性电流感应线圈时。
必要情况下,应当在考虑电气性能的基础上,考虑ISO17657-3中规定的电流感应线圈的机械性能,以保证测量的精确度。
5.3转换系数
转换系数以输出电压与焊接电流的比率来表示。
转换系数的分散性取决于传感器的类型、结构、温度灵敏度,以及物理/尺寸变化。
电流感应线圈的转换系数取决于所测电流的频率(附录C中给出了有关电流感应线圈转换系数的更详细信息)。
转换系数的分散性主要由不规则的线圈所导致,并且在长期使用过程中表现为安放误差和/或线圈横截面畸变。
6焊接电流测量系统的测试与校准
对新焊接电流测量系统(包括带有电流感应线圈的焊接电流测量仪等)的测试与校准,应当由制造商采用一套基准焊接电流测量系统来实现。
在购买仪器或设备后,应当在制造商、客户或经过认可的检测/校准机构的实验室中通过使用基准焊接电流测量系统对其进行校准。
如果已参照基准焊接电流测量系统对主焊接电流测量仪作过校准,则可采用一套主焊接电流测量仪在车间场地条件下来执行对焊接电流测量系统(包括焊接电流测量仪)的确认。
有关测试与校准的指南见表1。
测试与校准应依照表1来实施。
试验结果通常被记录在试验报告或检验合格证书上。
校准结果则记录在文件上(称为校准报告或校准证书)。
根据确认结果确定恢复使用还是实施调节或修理。
在任何情况下,都要求根据质量保证手册保留好对所实施确认的书面描述。
表1测试与校准系统
需校准或测试的对象
产品试验
购买后校准或确认
(1)日常使用的焊接电流测量系统或组件(焊接电流测量仪、带有电流显示屏的焊接定时器、感应线圈等)
采用RWCMa进行校准
采用RWCM进行校准
采用MWCMb进行确认
(2)车间场地/工厂的主焊接电流测量仪
采用RWCM进行校准
采用RWCM进行校准和确认
(3)实验室用的基准焊接电流测量系统
组件应采用CREc进行校准
组件应采用CRE进行校准或确认
(4)校准的基准设备
由认可的检测/校准机构实施校准
aRWCM:
基准焊接电流测量系统
bMWCM:
主焊接电流测量仪
cCRE:
校准的基准设备
7焊接电流测量系统的要求和试验程序的选择
ISO17657-2和ISO17657-3给出了焊接电流测量仪和电流感应线圈的要求及试验程序。
每年应依照表1对测量系统至少进行一次确认或校准。
校准和确认的要求及程序见ISO17657-4和ISO17657-5。
基准焊接电流测量系统中使用的组件应当由检测/校准机构参照校准的基准设备每年至少进行一次校准。
表2给出了对ISO17657-2至ISO17657-5进行选择的指南。
表2适用标准的选择
设备
测试和确认所用标准
测试
校准或确认
焊接电流测量仪
焊接电流测量系统
ISO17657-2
ISO17657-2、ISO17657-4以及ISO17657-5
电流感应线圈
ISO17657-3
ISO17657-3和ISO17657-4
基准焊接电流测量系统
ISO17657-4
ISO17657-4
校准的基准设备
检测/校准机构发布的文件
附录A
(规范性附录)
焊接时间的定义
焊接时间和有效电流时间的定义见图A.1。
a测量开始
b焊接时间
c电流结束时间
a)单相交流电
a焊接时间
b有效电流时间
c电流起始时间
d焊接电流结束的理论时间
b)直流电
图A.1焊接时间和有效电流时间的定义
在单相交流情况下,焊接时间用电流导通时间的周波数表示。
在直流的情况下,焊接时间从有电流开始到电流尚未降至所测焊接电流值的某一水平(比如90%)时的这段时间段来确定。
图A.1中的te对每个焊接电流波形中焊接时间结束的时间点作出界定。
在交流的情况下,焊接时间应当以周波数来表示,或者以毫秒为单位来表示,其计算公式为1个周波的时间和持续通电的周波数的乘积。
附录B
(资料性附录)
积分器类型及等效电流感应线圈电路
焊接电流测量仪或带有电流感应线圈的焊接电流监控系统所用的积分器分为三类。
可选择使用不含前置放大器的模拟积分器,或含有前置放大器的模拟积分器(用于增加输入阻抗)。
另一类是带有模拟-数字转换器的数字积分器。
图B.1给出典型电路的实例。
a至电流感应线圈
b电流波
a)不带前置放大器的模拟积分器
a至电流感应线圈
b电流波
b)带前置放大器的模拟积分器
说明:
1——A/D转换器;
2——数据处理装置。
a至电流感应线圈
c)带有模拟-数字转换器(A/D转换器)的数字积分器
图B.1积分器的结构
图B.1a)中给出的模拟积分器具有相对较低的阻抗,但动态输入范围很大。
另一方面,图B.1b)中带有前置放大器的模拟积分器以及数字积分器具有较高的输入阻抗。
这意味着积分器与电流感应线圈的连接不会影响转换系数,但是,在采用高阻抗积分器时,供电电压会限制动态输入范围[参见图B.1b)和c)]。
焊接电流(目标电流)的适用频率范围比不含前置放大器的模拟积分器窄。
图B.2给出了带有输出负载的电流感应线圈的等效电路。
说明:
1——积分器
图B.2电流感应线圈和积分器的等效电路
附录C
(资料性附录)
电流感应线圈的转换系数和最大输出电压
如果目标电流波形被假设成简单的正弦曲线,l=lmsinωt,则可通过下面公式计算电流感应线圈的转换系数K:
………………………………………………(C.1)
式中:
μ0——电流感应线圈所用铁芯的磁导率[=4π×10-7H/m(亨利每米)];
N——每单位长度(1/m)线圈绕组匝数;
A——电流感应线圈的横截面(不是电流感应线圈的长度),单位为平方米;
r——电流感应线圈ri的电阻与微调电阻ra之和,单位为欧姆;
RL——作为输出负载连接在感应线圈端部的电阻(以下称为电流感应线圈的“输出负载”),单位为欧姆;
ω=2πf——角频率;
f——目标(被测)电流的频率,单位为赫兹。
电流感应线圈的最大输出电压是K和lm的乘积。
电流感应线圈的输出电压与频率成正比。
在触发角被调控时也会出现类似情况。
图C.1中给出了典型的计算结果。
该图中计算结果为50%功率因素的电路条件下的触发角函数。
虚线表示触发角与焊接电流有效值的关系,而实线表示的是触发角与电流感应线圈最大输出电压之间的关系。
尽管输出电压几乎没有改变,但焊接电流值会随着触发角而成比例下降。
这意味着如果焊接电流值保持恒定,输出电压会随着触发角而增大。
如果触发角为45º,则实际输出电压几乎是全波条件下的两倍。
说明:
e——最大输出电压;
Ir.m.s.——焊接电流值有效值。
图C.1触发角对最大输出电压的影响(功率因数50%时)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第1部分测量指南 送审稿 部分 测量 指南 送审
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)