Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Http://de.dstu.edu.ru/CDOCourses/27.11.2015open/632/333/book.htm8.2 Измерение параметров режима управления при дуговой и контактной сварке



Использование большинства серийно выпускаемых датчиков и мерительных преобразователей для измерения параметров режима дуговой и контактной сварки затруднено. Это связано прежде его с наличием интенсивных электромагнитных помех, создаваемых сварочным оборудованием, которые вносят искажения в измеряемые сигналы.

Для измерения параметров режима дуговой и контактной сварки используются специально разработанные измерительные преобразователи (ИП).

В частности, ИП для контактных точечных машин типа МТВ-8001 и МТК-75 осуществляют измерение следующих параметров:

· сварочного тока от 10 до 100 кА;

· сварочного усилия сжатия от 1500 до 15000 кН;

· ковочного усилия сжатия от 5000 до 35000 кН;

· интегрального значения напряжения между электродами сварочной машины от 0,5 до 5 В;

· интегрального значения сварочного тока от 10 до 100 кА.

Последние два параметра используются в АСУ ТП для контроля качества сварного соединения. Погрешность измерения электрических параметров режима не более 2,5 %, а усилий сжатия – 5 %. Сигнал напряжения между электродами разделяется и интегрируется в ИП в течение времени, когда мгновенное значение тока сварки больше заданного порогового. Тем самым, с одной стороны, удается компенсировать помеху на измерительную цепь Uээ, которая может по амплитуде в десятки раз превышать информационный сигнал, а с другой, – выбрав соответствующим образом пороговые напряжения, исключить импульс после сварочного нагрева деталей, который не определяет размер сварной точки.

Для измерения усилия сжатия используют тензорезисторный датчик, встроенный в привод сжатия. Сварочный ток контролируют с помощью датчика производной тока по времени (пояса Роговского) и определяют в ИП как максимум интегрального значения сигнала с датчика тока.

Измеренные таким образом параметры процесса сварки в ИП запоминаются на время не менее 40 мс после окончания сварочного тока для их опроса ЭВМ. Временные параметры режима определяются ЭВМ с дискретностью 20 мс по стробу, который выдается ИП в течение сварочного тока, и сигналу ковки.

Для настройки, метрологической аттестации и периодической поверки ИП использовать универсальные измерительные приборы сложно. Учитывая возможности ЭВМ, эти работы со значительно меньшими затратами времени могут быть выполнены с помощью технических средств системы управления. При этом тестовый сигнал на вход ИП задают с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и согласователя уровней напряжения, а выходной сигнал измеряется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Согласователь используется для преобразования уровней сигналов с выходов ЦАП в диапазоны входных сигналов измерительных каналов: до 3 В по каналу тока сварки, 1 В по каналу напряжения между электродами и 20 мВ по каналу сварочного усилия сжатия.

В соответствии с диапазоном измеряемых параметров задаются в режиме диалога параметры тестовых сигналов: по каналу тока и напряжения (рис. 8.2) - минимальное и максимальное значения напряжения (U2) и длительности импульса (T2), а по каналу усилия сжатия – (U1и U3). Кроме того, указывается число точек испытания в заданном диапазоне m (обычно 5), число повторений испытаний в каждой точке n (30), а также период Т,с которым заданные m´n испытания должны повторяться.

 

Рис. 8.2. Тестовый сигнал на входе измерительного преобразователя параметров режима для контактной точечной сварки

 

Система последовательно во времени задает серию из n испытываемых сигналов со следующими параметрами:

 

где i = l, 3; j = 1, n.

Время моделирования сварочного усилия сжатия не влияет на работу ИП и равно 0,2 с. Аналогично время после сварочного сжатия T3выбрано равным 40 мс для всех испытаний. При этом через 20 мс после окончания импульса на входе каналов измерения тока и напряжения с помощью АЦП осуществляется опрос измеренных значений на выходе ИП. Заданная серия проверяется m раз. После чего по накопленным данным методом наименьших квадратов рассчитывается статическая характеристика преобразования ИП (СХП) в виде линейной зависимости где – напряжение па выходе ИП; xi – заданные тестовые сигналы; `x – среднее значение тестового сигнала; а, b – коэффициенты, полученные расчетом по МНК.

Доверительные границы погрешности СХП вычисляются по формуле

,

где – среднеквадратическое отклонение у; N = n´m – число испытаний; tN-2, g – квантиль распределения погрешности измерения для уровня значимости g.

Для оценки погрешности измерительного канала определяют среднеквадратические отклонения случайной погрешности yij в точках испытания:

,

а также среднеквадратическое отклонение нелинейности СХП

.

При постоянном значении погрешности ИП в различных точках испытания , заданную погрешность ИП (%) проверяют по зависимости e=Di×100/(Yконx), где Yкон – конечное значение измеряемой величины в заданном диапазоне; x=0,8 – технологический запас.

Обычно при периодической поверке ИП сравнивают построенную СХП с номинальной, вычисляя дисперсное отношение

V2=(m– 2)(Q2 – Q1)/(2Q1),

где – для построения СХП;

– для номинальной СХП.

Если V2 больше квантили распределения Фишера для уровня значимости g = 0,05, то поверяемому каналу должна приписываться построенная СХП.

В АСУ ТП при периодической поверке независимо от оценок дисперсного отношения ИП приписывают рассчитанную СХП.

Тем самым удается непрерывно контролировать техническое состояние измерительного преобразователя и поддерживать заданный уровень точности измерения. При этом на испытание одного ИП затрачивается время не более 5 мин. Аналогичные программно-технические средства используются для метрологической аттестации и поверки ИП параметров режима дуговой сварки, который предназначен для измерения:

· среднего сварочного тока в диапазоне 30-300 А и 60-600 А;

· среднего напряжения на дуге в диапазоне 8-30 В; средней скорости сварки в диапазоне 10-100 м/ч; средней скорости подачи присадочной проволоки 10-120 м/ч.

Учитывая степень влияния параметров режима сварки на качество сварного шва, электрические параметры режима контролируют с погрешностью не более 2,5%, а скорости – не более 5%. Принимая во внимание форму измеряемых сигналов, для каналов измерения тока и напряжения тестовый сигнал с ЭВМ задается напряжением в виде синусоиды с частотой 50 Гц и постоянным напряжением. Каналы измерения скорости проверяют только на тестовом сигнале постоянного тока. Значение синусоидального сигнала задают по амплитуде, а постоянного сигнала – по уровню. Напряжение на выходе ИП, учитывая динамические характеристики блока, измеряются через 1 с после передачи тестового сигнала. Расчеты СХП и погрешности измерения осуществляются так же, как и для ИП контактной сварки. Кроме того, для ИП дуговой сварки ЭВМ контролирует время установления измеренного значения при скачкообразном изменении тестового сигнала. Время определяется с дискретностью 20 мс по таймеру, встроенному в микропроцессор.

Кроме автоматизации метрологической аттестации ИП, их периодической поверки в составе АСУ ТП и уточнения СХП измерительных каналов с целью повышения точности контроля система может использоваться для наладки ИП. В этом случае в режиме проверки работы ИП на тестовом сигнале с постоянными параметрами осуществляется предварительная отладка и настройка измерительных каналов в характерных точках диапазона измерения. Далее настройка ИП осуществляется по СХП и погрешности преобразования, выводимой на экран дисплея. Тем самым в десятки раз удается повысить производительность труда при изготовлении и ремонте измерительного преобразователя.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.