專利名稱：氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接技術(shù)領(lǐng)域的電路，具體是一種氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓 測(cè)量電路。
背景技術(shù)：
焊接電壓信號(hào)中含有豐富的焊接過(guò)程的信息，因此對(duì)焊接電壓信號(hào)的采集成 為弧長(zhǎng)控制、焊接質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。目前，對(duì)氣體保護(hù)鎢極氬弧焊(GTAW)的電 壓釆集及控制主要采樣是由弧長(zhǎng)控制器(AVC)負(fù)責(zé)的。由于弧長(zhǎng)控制器價(jià)格昂 貴，設(shè)備笨重，不適合對(duì)各種工況條件下的焊接電壓進(jìn)行采集。由于當(dāng)前計(jì)算機(jī) 的普及，采用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)焊接過(guò)程電壓信號(hào)進(jìn)行采集并分析具有價(jià)格便宜，安裝 靈活的特點(diǎn)，但是氣體保護(hù)鎢極氬弧焊焊接過(guò)程中產(chǎn)生高頻高壓，若不加保護(hù)措 施，直接使用計(jì)算機(jī)測(cè)量焊接過(guò)程中的電壓信號(hào)，將會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)造成巨大損害。 因此，必須設(shè)計(jì)保護(hù)電路，通過(guò)該電路，將焊接過(guò)程的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)可 以采集的范圍內(nèi)，然后才可以使用計(jì)算機(jī)對(duì)焊接過(guò)程的電壓信號(hào)進(jìn)行采集。
經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，方勇等人發(fā)表在《電焊機(jī)》(2003， Vo132， No. 6: 9 13)上的"雙面自動(dòng)TIG立焊過(guò)程微機(jī)控制系統(tǒng)"，該文采用LV25-P 型電壓互感器及正反向運(yùn)算放大電路采集TIG焊接電壓，但經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在正常 焊接過(guò)程中，該電路工作正常，但在起弧階段，由于存在高頻高壓，采用該文的 電路有時(shí)高頻高壓會(huì)將電壓互感器擊穿而燒毀后續(xù)電路。該電路在隔離起弧階段 的高頻高壓信號(hào)時(shí)仍需改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓 測(cè)量電路，通過(guò)該電路，可以有效的將氣體保護(hù)鎢極氬弧焊起弧時(shí)的高頻高壓信 號(hào)濾除，并將焊接電壓縮放至計(jì)算機(jī)可以采集的安全電壓范圍內(nèi)，從而可以使用 計(jì)算機(jī)對(duì)焊接電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括分壓保護(hù)電路、濾波電路、 隔離運(yùn)算放大器隔離電路、線性光耦隔離電路，其中，
分壓保護(hù)電路的輸入端接弧焊電壓，在起弧階段，分壓保護(hù)電路將電壓箍位 在一個(gè)穩(wěn)定的、安全的固定電壓，在正常焊接時(shí)，分壓保護(hù)電路將焊接電壓按比 例進(jìn)行分配，為后續(xù)電路提供一個(gè)安全的、可供計(jì)算機(jī)采集的電壓范圍，分壓保 護(hù)電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連，濾波電路將焊接過(guò)程中產(chǎn)生的高頻干 擾信號(hào)濾除，濾波電路的輸出端與隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸入端相連，隔離 運(yùn)算放大器隔離電路將焊接電壓與后續(xù)電路隔離成兩部分，保護(hù)后續(xù)電路不受意 外高頻、高壓等干擾信號(hào)的損壞，隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸出端與線性光耦 隔離電路的輸入端相連，線性光耦隔離電路將前面的電路與后面連接的計(jì)算機(jī)實(shí) 現(xiàn)電氣上的完全隔離，在前面電路遭到意外損壞時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)做最后一層保護(hù)，確 保計(jì)算機(jī)的工作安全。
所述分壓保護(hù)電路，包括第一電阻R1、第二電阻R2和第一雙向瞬態(tài)抑制
二極管(TVS) Dl，其中，第一電阻R1的一端接電壓輸入端，另一端接第二電阻 R2及第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl的一端，第二電阻R2的另一端與第一雙向瞬 態(tài)抑制二極管D1的另一端向連，并接焊接電壓的另一個(gè)輸出端；
所述濾波電路，包括電感L1、第一電容C1和第二電容C2，其中，第一電 容Cl的一端與電感Ll的一端相連并接第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl的一端，電 感L1的另一端與第二電容C2的一端相連并接隔離運(yùn)算放大器U1的輸入端15， 第一電容C1與第二電容C2的另一端與第一雙向瞬態(tài)抑制二極管D1的另一端相 連并接隔離運(yùn)算放大器U1的輸入端16;
所述隔離運(yùn)算放大器隔離電路，包括隔離運(yùn)算放大器U1、第四電阻R4、 第五電阻R5、第一運(yùn)算放大器U2、第三電容C3和第四電容C4，其中，隔離運(yùn) 算放大器Ul的1腳與第一個(gè)供電電源的正輸出端相連，2腳與第一個(gè)供電電源 的負(fù)輸出端相連，7腳與第四電阻R4的一端相連，8腳與第二個(gè)供電電源的地端 相連，9腳與第二個(gè)供電電源的正輸出端相連，IO腳與第二個(gè)供電電源的負(fù)輸出 端相連，15腳接第二電容C2的一端，16腳接第二電容C2的另一端，第四電阻 R4與第五電阻R5及第三電容C3的一端相連，第五電阻R5的另一端與第四電容
C4相連后接第一運(yùn)算放大器U2的正輸入端，第三電容C3的另一端接第一運(yùn)算 放大器U2的負(fù)輸入端及輸出端，第四電容C4的另一端接第二個(gè)供電電源的地端；
所述線性光耦隔離電路，包括第一滑動(dòng)變阻器R12、第六電阻R6、第十電 阻RIO、第五電容C5、第七電容C7、第一二極管D3、第二二極管D4、第二運(yùn)算 放大器U3、第三運(yùn)算放大器U5、第七電阻R7、第十一電阻Rll、第一線性光耦 U6、第二線性光耦U7、第六電容C6、第八電阻R8、第二滑動(dòng)變阻器R13、第四 運(yùn)算放大器U4、第九電阻R9、第二雙向瞬態(tài)抑制二極管D2，其中，
第一滑動(dòng)變阻器R12的滑動(dòng)端接第一運(yùn)算放大器U2的輸出端第6腳，第一 滑動(dòng)變阻器R12的一個(gè)固定端接第六電阻R6的一端，另一個(gè)固定端接第十電阻 R10的一端，第六電阻R6的另一端與第五電容C5、第一二極管D3的陰極端相連 后接第二運(yùn)算放大器U3的負(fù)向輸入端及第一線性光耦U6的第3腳，第二運(yùn)算放 大器U3的正向輸入端接第二個(gè)供電電源的地，第五電容C5與第一二極管D3的 陽(yáng)極相連后接第二運(yùn)算放大器U3的輸出端，第七電阻R7的一端接第二運(yùn)算放大 器U3的輸出端，另一端接第一線性光耦U6的第1腳，第一線性光耦U6的第2 及第4腳接第二個(gè)供電電源的地，第5腳接第三個(gè)供電電源的地，第十電阻RIO 的另一端與第七電容C7、第二二極管D4的陽(yáng)極端相連后接第三運(yùn)算放大器U5 的負(fù)向輸入端及第二線性光耦U7的第4腳，第三運(yùn)算放大器U5的正向輸入端接 第二個(gè)供電電源的地，第七電容C7與第二二極管D4的陰極相連后接第三運(yùn)算放 大器U5的輸出端，第十一電阻Rll的一端接第三運(yùn)算放大器U5的輸出端，另一 端接第二線性光耦U7的第2腳，第二線性光耦U7的第1及第3腳接第二個(gè)供電 電源的地，第6腳接第三個(gè)供電電源的地，第一線性光耦U6的第6腳及第二線 性光耦U7的第5腳與第六電容C6、第八電阻R8的一端相連后接第四運(yùn)算放大 器U4的正向輸入端，第八電阻R8的另一端接第二滑動(dòng)變阻器R13的一個(gè)固定端， 第六電容C6的另一端與第二滑動(dòng)變阻器R13的滑動(dòng)端及另一個(gè)固定端相連后接 第四運(yùn)算放大器U4的輸出端及第九電阻R9的一端，第九電阻R9的另一端與第 二雙向瞬態(tài)抑制二極管D2的一端相連后作為電路的輸出端，第二雙向瞬態(tài)抑制 二極管D2的另一端與第四運(yùn)算放大器U4的負(fù)向輸入端相連后接第三個(gè)供電電源 的地。
本發(fā)明工作時(shí)，將焊槍的正負(fù)極分別接入電路的正負(fù)輸入端，將電路的0UT 輸出端及第三個(gè)供電電源的地分別接計(jì)算機(jī)的輸入端及地。起弧過(guò)程中，電焊機(jī) 產(chǎn)生上千伏的高頻高壓，此時(shí)，第一雙向瞬態(tài)抑制二極管D1被擊穿，電流主要 經(jīng)第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl及第一電阻Rl返回，且第一雙向瞬態(tài)抑制二極管 Dl兩端的電壓穩(wěn)定在一個(gè)較低的箍位電壓上，經(jīng)濾波電路、隔離電路隔離后， 輸出一個(gè)穩(wěn)定的，在計(jì)算機(jī)可測(cè)量的安全范圍內(nèi)的電壓，保證計(jì)算機(jī)不被起弧過(guò) 程中產(chǎn)生的高頻高壓信號(hào)損壞。正常焊接時(shí)，由于焊接電壓較低，此時(shí)，第一雙 向瞬態(tài)抑制二極管Dl處于截止?fàn)顟B(tài)，焊接電壓經(jīng)第一電阻R1、第二電阻R2分 壓后經(jīng)過(guò)由電感L1、第一電容C1、第二電容C2組成的濾波電路濾波處理，濾除 不必要的高頻干擾信號(hào)后后進(jìn)入隔離運(yùn)算放大器Ul的輸入端，隔離運(yùn)算放大器 Ul內(nèi)部通過(guò)電容實(shí)現(xiàn)信號(hào)的耦合，并將輸入輸出信號(hào)在電氣上實(shí)現(xiàn)隔離，隔離 運(yùn)算放大器U1輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)第一運(yùn)算放大器U2、第四電阻R4、第五電阻R5、 第三電容C3、第四電容C4組成的有源濾波電路，濾除隔離運(yùn)算放大器Ul產(chǎn)生 的雜波，經(jīng)過(guò)后面的雙向線性光耦隔離電路，使輸入信號(hào)與輸出信號(hào)通過(guò)光耦轉(zhuǎn) 換的光信號(hào)傳遞，實(shí)現(xiàn)電氣上的完全隔離，經(jīng)過(guò)隔離后的電壓，可以使用計(jì)算機(jī) 安全的進(jìn)行采集。
本發(fā)明采用瞬態(tài)抑制二極管、濾波電路、隔離運(yùn)算放大器、線性光耦組成的 保護(hù)電路可有效地保護(hù)計(jì)算機(jī)不受焊接過(guò)程中各種干擾信號(hào)的影響。通過(guò)由瞬態(tài) 抑制二極管構(gòu)成的分壓電路，濾除了起弧過(guò)程中的高壓信號(hào)，將輸出電壓保持在 低于瞬態(tài)抑制二極管的箍位電壓的安全水平內(nèi)，從而對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行第一重保護(hù)； 通過(guò)濾波電路，濾除了焊接過(guò)程中的各種高頻干擾，從而對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了第二重 保護(hù)；通過(guò)隔離運(yùn)算放大器構(gòu)成的隔離電路，使用隔離運(yùn)算放大器對(duì)前后電路進(jìn) 行耦合，使計(jì)算機(jī)與焊接電壓實(shí)現(xiàn)了第一次隔離，從而對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了第三重保 護(hù)；由線性光耦構(gòu)成的雙極性光耦隔離電路，使計(jì)算機(jī)與焊接電壓實(shí)現(xiàn)了電氣上 的完全隔離，從而對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了第四重保護(hù)；最后，經(jīng)瞬態(tài)抑制二極管的最后 一重保護(hù)后，電壓才進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明采用多重保護(hù)，有效地
隔離了焊接起弧過(guò)程中產(chǎn)生的高頻高壓信號(hào)以及焊接過(guò)程中產(chǎn)生的其他各種干
擾信號(hào)，保證了計(jì)算機(jī)的安全，并且由于隔離電路具有優(yōu)良的線性關(guān)系，可以把 正常焊接過(guò)程中的焊接電壓信號(hào)快速、準(zhǔn)確地傳到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行采集。系統(tǒng)的穩(wěn) 定性、可靠性得到了很好的保證。
圖l是本發(fā)明的電路圖2是本發(fā)明實(shí)施例采集的焊接電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例包括分壓保護(hù)電路、濾波電路、隔離運(yùn)算放大器隔 離電路、線性光耦隔離電路，其中，
分壓保護(hù)電路的輸入端接弧焊電壓，在起弧階段，分壓保護(hù)電路將電壓箍位 在一個(gè)穩(wěn)定的、安全的固定電壓，在正常焊接時(shí)，分壓保護(hù)電路將焊接電壓按比 例進(jìn)行分配，為后續(xù)電路提供一個(gè)安全的、可供計(jì)算機(jī)采集的電壓范圍，分壓保 護(hù)電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連，濾波電路將焊接過(guò)程中產(chǎn)生的高頻干 擾信號(hào)濾除，濾波電路的輸出端與隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸入端相連，隔離 運(yùn)算放大器隔離電路將焊接電壓與后續(xù)電路隔離成兩部分，保護(hù)后續(xù)電路不受意
外高頻、高壓等干擾信號(hào)的損壞，隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸出端與線性光耦 隔離電路的輸入端相連，線性光耦隔離電路將前面的電路與后面連接的計(jì)算機(jī)實(shí) 現(xiàn)電氣上的完全隔離，在前面電路遭到意外損壞時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)做最后一層保護(hù)，確 保計(jì)算機(jī)的工作安全。
所述分壓保護(hù)電路，包括第一電阻R1、第二電阻R2和第一雙向瞬態(tài)抑制 二極管(TVS) Dl，其中，第一電阻R1的一端接電壓輸入端，另一端接第二電阻 R2及第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl的一端，第二電阻R2的另一端與第一雙向瞬 態(tài)抑制二極管D1的另一端向連，并接焊接電壓的另一個(gè)輸出端；
所述濾波電路，包括電感L1、第一電容C1和第二電容C2，其中，第一電 容Cl的一端與電感Ll的一端相連并接第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl的一端，電
感L1的另一端與第二電容C2的一端相連并接隔離運(yùn)算放大器U1的輸入端15， 第一電容Cl與第二電容C2的另一端與第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl的另一端相 連并接隔離運(yùn)算放大器Ul的輸入端16;
所述隔離運(yùn)算放大器隔離，電路，包括隔離運(yùn)算放大器U1、第四電阻R4、 第五電阻R5、第一運(yùn)算放大器U2、第三電容C3和第四電容C4，其中，隔離運(yùn) 算放大器Ul的1腳與第一個(gè)供電電源的+15V輸出端相連，2腳與第一個(gè)供電電 源的-15V輸出端相連，7腳與第四電阻R4的一端相連，8腳與第二個(gè)供電電源 的地端相連，9腳與第二個(gè)供電電源的+15V輸出端相連，10腳與第二個(gè)供電電 源的-15V輸出端相連，15腳接第二電容C2的一端，16腳接第二電容C2的另一 端，第四電阻R4與第五電阻R5及第三電容C3的一端相連，第五電阻R5的另一 端與第四電容C4相連后接第一運(yùn)算放大器U2的正輸入端，第三電容C3的另一 端接第一運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端及輸出端，第四電容C4的另一端接第二個(gè)供 電電源的地端；
所述隔離運(yùn)算放大器U1，其采用型號(hào)為IS0124的運(yùn)算放大器。 所述線性光耦隔離電路，包括第一滑動(dòng)變阻器R12、第六電阻R6、第十電 阻RIO、第五電容C5、第七電容C7、第一二極管D3、第二二極管D4、第二運(yùn)算 放大器U3、第三運(yùn)算放大器U5、第七電阻R7、第十一電阻Rll、第一線性光耦 U6、第二線性光耦U7、第六電容C6、第八電阻R8、第二滑動(dòng)變阻器R13、第四 運(yùn)算放大器U4、第九電阻R9、第二雙向瞬態(tài)抑制二極管D2，其中，
第一滑動(dòng)變阻器R12的滑動(dòng)端接第一運(yùn)算放大器U2的輸出端第6腳，第一 滑動(dòng)變阻器R12的一個(gè)固定端接第六電阻R6的一端，另一個(gè)固定端接第十電阻 R10的一端，第六電阻R6的另一端與第五電容C5、第一二極管D3的陰極端相連 后接第二運(yùn)算放大器U3的負(fù)向輸入端及第一線性光耦U6的第3腳，第二運(yùn)算放 大器U3的正向輸入端接第二個(gè)供電電源的地，第五電容C5與第一二極管D3的 陽(yáng)極相連后接第二運(yùn)算放大器U3的輸出端，第七電阻R7的一端接第二運(yùn)算放大 器U3的輸出端，另一端接第一線性光耦U6的第1腳，第一線性光耦U6的第2 及第4腳接第二個(gè)供電電源的地，第5腳接第三個(gè)供電電源的地，第十電阻RIO 的另一端與第七電容C7、第二二極管D4的陽(yáng)極端相連后接第三運(yùn)算放大器U5
的負(fù)向輸入端及第二線性光耦U7的第4腳，第三運(yùn)算放大器U5的正向輸入端接 第二個(gè)供電電源的地，第七電容C7與第二二極管D4的陰極相連后接第三運(yùn)算放 大器U5的輸出端，第十一電阻Rll的一端接第三運(yùn)算放大器U5的輸出端，另一 端接第二線性光耦U7的第2腳，第二線性光耦U7的第1及第3腳接第二個(gè)供電 電源的地，第6腳接第三個(gè)供電電源的地，第一線性光耦U6的第6腳及第二線 性光耦U7的第5腳與第六電容C6、第八電阻R8的一端相連后接第四運(yùn)算放大 器U4的正向輸入端,第八電阻R8的另一端接第二滑動(dòng)變阻器R13的一個(gè)固定端， 第六電容C6的另一端與第二滑動(dòng)變阻器R13的滑動(dòng)端及另一個(gè)固定端相連后接 第四運(yùn)算放大器U4的輸出端及第九電阻R9的一端，第九電阻R9的另一端與第 二雙向瞬態(tài)抑制二極管D2的一端相連后作為電路的輸出端，第二雙向瞬態(tài)抑制 二極管D2的另一端與第四運(yùn)算放大器U4的負(fù)向輸入端相連后接第三個(gè)供電電源 的地。
所述第一線性光耦U6、第二線性光耦U7，均采用型號(hào)為HCNR200的線性光稱。
本實(shí)施例工作時(shí)，將焊槍的正負(fù)極分別接入電路的正負(fù)輸入端，將電路的 OUT輸出端及第三個(gè)供電電源的地分別接計(jì)算機(jī)的輸入端及地。起弧過(guò)程中，電 焊機(jī)產(chǎn)生上千伏的高頻高壓，此時(shí)，第一雙向瞬態(tài)抑制二極管D1被擊穿，電流 主要經(jīng)第一雙向瞬態(tài)抑制二極管Dl及第一 Rl返回，且第一雙向瞬態(tài)抑制二極管 Dl兩端的電壓穩(wěn)定在一個(gè)較低的箍位電壓上，經(jīng)濾波電路、隔離電路隔離后， 輸出一個(gè)穩(wěn)定的，在計(jì)算機(jī)可測(cè)量的安全范圍內(nèi)的電壓，保證計(jì)算機(jī)不被起弧過(guò) 程中產(chǎn)生的高頻高壓信號(hào)損壞。正常焊接時(shí)，由于焊接電壓較低，此時(shí)，第一雙 向瞬態(tài)抑制二極管Dl處于截止?fàn)顟B(tài)，焊接電壓經(jīng)第一電阻Rl、第二電阻R2分 壓后經(jīng)過(guò)由電感L1、第一電容C1、第二電容C2組成的濾波電路濾波處理，濾除 不必要的高頻干擾信號(hào)后后進(jìn)入隔離運(yùn)算放大器U1的輸入端，隔離運(yùn)算放大器 Ul內(nèi)部通過(guò)電容實(shí)現(xiàn)信號(hào)的耦合，并將輸入輸出信號(hào)在電氣上實(shí)現(xiàn)隔離，隔離 運(yùn)算放大器U1輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)第一運(yùn)算放大器U2、第四電阻R4、第五電阻R5、 第三電容C3、第四電容C4組成的有源濾波電路，濾除隔離運(yùn)算放大器Ul產(chǎn)生 的雜波，經(jīng)過(guò)后面的雙向線性光耦隔離電路，使輸入信號(hào)與輸出信號(hào)通過(guò)光耦轉(zhuǎn) 換的光信號(hào)傳遞，實(shí)現(xiàn)電氣上的完全隔離，經(jīng)過(guò)隔離后的電壓，可以使用計(jì)算機(jī)
安全的進(jìn)行采集。
圖2為使用本實(shí)施例采集的氣體保護(hù)鎢極氬弧焊(GTAW)焊接時(shí)的電壓波形 圖，試驗(yàn)所用焊機(jī)為日本0TC公司生產(chǎn)的INVERTER ELES0N 500P型交直流兩用 焊機(jī)，焊接脈沖頻率為lHz，使用研華公司的PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集，采樣頻率為20kHz。試驗(yàn)過(guò)程程中，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，安全可靠。從采集的電
壓波形圖中可以看出由脈沖峰值到脈沖基值的焊接電壓變化情況，焊接脈沖周期 約為ls，與焊前的設(shè)定值相符，每一個(gè)焊接脈沖由頻率74Hz的方波交流電組成，
與示波器采集的波形進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，采用證明本系統(tǒng)在采集的焊接電壓波形在大 小、形狀上都與示波器采集的波形一致，從而證明了本實(shí)施例的準(zhǔn)確性。從圖中 還可以看出，該實(shí)施例可以記錄焊接過(guò)程中每一個(gè)方波交流波形的細(xì)微變化，從 而可以對(duì)焊接過(guò)程中的電壓變化情況進(jìn)行詳盡的分析。
本實(shí)施例雖然針對(duì)氣體保護(hù)鎢極氬弧焊的電壓測(cè)量，但使用本實(shí)施例的測(cè)量 電路，還可以對(duì)其他焊接工藝的電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。
權(quán)利要求
1、一種氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路，其特征在于，包括分壓保護(hù)電路、濾波電路、隔離運(yùn)算放大器隔離電路、線性光耦隔離電路，其中，分壓保護(hù)電路的輸入端接弧焊電壓，在起弧階段，分壓保護(hù)電路將電壓箍位在一個(gè)穩(wěn)定的固定電壓，在焊接時(shí)，分壓保護(hù)電路將焊接電壓按比例進(jìn)行分配，為后續(xù)電路提供供計(jì)算機(jī)采集的電壓范圍，分壓保護(hù)電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連，濾波電路將焊接過(guò)程中產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)濾除，濾波電路的輸出端與隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸入端相連，隔離運(yùn)算放大器隔離電路將焊接電壓與后續(xù)電路隔離成兩部分，保護(hù)后續(xù)電路不受意外高頻、高壓等干擾信號(hào)的損壞，隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸出端與線性光耦隔離電路的輸入端相連，線性光耦隔離電路將前面的電路與后面連接的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)電氣上的完全隔離，在前面電路遭到意外損壞時(shí)，確保計(jì)算機(jī)的工作安全。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述的氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路，其特征是，所述 分壓保護(hù)電路，包括第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)和第一雙向瞬態(tài)抑制二極管(Dl)，其中，第一電阻(Rl)的一端接電壓輸入端，另一端接第二電阻(R2) 及第一雙向瞬態(tài)抑制二極管(Dl)的一端，第二電阻(R2)的另一端與第一雙向 瞬態(tài)抑制二極管(Dl)的另一端向連，并接焊接電壓的另一個(gè)輸出端。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述的氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路，其特征是，所述 濾波電路，包括電感(Ll)、第一電容(Cl)和第二電容(C2)，其中，第一電 容(Cl)的一端與電感(Ll)的一端相連并接第一雙向瞬態(tài)抑制二極管(Dl)的 一端，電感(L1)的另一端與第二電容(C2)的一端相連并接隔離運(yùn)算放大器(U1) 的輸入端15，第一電容(Cl)與第二電容(C2)的另一端與第一雙向瞬態(tài)抑制 二極管(Dl)的另一端相連并接隔離運(yùn)算放大器(Ul)的輸入端16。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述的氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路，其特征是，所述 隔離運(yùn)算放大器隔離電路，包括隔離運(yùn)算放大器(Ul)、第四電阻(R4)、第五 電阻(R5)、第一運(yùn)算放大器(U2)、第三電容(C3)和第四電容(C4)，其中， 隔離運(yùn)算放大器(Ul)的l腳與第一個(gè)供電電源的正輸出端相連，2腳與第一個(gè) 供電電源的負(fù)輸出端相連，7腳與第四電阻(R4)的一端相連，8腳與第二個(gè)供 電電源的地端相連，9腳與第二個(gè)供電電源的正輸出端相連，IO腳與第二個(gè)供電 電源的負(fù)輸出端相連，15腳接第二電容(C2)的一端，16腳接第二電容(C2) 的另一端，第四電阻(R4)與第五電阻(R5)及第三電容(C3)的一端相連，第 五電阻(R5)的另一端與第四電容(C4)相連后接第一運(yùn)算放大器(U2)的正輸 入端，第三電容(C3)的另一端接第一運(yùn)算放大器(U2)的負(fù)輸入端及輸出端， 第四電容(C4)的另一端接第二個(gè)供電電源的地端。
5、根據(jù)權(quán)利1所述的氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路，其特征是，所述 線性光耦隔離電路，包括第一滑動(dòng)變阻器(R12)、第六電阻(R6)、第十電阻(RIO)、第五電容(C5)、第七電容(C7)、第一二極管(D3)、第二二極管(D4)、 第二運(yùn)算放大器(U3)、第三運(yùn)算放大器(U5)、第七電阻(R7)、第十一電阻(R11)、 第一線性光耦(U6)、第二線性光耦(U7)、第六電容(C6)、第八電阻(R8)、第 二滑動(dòng)變阻器(R13)、第四運(yùn)算放大器(U4)、第九電阻(R9)、第二雙向瞬態(tài)抑 制二極管(D2)，其中，第一滑動(dòng)變阻器(R12)的滑動(dòng)端接第一運(yùn)算放大器(U2)的輸出端第6腳， 第一滑動(dòng)變阻器(R12)的一個(gè)固定端接第六電阻(R6)的一端，另一個(gè)固定端 接第十電阻(R10)的一端，第六電阻(R6)的另一端與第五電容(C5)、第一二 極管(D3)的陰極端相連后接第二運(yùn)算放大器(U3)的負(fù)向輸入端及第一線性光 耦(U6)的第3腳，第二運(yùn)算放大器(U3)的正向輸入端接第二個(gè)供電電源的地， 第五電容(C5)與第一二極管(D3)的陽(yáng)極相連后接第二運(yùn)算放大器(U3)的輸 出端，第七電阻(R7)的一端接第二運(yùn)算放大器(U3)的輸出端，另一端接第一 線性光耦(U6)的第1腳，第一線性光耦(U6)的第2及第4腳接第二個(gè)供電電 源的地，第5腳接第三個(gè)供電電源的地，第十電阻(R10)的另一端與第七電容(C7)、第二二極管(D4)的陽(yáng)極端相連后接第三運(yùn)算放大器(U5)的負(fù)向輸入 端及第二線性光耦(U7)的第4腳，第三運(yùn)算放大器(U5)的正向輸入端接第二 個(gè)供電電源的地，第七電容(C7)與第二二極管(D4)的陰極相連后接第三運(yùn)算 放大器(U5)的輸出端，第十一電阻(R11)的一端接第三運(yùn)算放大器(U5)的 輸出端，另一端接第二線性光耦(U7)的第2腳，第二線性光耦(U7)的第1 及第3腳接第二個(gè)供電電源的地，第6腳接第三個(gè)供電電源的地，第一線性光耦 (U6)的第6腳及第二線性光耦(U7)的第5腳與第六電容(C6)、第八電阻(R8) 的一端相連后接第四運(yùn)算放大器(U4)的正向輸入端，第八電阻(R8)的另一端 接第二滑動(dòng)變阻器(R13)的一個(gè)固定端，第六電容(C6)的另一端與第二滑動(dòng) 變阻器(R13)的滑動(dòng)端及另一個(gè)固定端相連后接第四運(yùn)算放大器(U4)的輸出 端及第九電阻(R9)的一端，第九電阻(R9)的另一端與第二雙向瞬態(tài)抑制二極 管(D2)的一端相連后作為電路的輸出端，第二雙向瞬態(tài)抑制二極管(D2)的另 一端與第四運(yùn)算放大器(U4)的負(fù)向輸入端相連后接第三個(gè)供電電源的地。
全文摘要
一種焊接技術(shù)領(lǐng)域的氣體保護(hù)鎢極氬弧焊電壓測(cè)量電路，包括分壓保護(hù)電路、濾波電路、隔離運(yùn)算放大器隔離電路、線性光耦隔離電路，分壓保護(hù)電路的輸入端接弧焊電壓，分壓保護(hù)電路的輸出端與濾波電路的輸入端相連，濾波電路將焊接過(guò)程中產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)濾除，濾波電路的輸出端與隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸入端相連，隔離運(yùn)算放大器隔離電路的輸出端與線性光耦隔離電路的輸入端相連，線性光耦隔離電路將前面的電路與后面連接的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)電氣上的完全隔離。本發(fā)明用于氣體保護(hù)鎢極氬弧焊焊接過(guò)程中連接焊接電源與計(jì)算機(jī)，保護(hù)計(jì)算機(jī)不受焊接過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾信號(hào)的損壞，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)焊接過(guò)程電壓的自動(dòng)采集。
文檔編號(hào)B23K9/10GK101362247SQ20081020092
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者濤 林, 王繼鋒, 波 陳, 陳善本, 馬宏波 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)