百安培级制造技术

本发明专利技术涉及百安培级

【技术实现步骤摘要】
百安培级HEMP脉冲电流传感器标定装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及高空电磁脉冲
(High
‑
attitude electromagnetic pulse
，
HEMP)
脉冲电流传感器的时域标定技术，具体涉及百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置及其使用方法
。

技术介绍

[0002]HEMP
脉冲电流是电子设备抗
HEMP
试验的重要参数，具有前沿快
、
幅值高
、
频谱宽等的特点
。
[0003]HEMP
脉冲电流传感器通常采用包含铁氧体磁芯的罗氏线圈，将被测电流转换为测量电压，然后利用数据采集设备记录和存储
。
传感器的标定包括频域标定和时域标定两种，前者主要用于确定传感器的频响特性能够涵盖被测信号频谱，时域标定主要用于传感器转换系数的确定
、
传感器的测量范围及线性度等
。
[0004]如公告号为
CN203054096U
的中国专利提出了用于校准脉冲电流的装置，公告号为
CN105954697A
的中国专利提出了一种脉冲电流传感器的宽频带精密标定方法和装置，公告号为
CN106249185A
的中国专利提出了用于标定高频电流传感器的阻抗匹配单元
、
系统和方法等，给出了现行脉冲传感器的时域标定方法，主要利用脉冲源和匹配负载，在测试夹具上形成标准电流，对传感器进行标定
。
这一方式的主要问题是，脉冲源
、
测试夹具
、
匹配负载等通过同轴电缆连接，受电缆绝缘能力限制，其传递信号幅度通常小于
2kV
，对应的电流幅度小于
40A(2kV/50
Ω
)。
如公开号为
CN109557490A
的中国专利提出了基于脉冲电流源用于快脉冲测量探头的标定装置及方法，其中提供了一种基于形成线脉冲电流源的标定装置，可提供用于标定的方波脉冲电流信号，但这一装置由于采用高压脉冲开关，其最低输出幅度大于
1kA
，且形成线的方式只能输出方波信号，与
HEMP
脉冲电流最为常见的双指数波形差别较大
。
[0005]因此，为满足
HEMP
试验标准化和规范化需求，提高
HEMP
脉冲电流的测量精度，提出一种百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置及其使用方法
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的由于采用高压脉冲开关，其最低输出幅度大于
1kA
，且形成线的方式只能输出方波信号，与
HEMP
脉冲电流最为常见的双指数波形差别较大的技术问题，而提出百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置及其使用方法
。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特殊之处在于：包括示波器
、
控制模块
、
充电模块以及波形生成与测试主回路模块；
[0009]所述波形生成与测试主回路模块用于生成标定用百安培级
、
双指数
HEMP
脉冲电流波形，并测试该电流波形的参数，将该电流波形作为标定用信号，其输出端与示波器的第一通道连接，待标定脉冲电流传感器设置在波形生成与测试主回路模块中，待标定脉冲电流
传感器的输出端与示波器的第二通道连接，用于将待标定脉冲电流传感器输出的电压信号发送给示波器；
[0010]所述控制模块与充电模块和波形生成与测试主回路模块连接，用于控制充电模块为波形生成与测试主回路模块充电，以及控制波形生成与测试主回路模块的启动与结束
。
[0011]进一步地，所述波形生成与测试主回路模块包括依次串联的充电电容
、
控制开关
、
电感
、
金属镀膜电阻以及分流器；
[0012]所述分流器的接地端和充电电容的接地端均接地；所述充电电容与充电模块连接；所述分流器的输出端与示波器的第一通道连接；所述待标定脉冲电流传感器套设在金属镀膜电阻上，将脉冲电流信号转换为电压信号
。
[0013]进一步地，还包括衰减器；
[0014]所述分流器的输出端通过衰减器与示波器的第一通道连接
。
[0015]进一步地，所述充电电容的容值
C、
金属镀膜电阻的阻值
R
以及电感的电感量
L
通过以下公式选取：
[0016]t
r
≈2.2L/R
，
t
w
≈0.69RC
[0017]其中，
t
r
表示标定用信号的前沿，
t
w
表示标定用信号的半宽
。
[0018]进一步地，所述分流器与衰减器以及衰减器与示波器之间，通过同轴电缆连接；待标定脉冲电流传感器的输出端通过同轴电缆与示波器的第二通道连接；
[0019]所述充电电容与充电模块通过高压电源线连接；
[0020]所述充电模块采用高压直流源，高压直流源的最大输出电压为
20kV。
[0021]进一步地，所述分流器
、
充电电容接地端通过金属支柱与接地的金属底板相连，控制开关
、
电感以及金属镀膜电阻通过绝缘支柱固定于金属底板上，充电电容
、
电感
、
金属镀膜电阻通过金属卡扣安装于对应的金属支柱或绝缘支柱
。
[0022]进一步地，拟采用标定用信号前沿
t
r
为
10ns
，半宽
t
w
为
100ns
时，充电电容的容值设置为
3nF、
金属镀膜电阻的阻值设置为
50
Ω
、
电感的电感量设置为
200nH。
[0023]进一步地，拟采用标定用信号前沿
t
r
为
20ns
，半宽
t
w
为
500ns
为时，充电电容的容值设置为
6nF、
金属镀膜电阻的阻值设置为
100
Ω
、
电感的电感量设置为
1nH。
[0024]本专利技术还提出一种百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置的使用方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0025]步骤1：根据标定用信号的前沿和半宽，设计波形生成与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特征在于：包括示波器
(1)、
控制模块
(2)、
充电模块
(3)
以及波形生成与测试主回路模块
(4)
；所述波形生成与测试主回路模块
(4)
用于生成标定用百安培级
、
双指数
HEMP
脉冲电流波形，并测试该电流波形作为标定用信号，其输出端与示波器
(1)
的第一通道连接，待标定脉冲电流传感器设置在波形生成与测试主回路模块
(4)
中，待标定脉冲电流传感器的输出端与示波器
(1)
的第二通道连接，用于将待标定脉冲电流传感器输出的电压信号发送给示波器
(1)
；所述控制模块
(2)
与充电模块
(3)
和波形生成与测试主回路模块
(4)
连接，用于控制充电模块
(3)
为波形生成与测试主回路模块
(4)
充电，以及控制波形生成与测试主回路模块
(4)
的启动与结束
。2.
根据权利要求1所述的百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特征在于：所述波形生成与测试主回路模块
(4)
包括依次串联的充电电容
(41)、
控制开关
(42)、
电感
(43)、
金属镀膜电阻
(44)
以及分流器
(45)
；所述分流器
(45)
的接地端和充电电容
(41)
的接地端均接地；所述充电电容
(41)
与充电模块
(3)
连接；所述分流器
(45)
的输出端与示波器
(1)
的第一通道连接；所述待标定脉冲电流传感器套设在金属镀膜电阻
(44)
上，将脉冲电流信号转换为电压信号
。3.
根据权利要求2所述的百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特征在于：还包括衰减器；所述分流器
(45)
的输出端通过衰减器与示波器
(1)
的第一通道连接
。4.
根据权利要求3所述的百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特征在于：所述充电电容
(41)
的容值
C、
金属镀膜电阻
(44)
的阻值
R
以及电感
(43)
的电感量
L
通过以下公式选取：
t
r
≈2.2L/R
，
t
w
≈0.69RC
其中，
t
r
表示标定用信号的前沿，
t
w
表示标定用信号的半宽
。5.
根据权利要求4所述的百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特征在于：所述分流器
(45)
与衰减器以及衰减器与示波器
(1)
之间，通过同轴电缆连接；待标定脉冲电流传感器的输出端通过同轴电缆与示波器
(1)
的第二通道连接；所述充电电容
(41)
与充电模块
(3)
通过高压电源线连接；所述充电模块
(3)
采用高压直流源，高压直流源的最大输出电压为
20kV。6.
根据权利要求5所述的百安培级
HEMP
脉冲电流传感器标定装置，其特征在于：所述分流器
(45)、
充电电容
(41)
接地端通过金属支柱与接地的金属底板相连，控制开关
(42)、
电感
(43)
以及金属镀膜电阻
(44)
通过绝缘支柱固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志同，杨静，董亚运，聂鑫，吴伟，秦锋，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：