專(zhuān)利名稱(chēng)：圓片式納秒級(jí)沖擊分流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種毫微秒響應(yīng)時(shí)間的沖擊大電流檢測(cè)傳感器。
背景技術(shù)：
在脈沖功率研究或高電壓沖擊大電流的試驗(yàn)研究中，由于沖擊電流波形為 單一脈沖形式，上升沿變化時(shí)間極短，屬毫微秒量級(jí)，這就要求沖擊分流器響
應(yīng)時(shí)間更小；且待測(cè)量的沖擊電流數(shù)值大，通常為kA級(jí)。為了快速準(zhǔn)確響應(yīng)陡 脈沖電流波形，要求電流傳感器通流容量大和盡可能小的剰余電感值，使沖擊 電流流過(guò)傳感器時(shí)，傳感器兩端電壓隨電流值的變化呈線(xiàn)性變化關(guān)系?，F(xiàn)有多 種沖擊大電流檢測(cè)傳感器的響應(yīng)時(shí)間均屬于微秒級(jí)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，滿(mǎn)足測(cè)量快速 變化的沖擊大電流，保證了該分流器在沖擊電流作用下的電阻值與穩(wěn)態(tài)下的一 致性，并滿(mǎn)足電磁兼容的要求。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于它包 括電阻盤(pán)片和四個(gè)電極，電阻盤(pán)片是高電導(dǎo)率的石墨圓片，石墨圓片與絕緣層 疊合，石墨圓片中心為電流進(jìn)入電極，石墨圓片周邊為電流輸出電極，在石墨 圓片中心處和石墨圓片周邊的分別設(shè)置一個(gè)電壓引出極。
如上所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于電流進(jìn)入電極，電流 輸出電極和兩個(gè)電壓引出極與石墨圓片的連接處均為環(huán)形。
如上所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于石墨圓片周邊處的電流輸出電極成碗形，兩電壓引出極通過(guò)在絕緣層中、石墨圓'片中冗、處和石墨圓 片周邊處的導(dǎo)通環(huán)，接到絕緣層另一側(cè)的電壓電極板和電壓電極碗；所述電流 進(jìn)入電極、碗形電流輸出電極和電壓電極板、電壓電極碗構(gòu)成四端頭引出裝置。
如上所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于所述的電極板和電極 碗平行設(shè)置。保持波阻抗不變，減小波的折反射帶來(lái)的測(cè)量誤差。
如上所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于石墨圓片的厚度為 0. 2咖，允許通過(guò)的電流幅值不小于10kA。
本實(shí)用新型兩電壓測(cè)量極采用環(huán)狀電極與石墨圓片相連結(jié)，保證電壓測(cè)量 點(diǎn)上電位的同一性，并采用等距離輸出結(jié)構(gòu)，使測(cè)量傳輸通道波阻抗不變，輸 出電壓波形不畸變。
該分流器包含電阻盤(pán)片的設(shè)計(jì)和四端頭引出裝置，其特殊之處當(dāng)沖擊大電 流進(jìn)入分流器時(shí)，電流在盤(pán)片上的分布是均勻的，保證了該分流器在沖擊電流 作用下的電阻值與穩(wěn)態(tài)下的一致性，并滿(mǎn)足電磁兼容的要求。
采用石墨圓片作為純電阻(*)型電流檢測(cè)組件，大大降低了剰余電感(丄)上壓
降的影響，使得沖擊響應(yīng)時(shí)間r-丄/i 小于納秒級(jí)。
電壓測(cè)量信號(hào)的引出在結(jié)構(gòu)上較好的解決了波阻抗變化帶來(lái)的影響。 由上述技術(shù)方案可知，當(dāng)沖擊大電流經(jīng)電流端子進(jìn)入分流器時(shí)，電流在石
墨電阻圓片上沿徑向均勻流過(guò)，在電壓檢測(cè)的兩端形成電阻壓降，并通過(guò)電壓
信號(hào)的檢測(cè)，由歐姆定律確定待測(cè)量的沖擊電流瞬時(shí)值。


圖1本實(shí)用新型實(shí)施例的圓片式?jīng)_擊分流器結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1石墨圓片, 2電流進(jìn)入電極，3電流輸出電極，4環(huán)氧玻璃布板，5電壓引出電極，6電壓引 出電極，7電壓電極板，8電壓電極碗，9髙頻同軸插座，IO導(dǎo)通環(huán)。
圖2本實(shí)用新型實(shí)施例的沖擊電流沿圓片徑向分布示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例如圖1所示。
圓片式納秒級(jí)沖擊分流器,它包括電P且盤(pán)片1和四個(gè)電極(電流進(jìn)入電極2, 電流輸出電極3，電壓引出電極5，電壓引出電極6),電阻盤(pán)片是高電導(dǎo)率的石 墨圓片，石墨圓片與絕緣層(環(huán)氧玻璃布板4)疊合，石墨圓片中心為電流進(jìn)入 電極2,石墨圓片周邊為電流輸出電極3，在石墨圓片中心處設(shè)置電壓引出極6， 在石墨圓片周邊處設(shè)置電壓引出極5。
圓片式?jīng)_擊分流器由電阻材料、絕緣層和電極三層材料疊裝組成。電阻材 料石墨圓片1的忖底材料采用厚lmm的環(huán)氧玻璃布板4起機(jī)械加強(qiáng)與固定作用。 電壓引出電極5為環(huán)狀電極，厚度5mm,環(huán)半徑40mm;電壓引出電極6為環(huán)狀 電極，厚度5mm,環(huán)半徑15mm。電壓電極板8在電氣上與電極6相連(通過(guò)環(huán) 氧玻璃布板4中的導(dǎo)通環(huán)10),電壓電極碗7在電氣上與電極5相連(通過(guò)環(huán)氧 玻璃布板4中的導(dǎo)通環(huán)10)，將待測(cè)量電壓連接到髙頻同軸插審9，完成沖擊電 流轉(zhuǎn)換為沖擊電壓的測(cè)量。為了保證在高頻下輸出電壓的響應(yīng)特性，電壓電極 板8和電壓電極碗7平行設(shè)置，保持波阻抗不變，減小波的折反射帶來(lái)的測(cè)量 誤差。圖1中的導(dǎo)通環(huán)10可以是連續(xù)、閉合的環(huán)，也可以是斷續(xù)的環(huán)。
由圖2可知，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沖擊電流檢測(cè)元件采用石墨圓片1， 片直徑為100咖，厚度0.2咖。當(dāng)沖擊電流從電流進(jìn)入電極2進(jìn)入圓片時(shí)，沿徑 向流向電流輸出電極3。由于石墨圓片在結(jié)構(gòu)上對(duì)稱(chēng)，且厚度小，電流在石墨圓 片上呈徑向均勻分布，使電流檢測(cè)元件為純電阻特性。
權(quán)利要求1、圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于它包括電阻盤(pán)片和四個(gè)電極，電阻盤(pán)片是高電導(dǎo)率的石墨圓片，石墨圓片與絕緣層疊合，石墨圓片中心為電流進(jìn)入電極，石墨圓片周邊為電流輸出電極，在石墨圓片中心處和石墨圓片周邊的分別設(shè)置一個(gè)電壓引出極。
2、 如權(quán)利要求1所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于電流進(jìn) 入電極，電流輸出電極和兩個(gè)電壓引出極與石墨圓片的連接處均為環(huán)形。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于石 墨圓片周邊處的電流輸出電極成碗形，兩電壓引出極通過(guò)在絕緣層中、石墨圓 片中心處和石墨圓片周邊處的導(dǎo)通環(huán)，接到絕緣層另一側(cè)的電壓電極板和電壓 電極碗；所述電流進(jìn)入電極、碗形電流輸出電極和電壓電極板、電壓電極碗構(gòu) 成四端頭引出裝置。
4、 如權(quán)利要求3所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于所述的 電極板和電極碗平行設(shè)置。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于石 墨圓片的厚度為0. 2mm，允許通過(guò)的電流幅值不小于10kA。
6、 如權(quán)利要求3所述的圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于石墨圓 片的厚度為0.2mm，允許通過(guò)的電流幅值不小于10kA。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種圓片式納秒級(jí)沖擊分流器，其特征在于它包括電阻盤(pán)片和四個(gè)電極，電阻盤(pán)片是高電導(dǎo)率的石墨圓片，石墨圓片與絕緣層疊合，石墨圓片中心為電流進(jìn)入電極，石墨圓片周邊為電流輸出電極，在石墨圓片中心處和石墨圓片周邊分別設(shè)置一個(gè)電壓引出極。該裝置使電流沿圓片作徑向流動(dòng)，大大降低了回路剩余電感的作用，使沖擊響應(yīng)時(shí)間小于納秒級(jí)，使圓片等值電阻值保持穩(wěn)定不變。另一邊布置的電壓電極板和電壓電極碗采用等距離輸出結(jié)構(gòu)，保持沖擊測(cè)量過(guò)程中的通道波阻抗不變，使輸出電壓波形不會(huì)畸變。
文檔編號(hào)G01R15/14GK201075118SQ20072008681
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者喻劍輝 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)