一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，該測量裝置包括同軸轉(zhuǎn)接盒、阻抗匹配連接器、高速數(shù)據(jù)采集卡和控制機，所述同軸轉(zhuǎn)接盒將接收的脈沖電流無損傳輸至阻抗匹配連接器，該連接器將接收的脈沖電路轉(zhuǎn)為脈沖電壓傳輸至高速數(shù)據(jù)采集卡，高速數(shù)據(jù)采集卡與控制機連接，由控制機控制進行高速采樣。該測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，大大減小了脈沖大電流傳輸中趨膚效應(yīng)、外部磁場干擾、溫度系數(shù)影響，提高了脈沖電流幅值的測量準(zhǔn)確度。
【專利說明】—種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種脈沖大電流測量裝置，特別涉及一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖功率技術(shù)是一門新興學(xué)科，隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，它廣泛的應(yīng)用于國防、科學(xué)試驗、農(nóng)業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。目前根據(jù)被測脈沖電流信號幅值、頻率的不同，測量脈沖電流的常用方法有兩種，即分流器法和非侵入式脈沖電流測量法。
[0003]非侵入式脈沖電流測量法優(yōu)點是被測電路的狀態(tài)不受檢測電路的影響，檢測電路也不受被測電路的影響，被測電路與檢測電路之間是電隔離的。目前，非侵入式脈沖電流測量主要采用霍爾電流法、RogOWSki線圈法、光學(xué)電流法等。但非侵入式脈沖電流測量法測量精度底，并且在電流IOOA以下時無法準(zhǔn)確測量。
[0004]分流器法的原理簡單，在低頻率小幅值電流測量中，表現(xiàn)出極高的精度和較快的響應(yīng)速度。工業(yè)領(lǐng)域中，在不涉及到測量回路與被測電流之間電隔離的場合，分流器法是將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕氖走x方案。但分流器應(yīng)用在大幅值高頻率的電流測量中，會產(chǎn)生較大的誤差。隨著被測電流的增大，分流器的發(fā)熱急劇增加，為了保證分流器的正常工作，分流器的尺寸、重量和造價也不可避免的急劇增加，一定程度上限制了分流器在大電流工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用；另一方面，當(dāng)分流器用于測量快速變化的電流或者脈沖電流時，分流器的電感分量不再可以忽略不計，同時，由于趨膚效應(yīng)的存在，使得分流器中的電流分布非均勻化，分流器輸出端的電壓發(fā)生時移，測量的精度將大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為避免以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出了一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，以解決趨膚效應(yīng)、溫升而導(dǎo)致的脈沖電流測量精度低的問題。
[0006]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，該測量裝置包括同軸轉(zhuǎn)接盒、阻抗匹配連接器、高速數(shù)據(jù)采集卡和控制機，所述同軸轉(zhuǎn)接盒將接收的脈沖電流無損傳輸至阻抗匹配連接器，該連接器將接收的脈沖電路轉(zhuǎn)為脈沖電壓傳輸至高速數(shù)據(jù)采集卡，高速數(shù)據(jù)采集卡與控制機連接，由控制機控制進行高速采樣。
[0008]所述阻抗匹配連接器通過N型-SMA轉(zhuǎn)接線連接到高速數(shù)據(jù)采集卡。
[0009]所述阻抗匹配連接器為同軸開放式結(jié)構(gòu)分流器。
[0010]所述高速采集卡為200MS/S的采樣速率數(shù)據(jù)采集卡。
[0011]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0012]1.阻抗匹配連接器兩端采用同軸丁頭和N型頭、整體采用同軸對稱結(jié)構(gòu)減小了趨膚效應(yīng)和外部磁場干擾；整體開放式結(jié)構(gòu)減小了溫度系數(shù)影響，使得阻抗匹配連接器阻值穩(wěn)定；選用瑞士 VISHAY公司S系列電阻阻抗匹配連接器頻帶寬、線性度好。[0013]2.高速數(shù)據(jù)采集卡采樣速度快，最快為200MS/s采樣率，通過軟件實現(xiàn)對脈沖電壓的幅值精確采樣后多次測量取均值，測量精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型裝置原理結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1為一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置原理結(jié)構(gòu)圖。一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置包括:同軸轉(zhuǎn)接盒1、阻抗匹配連接器2、高速數(shù)據(jù)采集卡3和控制機4，所述的阻抗匹配連接器通過N型-SMA轉(zhuǎn)接線連接到高速數(shù)據(jù)采集卡。
[0016]同軸轉(zhuǎn)接盒的輸入端與被測的脈沖電流源相接；輸出端為同軸丁頭Male端，與阻抗匹配連接器的Female端機械連接；阻抗匹配連接器的輸出端為N型頭Female端,與測量引線的Male端N型頭連接；測量引線的輸出端為SMA端，與高速數(shù)據(jù)采集卡輸入端連接；數(shù)據(jù)采集卡通過PCI插槽與控制機連接。
[0017]脈沖大電流通過同軸轉(zhuǎn)接盒I進入阻抗匹配連接器2，同軸轉(zhuǎn)接盒I對脈沖電流實現(xiàn)無損傳輸，將不同接口輸出的脈沖電流轉(zhuǎn)接到阻抗匹配連接器2。阻抗匹配連接器2通過開放式同軸結(jié)構(gòu)實現(xiàn)脈沖電流轉(zhuǎn)化為脈沖電壓。高速數(shù)據(jù)采集卡3在控制機4的軟件操作下高速采樣，準(zhǔn)確測量脈沖電壓幅值。脈沖電流在轉(zhuǎn)接盒I和阻抗匹配連接器2為無損耗準(zhǔn)確的傳輸；脈沖電壓在測量引線和高速數(shù)據(jù)采集卡為無損耗準(zhǔn)確傳遞。阻抗匹配連接器2實現(xiàn)了脈沖電流響應(yīng)速度快、精確轉(zhuǎn)化為脈沖電壓?？刂茩C4和高速數(shù)據(jù)采集卡3通過測量脈沖信號重復(fù)頻率，確定上升沿后的采樣時間，多次測量取均值，實現(xiàn)對脈沖電壓信號的精確測量。
[0018]正常狀態(tài)下測量得到阻抗匹配連接器的不同頻率下轉(zhuǎn)換系數(shù)，被測脈沖電流經(jīng)過同軸轉(zhuǎn)接盒、阻抗匹配連接器后在控制機上運行軟件讀取數(shù)據(jù)采集卡測量值，根據(jù)轉(zhuǎn)換系數(shù)計算得到輸入脈沖電流幅值。該測量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)IOA?100A電流幅值范圍、50Hz?200kHz重復(fù)頻率范圍的脈沖電流的準(zhǔn)確測量。
[0019]應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎(chǔ)上可以對各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，其特征在于，該測量裝置包括同軸轉(zhuǎn)接盒、阻抗匹配連接器、高速數(shù)據(jù)采集卡和控制機，所述同軸轉(zhuǎn)接盒將接收的脈沖電流無損傳輸至阻抗匹配連接器，該連接器將接收的脈沖電路轉(zhuǎn)為脈沖電壓傳輸至高速數(shù)據(jù)采集卡，高速數(shù)據(jù)采集卡與控制機連接，由控制機控制進行高速采樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，其特征在于，所述阻抗匹配連接器通過N型-SMA轉(zhuǎn)接線連接到高速數(shù)據(jù)采集卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，其特征在于，所述阻抗匹配連接器為同軸開放式結(jié)構(gòu)分流器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用阻抗匹配連接器的脈沖電流測量裝置，其特征在于，所述高速采集卡為200MS/S的采樣速率數(shù)據(jù)采集卡。
【文檔編號】G01R1/04GK203376391SQ201320456257
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】張建永, 岳偉 申請人:北京無線電計量測試研究所