[发明专利]一种焊接电流监测仪校准装置及方法

权利要求书

1.一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：包括VFD键盘、程控标准信号源、交直流电压功率放大模块、直流电流功率放大模块、BTL交流电流功率放大模块、空心线圈、交直电流电流互感器和焊接电流监测仪；

所述VFD键盘的输出端与程控标准信号源连接，程控标准信号源的输出端与交直流电压功率放大模块的信号输入端连接，所述交直流电压功率放大模块的输出端与焊接电流监测仪连接；所述交直流电压功率放大模块的输出端还与自身的反馈输入端连接；

所述直流电流功率放大模块的信号输入端通过开关K1与程控标准信号源的输出端连接，直流电流功率放大模块的输出端通过开关K3与空心线圈连接；

BTL交流电流功率放大模块的信号输入端通过开关K2与程控标准信号源的输出端连接，BTL交流电流功率放大模块的输出端通过开关K4与空心线圈连接；

所述交直电流电流互感器用于对空心线圈进行检测，交直流电流互感器的输出端通过切换开关K5连接到直流电流功率放大模块和BTL交流电流功率放大模块的反馈信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：所述焊接电流监测仪连接有罗柯夫斯基线圈。

3.根据权利要求1所述的一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：所述切换开关K5为单刀双掷开关，切换开关K5的动端与所述交直电流电流互感器的输出端连接，切换开关K5的第一个动端与直流电流功率放大模块的反馈信号输入端连接，切换开关K5的第二个动端与BTL交流电流功率放大模块的反馈信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：所述程控标准信号源包括ARM微控制处理器、CPLD芯片、第一DAC模块、第二DAC模块和晶振；所述晶振的输出端分别与ARM微控制处理器和CPLD芯片连接，用于为ARM微控制处理器和CPLD芯片提供时钟基准；所述ARM微控制处理器的输入端与VFD键盘连接，ARM微控制处理器的输出端通过CPLD芯片分别与第一DAC模块和第二DAC模块连接，所述第一DAC模块的输出端与交直流电压功率放大模块连接，所述第二DAC模块的输出端分别与开关K1和开关K2连接。

5.根据权利要求1所述的一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：所述交直流电压功率放大模块包括第一PID调节电路和交直流电压功率放大器，所述第一PID调节电路的信号输入端与程控标准信号源，所述第一PID调节电路输出端与交直流电压功率放大器连接，所述交直流电压功率放大器的输出端与所述焊接电流监测仪连接，所述交直流电压功率放大器的输出端还与第一PID调节电路的反馈输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：所述直流电流功率放大模块包括第二PID调节电路和直流电流功率放大器，所述第二PID调节电路的输入端通过开关K1与所述程控信号源连接，第二PID调节电路的反馈输入端与切换开关K5的第一个动端连接；第二PID调节电路的输出端与直流电流功率放大器连接，所述直流电流功率放大器的输出端包括IH端和OV端；

所述开关K3包括两个同步开闭的子开关，其中IH端通过开关K3的第一个子开关与空心线圈的第一端连接，OV端通过开关K3的第二个子开关与空心线圈的第二端连接。

7.根据权利要求1所述的一种焊接电流监测仪校准装置，其特征在于：所述BTL交流电流功率放大模块包括第三PID调节电路、电平变换电路、正向功率放大器、反向功率放大器、iH端口和iL端口，所述电平变换电路包括正向变换电路和反向变换电路；所述第三PID调节电路的输入端通过开关K2与程控标准信号源连接，第三PID调节电路的反馈输入端与切换开关K5的第二个动端连接；所述第三PID调节电路的输出端分别与正向变换电路和反向变换电路连接，所述正向变换电路的输出端通过正向功率放大器与iH端口连接，所述反向变换电路的输出端通过反向功率放大器与iL端口连接；

所述开关K4的包括两个同步开启的关闭的子开关，iH端口通过其中一个子开关与空心线圈的第一端连接，iL端口通过另一个子开关与空心线圈的第二端连接。

8.一种焊接电流监测仪校准方法，采用权利要求1~7中任意一项所述的系统，其特征在于：包括以下步骤：

S1.用户通过VFD键盘设定需要输出测量的电压、电流、相位、周期或时间参数确认后，VFD键盘将用户设定参数传送至程控标准电压源；

S2.程控标准信号源根据用户设定产生两相标准电压信号及电流信号，

S3.电压信号送入交直流电压功率放大器电路的PID调节电路；PID调节电路将标准信号与标准电压反馈信号进行比例、积分、微分处理后输送至交直流电压功率放大器；功率放大器将弱信号放大后的标准电压信号送至焊接电流监测仪，焊接电流监测仪显示相关电压信息；

S4.直流电流信号送入直流电流功率放大器电路的PID调节电路；PID调节电路将标准信号与标准电流反馈信号进行比例、积分、微分处理后输送至直流电流功率放大器；功率放大器将弱信号放大后的标准电流信号送至空心线圈，由焊接电流监测仪通过罗柯夫斯基线圈监测获取直流电流信号进行数值显示；

S5.交流电流信号送入交流电流功率放大器电路的PID调节电路；PID调节电路将标准信号与标准电流反馈信号进行比例、积分、微分处理后输送至BTL交流电流功率放大模块,BTL交流电流功率放大模块中的电平变换电路首先将信号进行正向放大，同时变换出一个相位相反幅值的绝对值相等的负向信号，然后将这两个幅值相等、正负相反方向的信号分别送入正反向功率放大器及负向功率放大器进行功率放大，然后将正向功率放大后电流信号与电压同步送至空心线圈高端，反向功率放大后电流信号与电压同步送至空心线圈低端，焊接电流监测仪通过罗柯夫斯基线圈监测获得设定输出的交流电流信号并进行数值显示；

S6.记录焊接电流监测仪的测电压幅值、电流幅值和周期数，与用户通过VFD键盘设定的参数进行比较，完成焊接电流监测仪的校准。