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高精度電流傳感器是如何解決電阻焊電流計量問題的
電阻焊作為一種以電阻熱作用使兩種金屬相互熔結(jié)合的焊接方式，具有廉價、安全、低耗、焊接強度高、自動化程度高、便于操作等特點，特別適合汽車車身薄板覆蓋零件焊接要求，在汽車工業(yè)中得以廣泛應用。然而，受電網(wǎng)電壓、焊接電極頭、材質(zhì)、焊接工件表面清潔度等因素影響，汽車生產(chǎn)中常會出現(xiàn)組件脫焊、虛焊等狀況，影響了汽車質(zhì)量。因此，必須分析影響電阻焊接質(zhì)量的可能性因素，并給予解決，以提升汽車焊接質(zhì)量，提升汽車品質(zhì)。電阻焊的焊接加工過程由 4 個基本環(huán)節(jié)來控制：加壓、焊接、維持和休止 4 個程序。其原理是利用焦耳熱效應來進行焊接，電流是影響電阻焊的主要、重要的因素。影響電流準確性的主要干擾因素有網(wǎng)壓波動、分流、焊接回路阻抗變化、電極磨損以及板材厚度和焊接層數(shù)變化等。因此，焊接時，根據(jù)被焊金屬的性能和厚度，對焊接電流的參數(shù)調(diào)整是焊接質(zhì)量控制的關鍵。一般采用的方法是電流定期監(jiān)控，隨時掌握工作過程中的電流變化情況，并采用恒電流工作方式來保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定。
目前針對某客戶電阻焊機使用情況及電流監(jiān)測情況分析，航智用高精度電流傳感器以及電測儀表給出了相對應的解決方案。
客戶現(xiàn)在用的電阻焊機的控制器型號 是ST21C,詳細見如下
設備技術要求：
焊接電源 單相AC 200/220/380/400/420/440V 50/60Hz
（通過改變初級電壓的觸頭進行選擇）
使用可能電壓在設定電壓的±20%以內(nèi)
電力消耗 50VA（非通電時）
頻率 50/60Hz（接入電源時自動判定）
周圍溫度 0~50℃
濕度 90%以下（但不能結(jié)露）
冷卻水 進水 30℃以下
流量 6L/min
大水壓 0.3MPa 以下
電阻率 5000Ωcm以上
可控硅 MWT4A 800A/1600V （絕緣構造）
ECL 500A/1600V （絕緣構造）
設定數(shù)據(jù)保存期 10年
精度
電源電壓變動率 在±10%范圍內(nèi)
電阻負載變動 在±10%范圍內(nèi)
設定精度 ±3%（滿刻度）
可重復精度 ±3%（滿刻度）
目前使用狀態(tài)：設備廠家給出了設備精度±3%（滿刻度），需要定期進行校準，設備上有校準旋鈕，可通過標準測試測的電流數(shù)據(jù)，對焊接電源精度進行校準。目前客戶用焊接測試機 MM-315B 測試，發(fā)現(xiàn)有不準的電流，但未對焊接電源進行校準。生產(chǎn)過程常出現(xiàn)組件脫焊、虛焊等狀況，影響了汽車質(zhì)量，急需對焊接設備參數(shù)進行科學調(diào)整，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
目前用的焊接測試機
規(guī)格如下表：
目前使用狀態(tài)：未對焊接測試機 MM-315B 進行檢測，不確定它是否在精度范圍，從工業(yè)計量的標準要求來看計量設備精度要高于被檢設備的精度等級 2 級，MM-315B 的精度是±1%，不能做為對焊接電源計量校準的工具來使用，只能做為驗證設備，其本身也需送檢。急需驗證焊接測試機 MM-315B 是否在精度范圍。
通過以上設備使用狀況的分析，客戶訴求如下：
1. 焊接電源通過檢測和校準，保證在精度±3%（滿刻度）以內(nèi)
2. 焊接測試機 MM-315B 通過檢測和校準， 保證在精度±1%以內(nèi)
對于焊接電流的定期監(jiān)控重要的品質(zhì)管控手段，根據(jù)焊接電流的特點，本方案提出采用基于高精度測試儀有效值檢測電阻焊焊接電流調(diào)節(jié)技術。分析了其工作原理．證明了這種方案可以解決電阻焊焊接電流波形畸變和頻率變化情況下電流的jingzhun測量。
電阻焊焊接電流的特征
在電阻焊焊接電流穩(wěn)定性監(jiān)控中，電流反饋信號的正確采集至關重要．電阻焊電源變壓器一次側(cè)線圈為 500 V 電壓。電流可在 150 A～10 kA 內(nèi)變化；二次側(cè)線圈輸出 30 V 以下低電壓，電流波形為脈動直流，電流數(shù)值很大，一般在幾 kA 到幾十 kA，有的到 10 萬 A 以上，并且通電時間短(一般 0.1-0.5s)．而且電流波形不規(guī)則，多有畸變。根據(jù)電阻焊電流的特點。為達到良好的控制效果，電阻焊焊接電流的檢測要求響應速度快并且jingque。
由于電阻焊過程相當復雜，焊接電流的變化包含了多種影響因素，如電網(wǎng)的電源波動、焊接時電阻的變化(焊接時，焊件一焊件和電極一電極的接觸狀態(tài)、焊接溫度場及電場不斷變換，引起焊接電阻不斷變化)，均導致焊接時焊接電流的變化非常復雜。
由于各種因素的影響，使得電阻焊焊接輸出電流是一脈動直流。波形復雜，多有畸變發(fā)生，對焊接電流的檢測提高了難度。
對電阻焊電流信號的檢測可以用有效值、平均值和峰值形式體現(xiàn)。這 3 種方法中，峰值檢測方法速度醉快，易于實現(xiàn)，但誤差醉大；平均值檢測方法在速度、精度方面介于有效值檢測與峰值檢測之間，但是由于有效值檢測jing確，能反映電流的真實情況，更加適用于波形的畸變情況的檢測，本方案采用高精度測試儀實現(xiàn)了對復雜的電流波形精que測量。
高精度測試儀系統(tǒng)的組成
本方案采用磁通門高精度電流傳感器作為采集電流傳感器，將電流傳感器直接套在電焊機電極臂上，直接從高精度電流傳感器側(cè)提取焊接電流信號，經(jīng)測試儀積分電路處理直接顯示測試電流。磁通門高精度電流傳感器測量范圍可從數(shù)安培到數(shù)一萬五仟安的電流，且無磁飽和現(xiàn)象，電流之間沒有直接的電路聯(lián)系，具有較強的瞬時跟蹤能力，可用于測量形狀不規(guī)則的導體電流，特別適合作為電阻焊電流測量傳感器。
1、AIT15000-SG 高精度電流傳感器
多點零磁通技術系統(tǒng)應用于現(xiàn)有高精度直流傳感器技術之上，激勵磁通閉環(huán)控制技術、自激磁通門技術及多閉環(huán)控制技術相結(jié)合，實現(xiàn)了對激勵磁通、直流磁通、交流磁通的零磁通閉環(huán)控制，并通過構建高頻紋波感應通道實現(xiàn)了對高頻紋波的檢測，從而使傳感器在全帶寬范圍內(nèi)擁有比較高的增益和測量精度。
2、便攜式交直流標準表
高精度交直流測試儀是我公司生產(chǎn)的新一代高精度交直流測試儀。該產(chǎn)品采用全新的軟硬件設計，能同時測量單相交直流電壓、電流、頻率、相位、有功功率等，可廣泛應用于計量研究所，電力，計量，軍工，制造，科研等領域的交直流測量，政府檢驗機構以及其它計量領域。
產(chǎn)品特點
可測量單相交直流電壓、電流、頻率、相位、有功功率。
可進行紋波試驗，檢測 1kHz 以下交流紋波。
配備 RS232 和 RS485 通信接口，可直接與 PC 機聯(lián)機通信，可選配 CAN 通信接口。
電壓、 電流多量程自動切換，可測量到量限 110%。
配置 5.6 英寸液晶。
具有產(chǎn)品程序在線升級功能。
根據(jù)分析客戶的具體情況，航智提出了以下兩種配置方案：
一、客戶現(xiàn)場計量配置
1、配置儀器名稱：高精度交直流測試儀（型號：HIU15000）
2、數(shù)量：一套
3、說明：15000A電流傳感器外置
二、 客戶送檢到計量院
1、配置儀器名稱：高精度交直流測試儀（型號：HIU15000）、PTB ST21 焊機、焊接測試機、焊接測試機（新機型，供參考）
2、數(shù)量：每種一套
3、說明：15000A電流傳感器外置。
PTB ST21 焊機含控制器、焊槍、氣泵等。