Здравствуйте.
Возникла необходимость измерить ток точечной сварки. Параметры того что измеряется примерно следующие:
Ток в диапазона от 1500 до 3000 А ( на машинах с аналогичным техпроцессом и установкой тока в "А" присутствуют именно такие значения, да и теория говорит о них).
Сварка происходит с частотой порядка 5Гц, длительность 15-20мс. (Длительность, если и меняется то в небольших пределах, частота зависит от размеров детали, скорости).
Ток постоянный, но импульсный частота 40кГц.
Т.е. идёт время сварки 20мс с частотой 40кГц заполнение, пауза 180мс, и так далее.

На данный момент к точности измерения требования не предъявляются. Необходимо проконтролировать не изменяется ли ток во время процесса. Т.е. изголтовление детали длится порядка 2-х часов, интересует изменение тока от начала процесса и до конца.

Так же было бы не плохо иметь значение этого самого тока, но это уже вторая задача.

Притом желательно это сделать так что бы была некая индикация не требующая специальных манипуляций, т.е. что бы контролировать изменение тока мог оператор.

На данный момент единственно что пришло в голову это встать на шину осциллографом и измерять падение напряжения на ней. С точки зрения контроля изменения тока в начале процесса и в конце, наверное вполне приемлемо. Но стоять с осциллографом у машины крайне не удобно.

Заранее спасибо за предложения.

Трансформатор тока - намотайте на кабель витков 100, подключите нагрузку и посмотрите сигнал.

Чуть выше я уже писал, что вполне возможно встать на шину и измерить падение напряжения на ней. Шина это медяха 520мм2 длинной примерно сантиметров 40.
И в целом можно поставить осциллограф, но физически это кране не удобно. Так как требуется моё лично присутствие и контроль. Есть вторая особенность это наличие 2 смены, крайне не хочется жить на заводе, чтобы измерять ток

Я не совсем понял. Технически измерить ток - не проблема. Но вам нужно именно автоматическое измерение. Нечто вроде "цифрового магнитофона", который будет, скажем, раз в секунду мерить ток и отссылать результаты, например, на персоналку. И так целые сутки, например. А вы утром придете на работу и посмотрите, как менялся ток. Верно ?

Это скорее всего через верх. Задача состоит в том чтобы отобразить текущее значение тока, так что бы можно было оператору посмотреть какой сейчас ток. И при необходимости изменить его. Значение самого тока требуется инженеру-технологу, но лично я сильно не уверен, что это ему поможет.
В общем есть ситуация, что качество сварки изменяется от начал детали к концу, и приходится на глазок уменьшать ток сварки ( кажется уменьшать). Более того в разные смены разные уставки приходится делать при одинаковых условиях сварки (те же детали). Одно из предположений, что ток сварки изменяется в зависимости от входного напряжения в сети.
У меня на это другое мнение. Но факт остаётся фактом в процессе изготовления детали оператору приходится изменять настройки сварочного тока, для получения удовлетворительного результата. Но здесь дело в том что есть и другие параметры которые могут изменяться, например, сила "сдавливания" (что-то не могу правильно сформулировать). Поэтому требуется проконтролировать имеющуюся силу тока.

В целом устроит и стрелочный прибор который будет отображать текущее положение дел. Но у меня как-то возникли проблемы с током в 1500А и тем что ток импульсный, "дважды" импульсный.

Вам нужно некоторое усредненное значение тока, скажем, брать 1000 отсчетов в секунду и усреднять, и так 3600 раз в сутки ? Едва ли сварщик будет временные диаграммы анализировать. А вообще, как я понял, вам хватит обычного тестера магнитоэлектрической системы (он как раз и покажет среднее значение тока, т.е., его пост. составляющую), подключенного к датчику, который вам описали в сообщении номер 2 ...

Пояс Роговского + ОУ и контроллер с ШИМом + древний стрелочный прибор?

Приветствую!

Если можно подключится к шине и напряжение на ней не слишком мало (а сколько там mV Вы меряете осциллографом, ~20-40 mV?) то может будет достаточно простейший выпрямитель с емкостью и стрелочный микроамперметр с рисками на шкале . В далекие СССРовские годы именно так я и делал будучи ремонтником КИП.
Сейчас я бы конечно прилепил что нибудь на базе микроконтроллера с АЦП и измерением температуры шины для компенсации изменения сопротивления, ЖК индикатором тока для рабочего и WiFi модемом для отсылки данных техОлуху цеха и ремонтникам КИП, приложения в AppStore с обработкой статистики в облаке .... эх сколько можно сейчас тут наворотить.

Удачи! Rob.

Будете смеятся, но в аналогичном случае оказалось самым дешевым взять китайский цифровой осциллограф, запрограммировать его на определение амплитуды импульса. Величину амплитуды по RS232 c осциллографа вычитывала платка на ардуино. Писала лог на смарткарту и ШИМом управляла стрелочным указателем для оператора.

Если это "разовое" мероприятие - то такой способ самый простой и эффективный. Я таким образом смотрел пусковой ток на авто.
Осцилограф в режиме самописца-ленты + шунт на силовой линии.
---
Поскольку ТС "заявил" постоянный импульсный ток, то трансформатор тока не очень пойдет, IMHO. По причине несинусоидальности.
Можно использовать делитель тока (шунты) + электронный датчик холла. (обеспечивается гальв. развязка)
или
шунт + изолирующий усилитель.
или
шунт + лампочка накаливания + фоторезистор или диод (интегрирование + развязка)

зы "номер" с осцилографом не очень прокатывает для высоковольтного, и вообще промышленного применения из-за отсутствия гальв. развязки.

Эта тема сугубо об этом, как измерить такой сигнал?

Да вот как-то в этом направлении и посматриваю. Скорее всего некое среднее значение получить будет вполне достаточно





Скорее как этот сигнал скажется на измерении


Отнюдь. Даже улыбки не вызвало, т.к. единственный в наличии осциллограф который у меня есть, это простой китайский USB осциллограф, вот им-то сейчас и пытаюсь проанализировать и форму сигнала и всё остальное.



Ну, в плане высоковольтности здесь немного не так 11В максимум Но ток 1500В. Но с точки зрения развязки полностью согласен. Сейчас пользую осциллограф USB подключенный к ноутбуку, а ноутбук на АКБ, от сети отключен.


Резюмируя всё выше сказанное и предложенные варианты, судя по всему в моём случае самым оптимальным вариантом будет измерение падения напряжения на шина милливольтметром. Что думаю вполне сможет показать изменение тока, в случае его изменения. Так как временные характеристики в процессе изготовления детали меняться не должны, то единственный вариант изменения показаний прибора будет изменения силы тока в момент сварки.
Осталось выяснить какое ж там падение напряжения. Когда тыкался осциллографом получилось около 2х В.

Никаких проблем, если вы смотрите осциллографом, то получаете выше 5мВ, а напряжение стандартных токовых шунтов до 75мВ, для которых уже всё известно и есть множество готовых приборов.
Если скважность и частота импульсов постоянна, то вам надо только проинтегрировать(читайте "сгладить ШИМ") и вывести на любой стандартный стрелочный/цифровой прибор. Шкалу прибора проградуировать по известным соотношениям.

А зачем ? Подвижная система того же магнитоэлектрического прибора вполне выполнит роль интегратора в силу своей инерционности. Прибор покажет именно действующее значение. Единственное, чего он "не простит" - это переполюсовки. Или я не прав ?

Ситуация была следующая- древняя машина электроэрозионной обработки, надо было контролировать форму импульса тока и на основании этого менять режимы обработки или должна была сработать защита. Поскольку это была не главная тема, то сбросили на аутсорс. Написали ТЗ итд. Нашли испольнителя. Должен был быть автономный прибор. После полугода толчения воды в ступе, куче итераций, куче потраченных средств был куплен китайский осцилл, совсем не крутой по полосе частот, студент за две недели написал на ардуине логику обработки результатов измернеия осциллограммы и все заработало.
Сначала думали заставить сам скоп делать все что нужно- и измерять, и защиту дергать ( по маске по выходу go/no go на задней панеле) но оказалось что интеллекта осциллографа не хватает. Т.е КЗ например должно определяться не по первому импульсу, а по трем последовательно итд. Поэтому логику приянятия решения свалили на внешний микроконтроллер.
По поводу USB скопа тоже думали. Он дешевле, легко цепляется к raspberry pi, но тогда надо сю обработку сигнала писать самому с нуля, а на это небыло ни времени, ни ресурса программиста.
Конечно можно поступить проще- стробируемый УВХ со сбросом - операционник и пару ключей 4066 и потом его выход орбрабатывать той же ардуиной. Если есть в наличии сигнал строба перед импульсом- то так проще синхронизироваться.
зы. токовый трансформатор все же рекомендую- с шунтом в контактных сварочниках бывали приключения с наводками синфазными. Т.е шунт неплохо работал на стрелочный прибор, который показывал средний ток, но при попытке подключить туда же электронику были огромные помехи синфазные.