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如何计量校准弧焊电源检测装置

日期:2011-5-10 9:37:39 人气: 时间:2016-09-11 13:26 来源:未知 作者:styqjc

   摘要:弧焊电源检测装置的量值准确与可靠程度直接关系到弧焊电源的产品质量,更关系到焊接的质量。对弧焊电源检测装置的工作原理及需要进行质量控制的各项功能进行探讨,基于大量试验得出了对弧焊电源检测装置进行计量校准的切实可行的仪器校准方法,从而保证了弧焊电源检测装置的准确度,提高了其可靠性及可操作性。
电弧焊作为一种基本的金属处理方法,被广泛地运用于国民经济的各部门,为电弧焊提供能量的弧焊电源从诞生起已取得了很大的发展。弧焊焊机需要配备弧焊电源,即对焊机提供电流、电压并具有适合该焊接方法所要求的输出特性的设备。弧焊电源不同一般广义的电源,只要标明输出的是交流,直流、输出电压、最大输出电流和最大输出功率即可,弧焊电源的外特性都应与焊机的种类、弧焊方式相适应。如何保证弧焊电源质量的可靠,对保证焊接质量和生产生活起着至关重要的作用。弧焊电源检测装置作为弧焊电源最重要检测设备之一,不仅要保证弧焊电源的量值准确可靠,更对弧焊电源的外特性安全性能提出更高的要求。
1弧焊电源检测装置的工作原理
弧焊电源检测装置是用于测量电焊机输人输出特性的测量仪器,工作原理如图1。
http://www.st-jiaozhun.com/uploads/160729/1-160H91016064c.jpg
装置的输出、测量端分别与弧焊电源的输人、输出端相连接,通过调节负载电阻,测量弧焊电源的输人、输出特性。通过标准源法和直接测量法对装置进行校准。
2校准项目
弧焊电源检测装置(以下简称装置)的校准应按照有关计量技术规范的要求进行。校准项目包
括:外观及通电检查、交流电压、交流电流、功率、功率因数、绝缘电阻测量和工频耐压试验。
3校准方法
所用的标准器及配套设备等也必须事先进行校准。校准人员应取得相应的培训和上岗证,在校准时应佩戴绝缘手套,按国家有关安全操作规定进行;校准场所应配备绝缘橡胶垫并保证有与校准无关的人员保持在有效安全距离以外的隔离措施。
3.1外观及通电检查
装置的外壳应有专用的接地端子,且有明显接地标识。外观应完好,指示面板应光洁、机壳无机械损伤。零部件装配应牢固,无松动现象。
面板、铭牌或外壳上应有以下主要标志:产品名称、型号、出厂编号、生产厂名(或厂标)、测
量范围和计量单位、供电电源相数、额定电压、频率范围等。
通电预热后,显示或指示应清晰完整,功能正常。
3.2绝缘电阻的测t
装置是大电流设备,发热量高,容易引起器件的老化,加之装置一般使用在生产车间中不可避免存在灰尘,较高的发热量使磁化环境中带电荷的颗粒很容易附着在设备内部,引起装置的整体绝缘电阻下降,因而必须做绝缘电阻试验。参照GB15579.1一2004《弧焊设备第1部分:焊接电源》,装置的电源输人端及输出回路对外壳,以及电源输人端及输出回路对测量回路之间在sooV直流电压下的绝缘电阻值应不小于SMfl。控制回路和与控制回路无电气连接的任何其他外部金属部件之间在sooV直流电压下的绝缘电阻值应不小于2.SMO。
3.3工频耐压试验
不同于通用校准实验室,装置工作环境条件要求较差,而且需要人为频繁拆接线路,出于对人身安全和设备安全考虑,需要做工频耐压试验。在用耐电压测试仪对装置的电源输人端、输出回路及测量回路对外壳之间施加45一65zH任意频率下,实际正弦交流有效值kZV额定电压lmin后,应无闪络或击穿现象,即无破坏性放电发生。
3.4基本误差
1.基本误差公式
装置的基本误差用引用误差表示:
D二一D。
y=DX100%(l)
式中:下一装置的引用误差;xD一装置的电压(电流或功率等)示值;nD一装置的电压(电流或功率等)实际值;D一装置的电压(电流或功率等)该量程的上限值。对于模拟指示仪表,以D:作为标准,读取D。值;对于数字指示仪表,以D。作为标准,读取D:值。
2.输出回路校准
对输出回路的校准适合采用比较法。通过数字电压表、电流互感器、交流功率表和频率读取输出数据,与装置的指示数据进行比较计算误差。
(l)输出回路电压、电流的校准。
输出回路电压、电流的校准如图2所示。
调节装置的输出至校准点,通过电流互感器的二次电流表、电压表的指示值与装置电流、电压示值相比较,按式(l)计算误差。
http://www.st-jiaozhun.com/uploads/160729/1-160H91016405B.jpg
(2)输出回路功率的校准。
输出回路功率的校准如图3所示。
http://www.st-jiaozhun.com/uploads/160729/1-160H9101AXG.jpg
调节装置的输出功率示值至校准点,读取电流互感器二次功率表的指示值按式(l)计算误差。
3.测量回路校准
对测量回路的电流适合采用标准电流源法,施加标准电流值到测量回路, 读取装置的指示值,与标准值进行比较,计算误差;对测量回路的电压和功率应用比较法进行校准, 通过数字电压表、电流互感器和数字功率表读取输出数据,与装置的指示数据进行比较计算误差。
(l)直流测量01[路电压、电流的校准原理如图4所示。
http://www.st-jiaozhun.com/uploads/160729/1-160H9101GAE.jpg
通过直流标准电流源施加标准电流到装置的负载柜,调节测试装置的负载使输出电压值至校准点,读取电压示值。调节装置的电流值至校准点,读取电流示值。按式(l)计算误差。
(2)交流测量回路校准。
l)交流测量回路电压、电流的校准原理如图5所示。
通过交流标准电流源施加标准电流到装置的负载柜,调节测试装置的负载使输出电压值至校准点,读取电压示值。调节装置的电流值至校准点,读取电流示值。按式(l)计算误差。
2)交流测量回路功率的校准原理如图6所示。
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通过交流标准电流源施加标准电流到装置负载柜,调节装置的负载来调整电压值,同时调节电流值使标准功率值至校准点,读取功率示值,按式(l)计算误差。
3)负载功率因数校准。
装置理论上负载应为纯阻性负载,但实际应用过程中存在感性分量,因此要测量负载功率因数,功率因数要求不小于0.99。负载功率因数的校准原理如图7所示。
http://www.st-jiaozhun.com/uploads/160729/1-160H9101Q1612.jpg
对负载功率因数应用直接测量法进行校准,通过交流标准电流源施加标准电流到装置负载柜,采得负载两端的电压值,加到功率因数表的电压端,互感器二次端加到功率因数表的电流回路,用功率因数表测得功率因数值。
3.5最大变差
对于使用模拟指示仪表作为监视仪表的装置,因为模拟指示仪表指针的上升下降对校准结果的影响比较大,因此要测量最大变差。对以数字显示仪表作为监视仪表的装置,则不必要测量装置的最大变差。以模拟指示仪表作为监视仪表的装置,算出每个校准点上升值和下降值的差值,计算变差,找出最大变差。变差按式(2)计算:
ID幻一D。!Dx10()%(2)
式中:乙一装置的变差;从,、刀二一装置的电压(电流或功率)示值;D一装置的电压(电流或功率)
该量程的上限值。模拟指示装置的最大变差应不超过最大允许误差的1乃。
4对标准器的要求
校准选用的标准器应满足表1的基本要求。
http://www.st-jiaozhun.com/uploads/160729/1-160H9101S4Y4.jpg
测量系统的总扩展不确定度应优于被校装置最大允许误差的1/3,稳定度优于被校装置最大允许误差的1乃。辅助设备主要由绝缘电阻表及耐电压测试仪组成。绝缘电阻表应不低于10.0级,耐电压测试仪应不低于5.0级。
5环境条件控制
温度:(25土10)℃;湿度:`(45一75)%RH。供电电源质量应符合现行国家标准的规定。
6校准结果的表达
原始记录上除记录实测结果外,应计算引用误差;为使用户便于了解装置的质量和使用状态,校准证书上应出具校准实际值和最大误差;对于模拟仪表指示装置还要给出最大变差。模拟指示装置以上升值及下降值的平均值作为校准实际值;数字显示装置以两次测量平均值作为校准实际值。校准结果的数据按装置允许误差的1l/0进行修约。
7结论
对弧焊电源检测装置的计量校准是保证弧焊电源产品质量稳定可靠的一项重要工作。提出对弧焊电源检测装置的校准项目、校准方法、所用标准设备及应注意的问题不仅对今后校准弧焊电源检测装置有着积极的指导作用,而且对弧焊电源生产厂家及审核员提供一个意识的推进,使弧焊电源产品的质量得到进一步提升,检测技术人员的业务水平得到进一步提高,对弧焊电源行业必将产生积极的影响。