[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)量納秒脈沖電流的羅氏線圈

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410707572.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104459276A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解江遠(yuǎn);何鵬軍;張帆;王嘉煜;王亞杰;金兆鑫;蔣丹;荊曉鵬;趙程光;李奇微
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/00;H01F17/04;H01F27/36
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專(zhuān)利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量納秒脈沖電流的羅氏線圈，是一種通過(guò)改進(jìn)一般羅氏線圈的感應(yīng)線圈，積分電阻從而減小羅氏線圈本身的自激震蕩，改善其相應(yīng)頻率，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試納秒脈沖電流。

背景技術(shù)

隨著脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，高壓脈沖信號(hào)的上升沿越來(lái)越快，對(duì)脈沖測(cè)量的要求也越來(lái)越高，脈沖電流的測(cè)量一般采用同軸分流器或羅氏線圈。而羅氏線圈具有無(wú)源，且和測(cè)試設(shè)備無(wú)直接電氣接觸的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。

目前微秒級(jí)的電流信號(hào)測(cè)量常用外積分式羅式線圈，由于用于外積分式羅式線圈必須經(jīng)過(guò)一個(gè)RC積分回路，所以其測(cè)量的頻率相應(yīng)受到限制，在納秒級(jí)電流信號(hào)的測(cè)量中很難應(yīng)用。自積分羅氏線圈的頻率相應(yīng)高，是測(cè)量微秒亞微秒電流的理想手段。但是采用一般的自積分羅氏線圈測(cè)量納秒脈沖電流會(huì)存在一些問(wèn)題。其主要存在的問(wèn)題有：

1、感應(yīng)線圈的電感和寄生電容較大，容易產(chǎn)生自激震蕩。

2、積分電阻寄生電感，電容較大使測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生失真。

3、輸出信號(hào)電壓脈沖幅值較高，達(dá)到幾千伏。一般衰減器很難用于此類(lèi)信號(hào)的衰減。

基于這些因素，傳統(tǒng)自積分羅氏線圈很難測(cè)試納秒脈沖電流，需要對(duì)自積分線圈進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)才能用于納秒脈沖電流的測(cè)量。

MARX發(fā)生器放電電流具有前沿陡，前沿在幾個(gè)納秒，幅值大，電流幅值在幾千安培。一般的自積分羅氏線圈無(wú)法滿(mǎn)足測(cè)試要求。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種測(cè)量納秒脈沖電流的羅氏線圈，解決脈沖功率技術(shù)中MARX發(fā)生器放電產(chǎn)生的納秒級(jí)電流的測(cè)量問(wèn)題。

技術(shù)方案

一種測(cè)量納秒脈沖電流的羅氏線圈，包括感應(yīng)線圈和積分電阻；其特征在于：所述感應(yīng)線圈包括超微晶磁芯和繞制在超微晶磁芯上的銅帶，超微晶磁芯和銅帶置于環(huán)狀屏蔽外殼內(nèi)；所述積分電阻采用多個(gè)并聯(lián)的碳膜電阻，多個(gè)并聯(lián)的碳膜電阻置于屏蔽外殼內(nèi)，屏蔽外殼上設(shè)有信號(hào)輸入和信號(hào)輸出端口；所述超微晶磁芯外纏繞絕緣膠帶。

所述多個(gè)并聯(lián)的碳膜電阻為3個(gè)以上。

所述安置超微晶磁芯和銅帶的環(huán)狀屏蔽外殼厚度為2mm。

所述銅帶的寬度為8mm，厚度為0.15mm。

所述安置碳膜電阻的屏蔽外殼的厚度為2mm。

所述積分電阻的取值范圍為10-100歐姆。

所述碳膜電阻采用2瓦的碳膜電阻。

有益效果

本發(fā)明提出的一種測(cè)量納秒脈沖電流的羅氏線圈，感應(yīng)線圈包括超微晶磁芯和繞制在超微晶磁芯上的銅帶，超微晶磁芯和銅帶置于環(huán)狀屏蔽外殼內(nèi)；所述積分電阻采用多個(gè)并聯(lián)的碳膜電阻，多個(gè)并聯(lián)的碳膜電阻置于屏蔽外殼內(nèi)。

本發(fā)明與現(xiàn)有的自積分羅氏線圈比較，具有以下特點(diǎn)：

1、磁芯采用響應(yīng)頻率更高的超微晶磁芯，用銅帶代替導(dǎo)線，減小導(dǎo)線自身的寄生電感和寄生電容。銅帶在磁芯上纏繞6匝。

2、積分電阻采用寄生電感較小的多個(gè)碳膜電阻并聯(lián)，以此減少積分電阻本身的寄生電感，防止發(fā)生自激震蕩。由于在積分電阻端感應(yīng)的電壓較大，所以采用2W的碳膜電阻。積分電阻取10-100歐姆。

3、由于在積分電阻端感應(yīng)的電壓較高，衰減器采用耐壓達(dá)8千伏的脈沖衰減器，以此來(lái)衰減測(cè)試信號(hào)的電壓。

附圖說(shuō)明

圖1：納秒脈沖電流羅氏線圈組成圖

圖2：感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)圖

圖3：感應(yīng)線圈截面圖

圖4：積分電阻結(jié)構(gòu)

圖5：羅氏線圈電路原理圖

1-感應(yīng)線圈，2-積分電阻，3-脈沖衰減器，4-銅帶，5-屏蔽外殼，6-超微晶磁芯，7-碳膜電阻，8-電阻的屏蔽外殼，9、10-信號(hào)輸入輸出端口。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

本發(fā)明實(shí)施例：納秒脈沖電流羅氏線圈主要由感應(yīng)線圈1，積分電阻2組成。測(cè)試時(shí)，積分電阻2與脈沖衰減器3連接，測(cè)試電流A從感應(yīng)線圈正中心穿過(guò)。其組成圖如圖1所示。

其中感應(yīng)線圈包括三個(gè)部分，為超微晶磁芯6，銅帶4和屏蔽外殼5，屏蔽外殼的厚度為2mm。其具體組成如圖2所示。超微晶磁芯外纏繞絕緣膠帶，防止把銅帶短路。銅帶在磁芯外纏繞6匝，銅帶的寬度為8mm，厚度為0.15mm，銅帶之間用絕緣膠帶絕緣。