專利名稱：同軸型無(wú)源阻容積分器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖信號(hào)積分運(yùn)算的同軸型無(wú)源阻容積分器，與微分探頭配合使用，應(yīng)用于高電壓大電流快脈沖的測(cè)量。
背景技術(shù)：
在脈沖高電壓大電流測(cè)量中，微分探頭(微分型電容分壓器、D-dot探頭、微分型 羅氏線圈以及B-dot探頭等)得到了廣泛的使用。此類探頭輸出電壓(或電流)對(duì)時(shí)間的 微分信號(hào)。在測(cè)量中，需要使用積分器對(duì)探頭輸出的微分信號(hào)進(jìn)行積分，才能得到電壓或電 流信號(hào)。對(duì)于測(cè)量脈寬在Ins 100μ s范圍內(nèi)的脈沖信號(hào)，由于阻容積分器的輸出衰減較 小，因此通常不使用信號(hào)放大電路，不需要使用電源系統(tǒng)，所以被稱為無(wú)源阻容積分器。在《電工學(xué)》等書中有積分器的介紹，但分析的是理想電路，沒(méi)有給出制作方法，也 沒(méi)有分析器件的雜散參數(shù)對(duì)積分運(yùn)算的結(jié)果。目前，公知的無(wú)源阻容積分器構(gòu)造是使用電 阻和制式電容焊接而成的。由于電容的引腳和連接結(jié)構(gòu)造成雜散電感串聯(lián)到電容回路中， 造成積分器在測(cè)量ns量級(jí)的信號(hào)(或者被測(cè)量信號(hào)的頻譜中包含有這類頻率成分)時(shí)出 現(xiàn)波形畸變，導(dǎo)致無(wú)法獲取正確的被測(cè)信號(hào)。例如在潘洋等人的《納秒脈沖電容分壓器測(cè) 量系統(tǒng)分析及波形重建》(高電壓技術(shù)2005年31卷第2期)中，給出了由于積分器等器件 存在高頻響應(yīng)的問(wèn)題，而使用數(shù)字(軟件)方法復(fù)原測(cè)試信號(hào)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的無(wú)源阻容積分器測(cè)量快信號(hào)時(shí)出現(xiàn)波形畸變的問(wèn)題，本實(shí)用新型 提供一種同軸型無(wú)源阻容積分器。該積分器減小了積分器電容回路中的雜散電感，拓展了 積分器的頻率響應(yīng)上限，適用于ns量級(jí)信號(hào)的測(cè)量。本實(shí)用新型的同軸型無(wú)源阻容積分器，其特點(diǎn)是，所述積分器的外殼為圓筒形，輸 入電纜座和輸出電纜座分別位于圓筒形積分器外殼的兩端。輸入連接桿連接在輸入電纜座 的芯線上，匹配電阻的一端焊接在輸入連接桿上，另一端焊接在積分器的外殼的后蓋上。積 分電阻位于外殼的中心線上，積分電阻的一端與輸入連接桿連接，另一端與壓接板的輸入 端連接。在外殼腔內(nèi)設(shè)置有壓接板的中心線上還依次設(shè)置有第一導(dǎo)電彈墊、薄片圓環(huán)結(jié)構(gòu) 的積分電容、第二導(dǎo)電彈墊，在外殼的內(nèi)端面與壓接板、第一導(dǎo)電彈墊、積分電容、第二導(dǎo)電 彈墊之間還設(shè)置有絕緣套筒；通過(guò)壓緊第一導(dǎo)電彈墊和第二導(dǎo)電彈墊實(shí)現(xiàn)積分電容與壓接 板以及外殼內(nèi)端面的電連接；壓接板的輸出端從積分電容中心的孔穿過(guò)，插接到輸出連接 桿的中心孔中；輸出電纜座的芯線與輸出連接桿相連接。所述的絕緣套筒、壓接板、第一導(dǎo)電彈墊、積分電容、第二導(dǎo)電彈墊、輸入電纜座、 輸出電纜座均為同軸心設(shè)置。所述的第一導(dǎo)電彈墊和第二導(dǎo)電彈墊均為表面套有銅編制網(wǎng)的橡膠密封圈。本實(shí)用新型的同軸型無(wú)源阻容積分器，由于電阻、電容的布局采用同軸結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 電感較??；而且壓接結(jié)構(gòu)省去了電容的焊接引腳，因此電容回路的雜散電感也較小，從而在測(cè)量ns量級(jí)的信號(hào)時(shí)避免了波形過(guò)沖和振蕩等問(wèn)題。本實(shí)用新型的同軸型無(wú)源阻容積分器提高了積分器的頻率響應(yīng)上限，克服了測(cè)量 ns量級(jí)的信號(hào)時(shí)出現(xiàn)過(guò)沖和振蕩等波形畸變的問(wèn)題，可應(yīng)用于高電壓大電流快脈沖的測(cè)量。

圖1是本實(shí)用新型的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的I眺剖視圖。圖3是圖1的II眺I剖視圖。圖4是圖1中的壓接板的主視圖和側(cè)視圖。圖中，1.輸入電纜座2.外殼3.輸入連接桿4.絕緣套筒5.第一導(dǎo)電彈墊6.第二 導(dǎo)電彈墊7.輸出電纜座8.輸出連接桿9.積分電容10.壓接板11.積分電阻12.匹配電 阻13.后蓋。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例圖1是本實(shí)用新型的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的I眺剖視圖。圖中，積分電阻11位于外殼2的中心線上；匹配電阻 12的一端焊接在輸入連接桿3上，一端焊接在后蓋13上。圖3是圖1的II眺I剖視圖。圖中，壓接板10的輸出端插入輸出連接桿8的孔 中，絕緣套筒4放置在外殼2內(nèi)端面與積分電容9、第一導(dǎo)電彈墊5、第二導(dǎo)電彈墊6之間。圖4a為壓接板10的主視圖，圖4b為壓接板10的側(cè)視圖。圖1 圖4中，本實(shí)用新型的同軸型無(wú)源阻容積分器的外殼2為圓筒形，輸入電纜 座1和輸出電纜座7分別位于圓筒形積分器外殼的兩端。輸入連接桿3連接在輸入電纜座 1的芯線上；匹配電阻12的一端焊接在輸入連接桿3上，另一端焊接在積分器的外殼2的后 蓋13上，本實(shí)施例中，焊接在輸入連接桿3上的匹配電阻為四個(gè)。積分電阻11位于外殼2 的中心線上，積分電阻11的一端與輸入連接桿3連接，另一端與壓接板10的輸入端連接。 在外殼2腔內(nèi)設(shè)置有壓接板10的中心線上還依次設(shè)置有第一導(dǎo)電彈墊5、薄片圓環(huán)結(jié)構(gòu)的 積分電容9、第二導(dǎo)電彈墊6，在外殼2的內(nèi)端面與壓接板10、第一導(dǎo)電彈墊5、積分電容9、 第二導(dǎo)電彈墊6之間還設(shè)置有絕緣套筒4。第一導(dǎo)電彈墊5和第二導(dǎo)電彈墊6為表面套有 銅編制網(wǎng)的橡膠密封圈。通過(guò)壓緊第一導(dǎo)電彈墊5和第二導(dǎo)電彈墊6實(shí)現(xiàn)積分電容9與壓 接板10以及外殼2內(nèi)端面的電連接。壓接板10的輸出端從積分電容9中心的孔穿過(guò)，插 接到輸出連接桿8的中心孔中；輸出電纜座7的芯線與輸出連接桿8相連接。所述的絕緣套筒4、壓接板10、第一導(dǎo)電彈墊5、積分電容9、第二導(dǎo)電彈墊6、輸入 電纜座1、輸出電纜座7均為同軸心設(shè)置。本實(shí)用新型中使用輸入連接桿3、輸出連接桿8、壓接板10和導(dǎo)電彈墊實(shí)現(xiàn)主要部 件的電連接；使用絕緣套筒4實(shí)現(xiàn)積分電容9及第一導(dǎo)電彈墊5、第二導(dǎo)電彈墊6與外殼2 絕緣。本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是將積分電容9設(shè)置為薄片圓環(huán)結(jié)構(gòu)，并采用在橡膠密封圈外套一層金屬銅編制網(wǎng)制成導(dǎo)電彈墊，通過(guò)壓緊第一導(dǎo)電彈墊5、第二導(dǎo)電彈墊6實(shí)現(xiàn)積分 電容9的電連接。本實(shí)用新型的主要安裝過(guò)程是，輸入電纜座1用螺釘固定在后蓋13上。輸入連接 桿3焊接在輸入電纜座1的芯線上；積分電阻11和四只匹配電阻12的一端也焊接在輸入 連接桿3上；積分電阻11的另一端與壓接板10焊接在一起；匹配電阻12的另一端焊接在 后蓋13上。為實(shí)現(xiàn)與信號(hào)傳輸電纜的匹配，匹配電阻12的阻值為200 Ω，4只并聯(lián)時(shí)阻值 等于50 Ω ；積分電阻11的取值在IkQ 50k Ω之間，具體數(shù)值由測(cè)量要求的RC值決定。壓接板10的輸出端從積分電容9中心的孔穿過(guò)，插接到輸出連接桿 8的中心孔 中。圓筒形絕緣套筒4放置在外殼2內(nèi)端面與積分電容9及導(dǎo)電彈墊之間，為了方便壓接 板10的導(dǎo)入，絕緣套筒4的一端內(nèi)壁設(shè)置為斜面。輸出電纜座7的芯線與輸出連接桿8焊 接，并用螺釘固定在外殼2的外端面上。將安裝好輸出電纜座6的外殼2開口向上放置，依 次放入絕緣套筒4、第一導(dǎo)電彈墊5和積分電容9，再放入第二導(dǎo)電彈墊6，將焊接好積分電 阻11、匹配電阻12和壓接板10及后蓋12緩慢推入外殼2中，讓壓接板10的插針插入輸 出連接桿8的孔中，用螺釘緊固后蓋12，讓導(dǎo)電彈墊5適當(dāng)形變，使積分電容9與壓接板10 及外殼2的內(nèi)端面電連接良好。
權(quán)利要求一種同軸型無(wú)源阻容積分器，其特征在于，所述積分器的外殼(2)為圓筒形，輸入電纜座(1)和輸出電纜座(7)分別位于圓筒形積分器外殼的兩端；輸入連接桿(3)連接在輸入電纜座(1)的芯線上；匹配電阻(12)的一端焊接在輸入連接桿(3)上，另一端焊接在積分器的外殼(2)的后蓋(13)上；積分電阻(11)位于外殼(2)的中心線上，積分電阻(11)的一端與輸入連接桿(3)連接，另一端與壓接板(10)的輸入端連接；在外殼(2)腔內(nèi)設(shè)置有壓接板(10)的中心線上還依次設(shè)置有第一導(dǎo)電彈墊(5)、薄片圓環(huán)結(jié)構(gòu)的積分電容(9)、第二導(dǎo)電彈墊(6)，在外殼(2)的內(nèi)端面與壓接板(10)、第一導(dǎo)電彈墊(5)、積分電容(9)、第二導(dǎo)電彈墊(6)之間還設(shè)置有絕緣套筒(4)；通過(guò)壓緊第一導(dǎo)電彈墊(5)和第二導(dǎo)電彈墊(6)實(shí)現(xiàn)積分電容(9)與壓接板(10)以及外殼(2)內(nèi)端面的電連接；壓接板(10)的輸出端從積分電容(9)中心的孔穿過(guò)，插接到輸出連接桿(8)的中心孔中；輸出電纜座(7)的芯線與輸出連接桿(8)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型無(wú)源阻容積分器，其特征在于，所述的絕緣套筒(4)、 壓接板(10)、第一導(dǎo)電彈墊(5)、積分電容(9)、第二導(dǎo)電彈墊(6)、輸入電纜座(1)、輸出電 纜座(7)均為同軸心設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸型無(wú)源阻容積分器，其特征在于，所述的第一導(dǎo)電彈墊 (5)和第二導(dǎo)電彈墊(6)為表面套有銅編制網(wǎng)的橡膠密封圈。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種同軸型無(wú)源阻容積分器。所述積分器外殼為圓筒形，積分電阻位于外殼的中心線上，積分電阻的一端與輸入電纜座連接，另一端與壓接板焊接。積分電容為特制的薄片圓環(huán)結(jié)構(gòu)，通過(guò)壓緊電容兩端的導(dǎo)電彈墊實(shí)現(xiàn)積分電容與壓接板以及外殼內(nèi)端面的電連接；壓接板的輸出端從積分電容中心的孔穿過(guò)，與輸出電纜座連接。由于采用同軸結(jié)構(gòu)，而且省去了電容的焊接引腳，因此雜散電感小，提高了積分器的頻率響應(yīng)上限，適用于ns量級(jí)高電壓大電流快脈沖的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R15/00GK201576036SQ201020300079
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者仇旭, 衛(wèi)兵, 顧元朝 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所