[实用新型]一种焊接电流采集与同步装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种电流采集与同步装置，特别涉及一种应用于焊接中的电流采集与同步装置。 

背景技术：

在焊接过程中，焊接电流是影响焊接形态最为关键的因素之一，通过对焊接过程中的焊接电流进行分析，可以研究焊接过程中与焊接电流相关的工艺性能，如过渡形式、飞溅大小、电弧稳定性等，因此，对焊接电流实时采集并进行分析是十分必要的。 

传统采集焊接电流有两种方法：一种方法是利用将焊接电流回路与电压滞回比较器相连，仅仅分析电流过零时刻时相关的焊接信息，这种方法得到的焊接电流信息量少，从而不能够很好的分析焊接性能；另一种方法是利用单片机内部A/D模块来采集焊接电流，但由于单片机AD采样的范围为0～3.3V,而焊接电流的范围为-1000A～1000A,经过霍尔电流传感器采样输出后，对应的电压信号大小为-10V～10V，因此，若使用片内的AD模块进行采样，就必须额外设计电路，将电压范围控制在0～3.3V内，这样做不仅带来了不必要的误差，而且增加成本，增加装置的体积。 

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有焊接电流采集技术中存在的电流信息量少、误差大、采集范围受限的技术问题，提供一种焊接电流采集与同步装置。 

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种焊接电流采集与同步装置，该装置用于被检测电流回路之中，其特征在于：该装置由滤波单元、信号采集单元和控制单元组成；其 中所述滤波单元是由滤波电路和信号调整电路组成，输入信号由滤波电路滤波后进入信号调整电路；所述信号采集单元为A/D转换器，实现电流信号的采集与转换；所述控制单元包括ARM、串口通信电路、JTAG接口电路和PC机。滤波电路的输出端口连接至信号调整电路，信号调整电路的输出端口连接至信号采集单元中的A/D转换器。所述控制单元中ARM时钟脉冲输出端口与A/D转换芯片的控制端连接将ARM中的SPI模块与A/D转换芯片对应信号输入输出端口连接，实现ARM与A/D转换芯片之间的通信。所述控制单元中串口通信电路将ARM与PC机连接，实现远程设定焊接电流信号采样频率、波特率、输出方式、软件复位和焊接电流信号的同步读出。所述控制单元设有与外部仿真器连接的JTAG接口，仿真器由安装仿真软件的PC机实现，JTAG接口的信号输入、输出、复位、时钟端口分别与ARM芯片相连，实现电流信号的在线仿真。 

所述信号采集单元中的A/D转换器为十二位带符号位双极性A/D转换芯片，型号为AD7324。 

所述的ARM芯片选用ST公司生产的型号为STM32F103VCT6的芯片。 

所述的串口通信电路采用的通信芯片为MAX3232。 

本实用新型在上位机仿真软件中通过C语言算法编程，得到电流信号中的特征点，如基值点、峰值点、过零点，以及电流信号的上升沿、下降沿等，并且可以实现过零触发功能。通过程序调试时的在线仿真，例如单步、指定断点、指定地址等调试方法实时有效地调试程序，为调试、修改、以及生成最终程序提供有力的保证。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：按照本方案设计的焊接电流采集与同步触发装置，将滤波电路输入端接入到霍尔电流传 感器之后，不用设计电阻分压和将负电压变成正电压的电路，直接就可进行焊接电流信号的采集，采集到的电流信号通过A/D转换器转换成数字信号后，送入到控制单元中进行算法控制，可实现电流信号的同步输出，电流信号中的特殊点，例如基值点、峰值点、过零点等特征点以及电流信号的上升沿、下降沿等都可以实时的采集到，能够得到丰富的电流信息，并且通过算法可以实现过零触发的功能。经过长期的使用，能够有效的解决传统焊接电流采集电路中电流信息量少、误差大、采集范围受限的问题。 

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意框图； 

图2是本实用新型的原理框图； 

图3是本实用新型中滤波单元的滤波电路图和信号调整电路图； 

图4是本实用新型中信号采集单元的A/D转换器的电路图； 

图5是本实用新型中的电源部分电路图； 

图6是本实用新型中控制单元的ARM部分的电路图； 

图7是本实用新型中控制单元的串口通信电路图； 

图8是本实用新型中控制单元的JTAG接口电路图； 

图中，1、滤波单元，2、信号采集单元，3、控制单元； 

具体实施方式：