ISO/DIS 17657-4

Resistance welding -- Welding current measurement for resistance welding

Soudage par résistance -- Mesurage des courants en soudage par résistance

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 17657-4
ISO/TC 44/SC 6 Secretariat: DIN
Voting begins on Voting terminates on
2002-04-18 2002-09-18

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Resistance welding — Welding current measurement for
resistance welding —
Part 4:
Calibration system
Soudage par résistance — Mesurage des courants en soudage par résistance —
Partie 4: Système d'étalonnage
ICS 25.160.10

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publication stage.

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secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

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AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT

INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO WHICH

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© International Organization for Standardization, 2002
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ISO/DIS 17657-4
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ISO/DIS 17657-4
Contents Page

1 Scope...............................................................................................................................................................1

2 Normative references ....................................................................................................................................1

3 Terms and definitions....................................................................................................................................1

4 Construction of calibration system..............................................................................................................2

4.1 Reference welding current measuring system ...........................................................................................2

4.2 Test set-up......................................................................................................................................................2

4.3 Basic feature for calibration of welding current measuring system ........................................................2

4.4 Basic feature for calibration of current sensor...........................................................................................4

4.5 Basic feature for calibration of welding current meter without sensor ...................................................5

5 Physical environment and operating conditions........................................................................................7

6 Calibration requirements...............................................................................................................................7

6.1 Reference welding current measuring system ...........................................................................................7

6.2 Reference current sensor .............................................................................................................................7

6.3 Data acquisition device .................................................................................................................................8

6.4 Test stage and power sources .....................................................................................................................8

7 Test report ......................................................................................................................................................8

7.1 Test report for calibration of welding current measuring systems ..........................................................8

7.2 Test report for calibration of current sensors ............................................................................................9

7.3 Test report for calibration of welding current meters without sensors ...................................................9

8 Test procedure .............................................................................................................................................10

8.1 General..........................................................................................................................................................10

8.2 Calibration of welding current measuring system ...................................................................................10

8.3 Calibration of current sensor......................................................................................................................11

8.4 Calibration of welding current meter without sensor ..............................................................................11

8.5 Special calibration cases ............................................................................................................................11

8.5.1 Calibration of current sensors mounted within welding transformer ....................................................11

8.5.2 Calibration of current meters and sensors used for measuring the primary current ..........................12

Annex A (informative) Measuring set-up.................................................................................................................13

A.1 An example of test stage for checking current sensors and welding current meters .........................13

A.2 Example of measuring set-up with a non-inductive shunt......................................................................14

A.3 Examples of measuring set-up with a resistance welding machine ......................................................15

Annex B (informative) Items to be recorded or filed as reference documentation for calibration ...................16

B.1 Reference welding current meter...............................................................................................................16

B.2 Reference sensor.........................................................................................................................................16

B.3 Data acquisition device ...............................................................................................................................17

B.4 Non-inductive shunt ....................................................................................................................................17

Annex C (informative) Examples of the test report................................................................................................18

C.1 Test report for calibration of a welding current measuring system .......................................................18

C.2 Test report for calibration of a current sensor with a reference welding current measuring

system...........................................................................................................................................................19

C.3 Test report for calibration of a current sensor with measuring output voltages..................................20

C.4 Test report for calibration of a welding current meter without sensor ..................................................21

C.5 Examples of equation for the calculation of test results.........................................................................22

C.5.1 Test reports for calibration of welding current meter with and without sensor ...................................22

C.5.2 Test report for calibration of current sensor with measuring output voltage.......................................22

C.5.3 Test report for calibration of current sensor with reference welding current meter ............................23

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ISO/DIS 17657-4
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO

member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical

committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has

the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in

liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical

Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.

Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 17657 may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

International Standard ISO 17657-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied

processes, Subcommittee SC 6, Resistance welding.

ISO 17657 consists of the following parts, under the general title Resistance welding — Welding current

measurement for resistance welding:
 Part 1: Guideline for measurement;
 Part 2: Welding current meter with current sensing coil;
 Part 3: Current sensing coil;
 Part 4: Calibration system;
 Part 5: Verification of welding current measuring system.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 17657-4
Resistance welding — Welding current measurement for
resistance welding —
Part 4:
Calibration system
1 Scope

This International Standard specifies calibration systems and calibration procedures for welding current measuring

systems, current sensors, welding current meters, and monitoring devices with the current sensor which are

applied for measurements of welding current in resistance welding with alternating current of 50 Hz or 60 Hz, or

with dc.
The procedures are applicable for a current range between 0,5 kA and 25 kA.
2 Normative references

The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of

this part of ISO 17657. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications

do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 17657 are encouraged to investigate the

possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated

references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain

registers of currently valid International Standards.

ISO 669, Resistance welding — Resistance welding equipment — Mechanical and electrical requirements.

ISO/DIS 17657-2, Resistance welding — Welding current measurement for resistance welding — Part 2: Welding

current meter with current sensing coil.

ISO/DIS 17657-3:2001, Resistance welding — Welding current measurement for resistance welding — Part 3:

Current sensing coil.
3 Terms and definitions

For the purposes of this part of ISO 17657, the terms and definitions given in ISO 669 and the following apply:

3.1
test (current ) sensor
a current sensor to be calibrated
3.2
reference (current ) sensor

a current sensor calibrated in high accurate condition, which is used for calibration of current sensors

3.3
test welding current meter
a welding current meter to be calibrated
3.4
non-inductive shunt
a high precision and low value resistance with a very low inductive component
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ISO/DIS 17657-4
3.5
ADC (Analogue-to-digital converter)
a device to convert analogue input signals into digital signals
3.6
data acquisition device

an instrument or device used to acquire analogue data that tracks changes in physical variables such as voltage,

current, and temperature, etc. in factories, process plants and laboratories
3.7
measuring accuracy of reference welding current measuring system

sum of measuring accuracy values of each component calibrated by a certified reference equipment (e.g. reference

sensor, integrator, and ADC etc.)
4 Construction of calibration system
4.1 Reference welding current measuring system

Components of a reference welding current measuring system shall be calibrated by certified reference equipment

according to clause 6. The reference welding current measuring system consists of a calibrated current sensor, a

data acquisition system, and a display unit or a recorder.
4.2 Test set-up

Test set-up consists of a test stage or an appropriate circuit for conducting high current, and a power source with a

current control unit for supplying a test current.

All signal cables shall be twisted and shielded. The cable resistance shall be very small and negligible compared to

the impedance of the current sensor. Typical examples of the test set-up are shown in annex A.

NOTE Resistance welding machine/transformer can be used as a test set-up.
4.3 Basic feature for calibration of welding current measuring system

A welding current meter with a current sensor should be calibrated in a set of the meter and the sensor. Calibration

systems for a welding current meter with its sensor consist of a test set-up, a reference welding current measuring

system, and a welding current measuring system to be tested. The function of reference welding current meter can

be replaced with a calibrated data acquisition device. Figure 1 shows the basic features required for calibration of

welding current measuring system.
2 © ISO 2001 – All rights reserved
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ISO/DIS 17657-4
Key
1 Reference welding current measuring system 6 Test welding current meter
2 Reference sensor 7 Reference welding current meter
3 Test sensor 8 Test welding current measuring system
4 ac/dc power source 9 Data acquisition device
5 Secondary circuit
Figure 1 — Basic feature for calibration of welding current measuring system
© ISO 2001 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 17657-4
4.4 Basic feature for calibration of current sensor

A calibration system for a current sensor consists of a test set-up, a reference welding current measuring system

and a calibrated data acquisition device connected to a current sensor to be tested. The function of the reference

welding current meter can be replaced by using another channel of the data acquisition device. Figure 2 shows the

basic feature required for the calibration of current sensor.
Key
1 Reference welding current measuring system 5 Secondary circuit
2 Reference sensor 6 Data acquisition device
3 Test sensor 7 Reference welding current meter
4 ac power source 8 Data acquisition device
Figure 2 — Basic feature for the calibration of current sensor
4 © ISO 2001 – All rights reserved
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ISO/DIS 17657-4
4.5 Basic feature for calibration of welding current meter without sensor

A calibration system for a welding current meter of high impedance integrator type without current sensor consists

of a calibrated data acquisition device of high input impedance integrator type, a calibrated reference sensor, and

the test welding current meter, see figure 3 a). A welding current meter to be tested is connected to the same

output port of the reference current sensor. The data acquisition device shall not be replaced by a reference

welding current meter of low impedance integrator type.

For calibration of a welding current meter with the low impedance integrator unit, and when two reference coils are

used for the calibration, the calibration system shall consist of a calibrated reference welding current measuring

system, a calibrated second reference sensor connected to a welding current meter to be tested, see figure 3 b).

Figure 3 shows the basic features required for calibration of welding current meter without sensor.

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ISO/DIS 17657-4
Key
1 Reference welding current measuring system 5 Secondary circuit
2 Reference sensor 6 Test welding current meter
3 Second reference sensor 7 Reference welding current meter
4 ac/dc power source 8 Data acquisition device
Figure 3 — Basic feature for calibration of welding current meter without sensor
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ISO/DIS 17657-4
5 Physical environment and operating conditions

Unless otherwise specified, the calibration systems shall be capable of operating under the following conditions

without any adverse effect on its accuracy. Any deviation from those conditions shall be agreed between the test

laboratory and the client.
 At an ambient air temperature between + 5 °C and + 40 °C;
 In relative humidity up to 95 %;
 At altitudes up to 1000m above mean sea level.
6 Calibration requirements
6.1 Reference welding current measuring system

Components of the reference welding current measuring system shall be calibrated by using a certified reference

equipment at least every year. The total measuring accuracy defined as the sum of measuring accuracy of each

component of the reference welding current measuring system, and shall be better than that stipulated for the high

accurate class stipulated in ISO/DIS 17657-2.

The specification, name of certifying test body and relevant data for the reference welding current measuring

system including the data acquisition device, and the reference current sensor shall be recorded on all

documentation, see annex B.
6.2 Reference current sensor

Properties of reference current sensor shall be measured accurately with no external influences (e.g. strong

magnetic field caused by the high current), and calibrated by using a certified reference equipment at a full wave ac

of 50 Hz or 60 Hz, or dc.

In a case of using non-inductive shunt as the reference current sensor, the conversion coefficient shall be between

10 mV/kA and 150 mV/kA, and the error shall be less than ± 0,25 %. The phase shift between a measured welding

current and the output voltage shall be less than 1° for a sinusoidal wave current of 10 kHz.

Measuring accuracy of the reference current sensor including positioning error shall be within ± 0,5 %, or the

position should be fixed with pre-mounted current sensors on the current conductor to prevent any positioning

error.

NOTE Current sensing coil used as a reference current sensor should be made with as low internal impedance as

possible. Recommended specifications for a current sensing coil to be cased as a reference current sensor are shown below:

 toroidal coil with return winding so-called Rogowsky coil;
 L < 250 µH;
 r < 50 Ω;
 K: The measuring accuracy shall be within ± 0,25 %;
 R = 1 000 Ω (± 0,2 % and non-inductive type).
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ISO/DIS 17657-4
6.3 Data acquisition device

The data acquisition device shall be designed with an A/D (analogue to digital) converter of 12 bit type or higher,

and with at least two channels as the input port. Each channel data shall be simultaneously captured, and sampled.

The sampling rate per channel shall be equal to or faster than 10 000 samples, and the input impedance shall be

higher than 500 kΩ.

Calibration of the data acquisition device shall be carried out by using a certified reference equipment. The

measuring accuracy for each gain of each channel shall be reported as a document.

6.4 Test stage and power sources

Test set-up shall be capable of delivering the necessary current value for the calibration. This depends on the final

application and the limits of the test set-up. The test set-up shall be capable of delivering at least four current

values within range of the final application between its minimum and maximum current values of the described

range for calibration.

Multi-turn secondary circuit is applicable to reduce the power source capacity. Examples of test set-up are given in

annex A.2.
An ac resistance welding machine can be used
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 17657-4
ISO/TC 44/SC 6 Secrétariat: DIN
Début du vote Vote clos le
2002-04-18 2002-09-18

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Soudage par résistance — Mesurage des courants en
soudage par résistance —
Partie 4:
Système d'étalonnage
Resistance welding — Welding current measurement for resistance welding —
Part 4: Calibration system
ICS 25.160.10

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secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

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secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at

publication stage.

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT ÊTRE

CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.

OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COMMERCIALES,

AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE CONSIDÉRÉS DU POINT

DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTATION NATIONALE.

© Organisation internationale de normalisation, 2002
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ISO/DIS 17657-4
Notice de droits d’auteur

Ce document de l’ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d’auteur de l’ISO.

Sauf autorisé par les lois en matière de droits d’auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce projet ISO ne

peut être reproduite, enregistrée dans un système d’extraction ou transmise sous quelque forme que ce soit

et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, les enregistrements ou autres,

sans autorisation écrite préalable.

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comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Les contrevenants pourront être poursuivis.
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ISO/DIS 17657-4
Sommaire Page

Avant-propos ...................................................................................................................................................... iv

1 Domaine d'application............................................................................................................................. 1

2 Références normatives ........................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions............................................................................................................................... 1

4 Constitution du système d'étalonnage................................................................................................... 2

4.1 Système de mesurage de courant de soudage de référence ................................................................ 2

4.2 Montage d'essai....................................................................................................................................... 2

4.3 Dispositif de base pour l'étalonnage des systèmes de mesurage des courants de soudage............. 2

4.4 Dispositif de base pour l'étalonnage d'un capteur de courant.............................................................. 4

4.5 Dispositif de base pour l'étalonnage d'un mesureur de courant de soudage sans capteur................ 5

5 Environnement physique et conditions opératoires.............................................................................. 7

6 Exigences pour l'étalonnage................................................................................................................... 7

6.1 Système de mesurage de courant de soudage de référence ................................................................ 7

6.2 Capteur de courant de référence ............................................................................................................ 7

6.3 Dispositif d'acquisition de données ....................................................................................................... 8

6.4 Banc d'essai et sources de courant ....................................................................................................... 8

7 Rapport d’essai ....................................................................................................................................... 8

7.1 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un système de mesurage de courant de soudage ..................... 8

7.2 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un capteur de courant ................................................................. 9

7.3 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un mesureur de courant de soudage sans capteur................... 9

8 Mode opératoire d’essai........................................................................................................................ 10

8.1 Généralités............................................................................................................................................. 10

8.2 Étalonnage d’un système de mesurage de courant de soudage ........................................................ 10

8.3 Étalonnage du capteur de courant ....................................................................................................... 11

8.4 Étalonnage d’un mesureur de courant de soudage sans capteur ...................................................... 11

8.5 Cas spéciaux d’étalonnage................................................................................................................... 12

Annexe A (informative) Montage d'essai........................................................................................................... 13

A.1 Exemple de montage d'essai pour la vérification des capteurs de courant et des mesureurs de

courant de soudage .............................................................................................................................. 13

A.2 Exemple de montage de mesurage avec shunt non inductif .............................................................. 14

A.3 Exemples de dispositif d’essai avec machine de soudage par résistance......................................... 15

Annexe B (informative) Informations à enregistrer ou à conserver comme documents de référence

pour l’étalonnage................................................................................................................................... 17

B.1 Mesureur de courant de soudage de référence ................................................................................... 17

B.2 Capteur de référence............................................................................................................................. 17

B.3 Dispositif d’acquisition de données..................................................................................................... 18

B.4 Shunt non inductif................................................................................................................................. 18

Annexe C (informative) Exemples de rapport d’essai....................................................................................... 19

C.1 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un système de mesurage de courant de soudage ................... 19

C.2 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un capteur de courant avec un système de mesurage de

courant de soudage de référence......................................................................................................... 20

C.3 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un capteur de courant avec mesurage des tensions de

sortie...................................................................................................................................................... 21

C.4 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un mesureur de courant de soudage sans capteur................. 22

C.5 Exemples d’équations pour le calcul des résultats d’essai ................................................................ 23

© ISO 2002 – Tous droits réservés iii
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ISO/DIS 17657-4
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux

comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité

technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en

liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission

électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.

Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour

vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités

membres votants.

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 17657 peuvent faire

l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

La Norme internationale ISO 17657-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques

connexes, sous-comité SC 6, Soudage par résistance.

L'ISO 17657 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Soudage par résistance — Mesurage

des courants en soudage par résistance :
 Partie 1 : Lignes directrices pour le mesurage ;
 Partie 2 : Ampèremètre avec tore de mesure de courant ;
 Partie 3 : Tore de mesure de courant ;
 Partie 4 : Système d’étalonnage ;
 Partie 5 : Vérification des systèmes de mesurage de courant de soudage.
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 17657-4
Soudage par résistance — Mesurage des courants en
soudage par résistance —
Partie 4:
Système d'étalonnage
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie les systèmes d‘étalonnage et les modes opératoires d’étalonnage pour

les systèmes de mesurage des courants de soudage, les capteurs de courant, les mesureurs de courant de

soudage et les dispositifs de surveillance avec capteur de courant qui sont utilisés pour le mesurage du courant

alternatif 50 Hz ou 60 Hz, ou du courant continu de soudage en soudage par résistance.

Les modes opératoires sont applicables pour une étendue de courant comprise entre 0,5 kA et 25 kA.

2 Références normatives

Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,

constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 17657. Pour les références datées, les

amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes

aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 17657 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les

éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière

édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des

Normes internationales en vigueur.

ISO 669, Soudage par résistance — Matériel de soudage par résistance — Exigences mécaniques et électriques.

ISO/DIS 17657-2, Soudage par résistance — Mesurage des courants en soudage par résistance — Partie 2 :

Ampèremètre avec tore de mesure de courant.

ISO/DIS 17657-3:2002, Soudage par résistance — Mesurage des courants en soudage par résistance — Partie 3 :

Tore de mesure de courant.
3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 17657, les termes et définitions suivants ainsi que ceux donnés par

l'ISO 669 s'appliquent :
3.1
capteur (de courant) en essai, m
capteur de courant à étalonner
3.2
capteur (de courant) de référence, m

capteur de courant étalonné dans des conditions de très haute précision utilisé pour l'étalonnage des capteurs de

courant
3.3
mesureur de courant de soudage en essai, m
mesureur de courant de soudage à étalonner
© ISO 2002 – Tous droits réservés 1
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ISO/DIS 17657-4
3.4
shunt non-inductif, m

résistance de haute précision et de faible valeur intégrée avec une composante inductive faible

3.5
convertisseur analogique-numérique (CAN), m

dispositif pour la conversion des signaux d'entrée analogiques en signaux numériques

3.6
dispositif d'acquisition de données, m

instrument ou dispositif employé pour l'acquisition de données analogiques qui permet de suivre les variations de

grandeurs physiques telles que la tension, l'intensité et la température, etc., utilisé en usine, dans les ateliers de

fabrication et les laboratoires
3.7

exactitude de mesurage des systèmes de mesurage de courant de soudage de référence

somme des valeurs d'exactitude de mesurage de chaque composant étalonné avec un équipement de référence

certifié (par exemple, capteur de référence, intégrateur et CAN, etc.)
4 Constitution du système d'étalonnage
4.1 Système de mesurage de courant de soudage de référence

Les composants d'un système de mesurage de courant de soudage de référence doivent être étalonnés avec un

équipement de référence certifié selon l’article 6. Le système de mesurage de courant de soudage de référence

est composé d'un capteur de courant étalonné, d'un système d'acquisition de données et d'un afficheur ou d'un

enregistreur.
4.2 Montage d'essai

Le montage d'essai est constitué d'un banc d'essai ou d'un circuit approprié permettant le passage de courant de

forte intensité et d'une source de courant avec unit é de contrôle pour la délivrance du courant d'essai.

Tous les conducteurs de mesurage doivent être torsadés et protégés. La résistance des conducteurs doit être très

faible et négligeable devant l'impédance du capteur de courant. Des exemples types de montage d'essai sont

illustrés à l'annexe A.

NOTE Une machine ou un transformateur de soudage par résistance peut être utilisé comme montage d'essai.

4.3 Dispositif de base pour l'étalonnage des systèmes de mesurage des courants de soudage

Il convient d'étalonner un mesureur de courant de soudage avec capteur de courant comme un ensemble

comprenant le mesureur et le capteur. Le système d'étalonnage pour un mesureur de courant de soudage et son

capteur est composé d'un montage d'essai, un système de mesurage de courant de soudage de référence et du

système de mesurage de courant de soudage en essai. La fonction du mesureur de courant de soudage de

référence peut être remplacée par un dispositif d'acquisition de données étalonné. La Figure 1 illustre les

caractéristiques de base exigées pour l'étalonnage d'un système de mesurage de courant de soudage.

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ISO/DIS 17657-4
Légende

1 Système de mesurage de courant de soudage de référence 6 Mesureur de courant de soudage en essai

2 Capteur de référence 7 Mesureur de courant de soudage de référence
3 Capteur en essai 8 Système de mesurage de courant de soudage en essai
4 Source de courant alternatif ou continu 9 Dispositif d'acquisition de données
5 Circuit secondaire

Figure 1 — Dispositif de base pour l'étalonnage des systèmes de mesurage des courants de soudage

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ISO/DIS 17657-4
4.4 Dispositif de base pour l'étalonnage d'un capteur de courant

Un système d'étalonnage pour un capteur de courant est constitué d'un montage d'essai, d'un système de

mesurage de courant de soudage de référence et d'un dispositif d'acquisition de données étalonné relié au capteur

de courant en essai. La fonction assurée par le mesureur de courant de soudage de référence peut être remplacée

en utilisant l'un des canaux du dispositif d'acquisition de données. La Figure 2 illustre le dispositif de base exigé

pour l'étalonnage d'un capteur de courant.
Légende
1 Système de mesurage de courant de soudage de référence 5 Circuit secondaire
2 Capteur de référence 6 Dispositif d'acquisition de données
3 Capteur en essai 7 Mesureur de courant de soudage de référence
4 Source de courant alternatif 8 Dispositif d'acquisition de données
Figure 2 — Dispositif de base pour l'étalonnage d'un capteur de courant
4 © ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 17657-4

4.5 Dispositif de base pour l'étalonnage d'un mesureur de courant de soudage sans capteur

Un système d'étalonnage pour un mesureur de courant de soudage du type intégrateur à haute impédance sans

capteur de courant est constitué d'un dispositif d'acquisition de données étalonné de type intégrateur à haute

impédance d'entrée, d'un capteur étalonné de référence et du mesureur de courant de soudage en essai, voir

Figure 3 a). Un mesureur de courant de soudage soumis à essai est relié au même port de sortie que le capteur de

courant de référence. Le dispositif d'acquisition de données ne doit pas être remplacé par un mesureur de courant

de soudage du type intégrateur basse impédance.

Pour l'étalonnage d'un mesureur de courant de soudage avec une unité d'intégration basse impédance et lorsque

deux tores de référence sont utilisés pour l'étalonnage, le système d'étalonnage doit être constitué d'un système de

mesurage de courant de soudage de référence étalonné, d'un second capteur de référence étalonné relié au

mesureur de courant de soudage en essai, comme montré à la Figure 3 b).

La Figure 3 illustre les dispositifs de base exigés pour l'étalonnage des mesureurs de courant de soudage sans

capteur.
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ISO/DIS 17657-4
Légende
1 Système de mesurage de courant de soudage de référence 5 Circuit secondaire
2 Capteur de référence 6 Mesureur de courant de soudage en essai
3 Second capteur de référence 7 Mesureur de courant de soudage de référence
4 Source de courant alternatif ou continu 8 Dispositif d'acquisition de données

Figure 3 — Principe de base pour l’étalonnage d’un mesureur de courant de soudage sans capteur

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ISO/DIS 17657-4
5 Environnement physique et conditions opératoires

Sauf spécification contraire, le système d'étalonnage doit être capable de fonctionner dans les conditions suivantes

sans effet défavorable sur son exactitude. Tout écart par rapport à ces conditions doit être accepté d'un commun

accord entre le laboratoire d'essai et le client.
 A température ambiante entre + 5 °C et + 40 °C;
 en humidité relative jusqu’à 95 % ;
 à une altitude allant jusqu’à 1 000 m au-dessus du niveau moyen de la mer.
6 Exigences pour l'étalonnage
6.1 Système de mesurage de courant de soudage de référence

Les composants du système de mesurage de courant de soudage de référence doivent être étalonnés en utilisant

un équipement de référence certifié au moins une fois par an. L'exactitude de mesurage totale est définie comme

la somme des exactitudes de mesurage de chaque composant du système de mesurage de courant de soudage

de référence, et doit être meilleure que ce qui est stipulé dans l’ISO/DIS 17657-2 pour la classe de haute

exactitude.

La spécification, le nom de l’organisme de certification et les données relatives au système de mesurage de

courant de soudage de référence, y compris le dispositif d’acquisition de données et le capteur de courant de

référence doivent être enregistrés sur toute documentation, voir annexe B.
6.2 Capteur de courant de référence

Les propriétés du capteur de courant de référence doivent être mesurées avec exactitude sans influence externe

(par exemple, champ magnétique puissant causé par le courant élevé) et étalonnées avec un équipement de

référence certifié avec un courant alternatif pleine onde à 50 Hz ou 60 Hz ou un courant continu.

Dans le cas où un shunt non-inductif est employé comme capteur de courant de référence, le coefficient de

conversion doit être compris entre 10 mV/kA et 150 mV/kA et l'erreur doit être inférieure à ± 0,25 %. Le déphasage

entre le courant de soudage mesuré et la tension de sortie doit être inférieur à 1° pour un courant sinusoïdal à

10 kHz.

L'exactitude de mesurage du capteur de courant de référence, y compris l'erreur de positionnement doit être de

± 0,5 %, ou bien, il convient que la position soit bien déterminée grâce à l'utilisation de capteurs pré-montés sur le

conducteur de courant pour éviter toute erreur de positionnement.

NOTE Il convient que les tores de mesure de courant utilisés comme capteur de référence aient une impédance interne

aussi faible que possible. Les spécifications recommandées pour qu'un tore de mesure de courant soit reconnu en tant que

capteur de courant de référence sont indiquées ci-dessous :
 bobine toroïdale avec enroulement de retour appelée "tore de Rogowsky" ;
 L < 250 μH ;
 r < 50 Ω ;
 K l'exactitude de mesurage doit être de ± 0,25 % ;
 R = 1 000 Ω (± 0,2 % et de type non-inductive).
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ISO/DIS 17657-4
6.3 Dispositif d'acquisition de données

Le dispositif d'acquisition de données doit être conçu avec un convertisseur analogique-numérique de type 12 bit

ou plus et doit comporter au moins deux canaux au port d'entrée. Chaque canal doit être saisi simultanément et

échantillonné. La fréquence d'échantillonnage pour chaque canal doit être au moins égale à 10 000 valeurs et

l'impédance d'entrée doit être supérieure à 500 kΩ.

L'étalonnage du dispositif d'acquisition de données doit être effectué avec un équipement de référence certifié.

L'exactitude de mesurage pour chaque valeur de gain de chaque canal doit être enregistré comme document.

6.4 Banc d'essai et sources de courant

Le dispositif d'essai doit être capable de fournir la valeur de courant nécessaire pour l'étalonnage. Cette valeur

dépend de l'application finale et des limites du dispositif d'essai. Le dispositif d'essai doit être capable de fournir au

moins quatre valeurs de courant à l'intérieur de l'étendue correspondant à l'application finale, entre les valeurs

minimale et maximale de courant de l'étendue d'étalonnage prévue.

Il est possible d'utiliser un circuit secondaire à plusieurs enroulements pour la puissance de la source de courant.

Des exemples de dispositifs d'essai sont donnés à l'annexe A.2.

Une machine de soudage par résistance à courant alternatif peut être utilisée comme source de courant à

condition que la valeur du courant puisse être contrôlée en modifiant la position de l'amenée de courant au

primaire du transformateur et que le courant soit délivré à différents niveaux de valeur efficace (R.M.S.). Une

machine de soudage par résistance à courant continu peut également être utilisée comme source de courant.

7 Rapport d’essai

7.1 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un système de mesurage de courant de soudage

Les informations suivantes doivent être notées au cours de l’étalonnage d’un système de mesurage de courant de

soudage y compris les dispositifs de surveillance et le tore de mesure de courant de soudage :

 type et nom du système de mesurage de courant de soudage de référence, valeur de la pleine échelle et

exactitude de mesurage ;

 type, modèle et nom du fabricant du système de mesurage de courant de soudage en essai et sa ou ses

valeur(s) de la pleine échelle ;

 position du capteur (pour un tore de mesure de courant, voir Figure 1 de l’ISO/DIS 17657-3:2002) ;

 fréquence de la source de courant (50 Hz ou 60 Hz) ;
 forme d’onde du courant d’essai (courant alternatif ou continu) ;
 temps de passage de courant pour l’essai (s ou périodes) ;
 température ambiante ;
et également, pour chaque mesurage :

 indication du mesureur de courant de soudage de référence exprimée en intensité efficace (R.M.S.) (kA) ;

 indication du mesureur de courant de soudage en essai exprimée en intensité efficace (R.M.S.) (kA) ;

 écart par rapport à l’indication du mesureur de référence exprimée en valeur efficace (kA). Dans le cas où

l’écart est exprimé en pour cent, il doit être calculé en fonction de la pleine échelle du mesureur en essai ;

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ISO/DIS 17657-4
pour information :

 exactitude de mesurage estimée du mesureur de courant en essai exprimée en pour cent de la pleine échelle

du mesureur en essai et note de calcul ;

 date de l’essai, nom et signature de la personne ayant effectué l’essai ou l’ayant surveillé.

7.2 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un capteur de courant

Il convient de noter les informations suivantes et de les faire figurer au rapport avant étalonnage d’un capteur de

courant :

 type et nom du système de mesurage de référence, valeur de la pleine échelle et exactitude de mesurage ;

 valeur de la pleine échelle du système d’acquisition de données et exactitude de mesurage ;

 type, modèle et nom du fabricant du capteur de courant en essai et coefficient de conversion assigné ;

 position du capteur (pour un tore de mesure de courant, voir Figure 1 de l’ISO/DIS 17657-3:2002) ;

 fréquence de la source de courant (50 Hz ou 60 Hz) ;
 temps de passage de courant pour l’essai (s ou périodes) ;
 température ambiante ;
et également, pour chaque mesurage :

 indication du mesureur (de courant) de référence exprimée en valeur efficace (R.M.S.) (kA ou mV) ;

 indication du capteur en essai exprimée en valeur efficace (R.M.S.) (mV) ;

 coefficient de conversion du capteur de courant en essai ou écart par rapport à la valeur assignée exprimé en

pour cent de la valeur assignée ;
pour information :
 coefficient de conversion, exactitude de mesurage et notes de calcul ;

 date de l’essai, nom et signature de la personne ayant effectué l’essai ou l’ayant surveillé.

7.3 Rapport d’essai pour l’étalonnage d’un mesureur de courant de soudage sans capteur

Il convient de noter les informations suivantes au cours de l’étalonnage d’un mesureur de courant de soudage

comprenant les dispositifs de surveillance pour mesurer le courant de soudage :

 type et nom du système de mesurage de courant de soudage de référence, valeur de la pleine échelle et

exactitude de mesurage ;

 coefficient de conversion du ou des capteurs de courant de référence et exactitude de mesurage ;

 type, modèle et nom du fabricant du mesureur de courant de soudage en essai et sa valeur de pleine échelle ;

 position du capteur (pour un tore de mesure de courant, voir Figure 1 de l’ISO/DIS 17657-3:2002) ;

 fréquence de la source de courant (50 Hz ou 60 Hz) ;
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ISO/DIS 17657-4
 forme d’onde du courant d’essai (courant alternatif ou continu) ;
 temps de passage de courant pour l’essai (s ou périodes) ;
 température ambiante ;
et également, pour chaque mesurage :

 indication du mesureur de courant de soudage de référence exprimée en intensité efficace (R.M.S.) (kA) ;

 indication du mesureur de courant de soudage en essai exprimée en intensité efficace (R.M.S.) (kA) ;

 écart par rapport à l’indication du mesureur de référence exprimée en valeur efficace (R.M.S.) (kA). Dans le

cas où l’écart est exprimé en pour cent, il doit être calculé en fonction de la pleine échelle du mesureur en

essai.
pour information :

 exactitude de mesurage estimée du mesureur de courant en essai exprimé en pour cent de la pleine échelle

du mesureur en essai et note de calcul ;

 date de l’essai, nom et signature de la personne ayant effectué l’essai ou l’ayant surveillé.

8 Mode opératoire d’essai
8.1 Généralités

Tous les équipements doivent être mis en route au moins 30 min avant le début de l’étalonnage. Chaque gamme

des instruments de mesurage doit être adaptée au niveau de courant exigé afin d’améliorer l’exactitude de

mesurage. La température ambiante doit être notée en début et en fin d’essai.

Les valeurs de mesurage pour chaque phase de la séquence d’essai doivent être notées comme indiqué dans les

tableaux de l’annexe C.
8.2 Étalonnage d’un système de mesurage de courant de soudage

L’étalonnage d’un système de mesurage de courant de soudage doit être effectué avec un montage d’essai illustré

à la Figure 1.

Il convient de vérifier l’aspect du capteur en essai avant étalonnage pour s’assurer qu’il ne présente aucun

dommage. L’écart de l’indication affichée sur le mesureur de courant de soudage en essai par rapport au système

de mesurage de référence doit être mesuré suivi de la détermination de l’exactitude de mesurage du système de

mesurage de courant de soudage en essai.

Lors de l’étalonnage du système de mesurage, l’essai doit être effectué pour des positions du tore de mesure de

courant conformes à la pratique.

NOTE Afin d’étalonner la classe d’exactitude, et pour un mesureur de courant de soudage et so

...