焊接參數(shù)測試與顯示系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-04-21 05:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 脈沖MIG焊機(jī)數(shù)字化控制設(shè)計(jì)中，在焊接之前，參數(shù)預(yù)置面板預(yù)設(shè)焊接參數(shù)，單片機(jī)采樣后送給DSP作為初始值備份，通過DSP計(jì)算出平均電流，送給單片機(jī)顯示及輸出給D/A芯片轉(zhuǎn)換后送給SG3525，產(chǎn)生PWM信號，主電路導(dǎo)通，單片機(jī)檢測焊機(jī)按鈕狀態(tài)，進(jìn)行焊接控制。在焊接中，焊接電流、電弧電壓采用霍爾元件進(jìn)行檢測和隔離，送給A/D芯片采樣變換后送給DSP系統(tǒng)，經(jīng)過濾波和PI運(yùn)算，得出PWM信號值，與單片機(jī)通訊，單片機(jī)又進(jìn)行顯示和輸出該值給D/A芯片轉(zhuǎn)換后送給SG3525，產(chǎn)生PWM信號，控制主電路的導(dǎo)通。在上海交通大學(xué)工學(xué)碩士傅延安論文中，參數(shù)采集系統(tǒng)采用NI公司DAQPCI6023E數(shù)據(jù)采集卡完成對焊接電流、焊接電壓、送絲速度和焊接過程時(shí)刻標(biāo)定信號等四個(gè)信號進(jìn)行采集分析，其中焊接過程時(shí)刻標(biāo)定信號是由焊機(jī)的DSP（數(shù)字信號處理器）控制軟件經(jīng)數(shù)字I/O口輸出，直接送給數(shù)據(jù)采集卡；送絲速度信號也是由控制軟件輸出，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，控制送絲電機(jī)轉(zhuǎn)速；焊接電流和焊接電壓均由裝在焊機(jī)內(nèi)部的霍爾電流和霍爾電壓傳感器變換得到，經(jīng)過采集電路的轉(zhuǎn)換得到虛擬儀器檢測系統(tǒng)要求的適應(yīng)信號。最終也實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的參數(shù)采集功能。 研究內(nèi)容 課題研究內(nèi)容（1）霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器 控制過程中需要采集焊接電流和電弧電壓以及送絲速度的瞬時(shí)值以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。對于電壓的計(jì)量，低壓可以用電壓表直接測量到，而對于高壓的話就需要有電壓互感器變壓后進(jìn)行測量。那么對于電流的測量交流直流很小時(shí)，可以用萬用表直接串入到電路中去測量，稍大點(diǎn)的（07000A以下）電流可以用分流器測量，但這種方法測量精度低，隔離程度低，電流超過7000A分流器就無法使用了?；魻栯娏鱾鞲衅魇菧y量電流的一種新型設(shè)備，該設(shè)備采用霍爾檢測原理具有測量高精確度 、隔離程度高、線形好、安裝更換簡便等優(yōu)點(diǎn)。 霍爾電流傳感器的原理是：磁平衡式電流傳感器也稱補(bǔ)償式傳感器，是由原邊電路、聚磁環(huán)、位于空隙中的霍爾器件、初級線圈、放大電路組成；即原邊電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場通過一個(gè)次級線圈電流所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)償電流Is精確的反映原邊電流Ip，從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。具體工作過程為：如圖1所示，當(dāng)主回路有一電流通過時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場被磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號輸出用于驅(qū)動(dòng)功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場，該磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場正好相反，因而補(bǔ)償了原來的磁場，使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘所產(chǎn)生的磁場相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起到指示零磁通的作用，此時(shí)可以通過Is來測試Ip。當(dāng)Ip變化時(shí)，平衡受到破壞，霍爾器件有信號輸出，即重復(fù)上述過程重新達(dá)到平衡。被測電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。因此，從宏觀上看，次級的補(bǔ)償電流安匝數(shù)在任何時(shí)間都與初級被測電流的匝數(shù)相等?；魻栯妷簜鞲衅饕?yàn)槭腔诨魻栭]環(huán)零磁通原理，所以可以測量直流電壓，交流電壓和混合波形的電壓。此特點(diǎn)區(qū)別于電磁隔離原理的電壓互感器，電壓互感器只能測量交流電壓信號。如圖2所示，電壓傳感器與電流傳感器不同的是用它測量電壓時(shí)，電壓傳感器的原邊多匝數(shù)繞組上串聯(lián)了一只限流電阻R1，然后再并聯(lián)到被測電壓U1上（即+HT與HT端子上），得到與被測電壓成比例的電流I1。副邊工作原理完全同于電流傳感器。當(dāng)副邊補(bǔ)償
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