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沖擊電壓發生器實驗中沖擊峰值電壓表的原理
點擊次數:366 發布時間:2019-02-21 返回
  沖擊電壓發生器系統中沖擊峰值電壓表的原理沖擊電壓發生器本體設計為戶內使用,采用三根絕緣立柱支撐結構。在發生器的每級將3根立柱聯結可靠,并互相間組成穩定的結構。
  沖擊電壓發生器的每級都有一臺低電感,大容量的沖擊電容,它們被放置在沖擊電壓發生器結構中央。該電容采用高密度固體電容器,具有重量輕、體積小的特點,即使在額定工況下連續操作,它們也有足夠的使用壽命。
  沖擊電壓發生器上使用的所有的電阻都是拔插式的線繞電阻。雷電波的調波電阻采用無感繞制,具有很小的電感。波頭電阻和波尾電阻安裝在發生器的兩柱之間。充電電阻則安裝在點火球隙的一側。
  直流充電電源(由高壓變壓器、倍壓電容、高壓硅堆構成)采用倍壓整流方式。高壓硅堆安裝在一個絕緣支撐板上,通過一個簡單的彈簧壓接機構可手動變換其方向。通過一只保護電阻將直流高電壓輸出到沖擊電壓發生器的級電容。用于測量充電電壓的高壓高阻也安裝在這個絕緣支撐板上。
  沖擊峰值電壓表的測量原理是根據脈沖電壓的儲存,即通過一個二極管使一個電容器充電。為了能夠測量很陡的電壓梯度dU/dT,儲存的電容必須選擇得很小,這導致一個很小的充電時間常數。由于變換測量值和現行使用的放大器元件,這時時間常數得以增大,直至這個值被以數字記錄為止。作為輸入衰減器的 "輸入分壓器" 把測量信號衰減至運算放大器的電壓水平(Umax≈10V)。為了保證儀表有高的輸入阻抗, 測量信號用一個高阻抗與輸入分壓器隔離。
  輸入分壓器設計為R-CR型分壓器, 用幅頻特性對其 R,C值進行選取。以保證其比率對不同波形的穩定。
  借助于極性開關可以使峰值保持電路在正和負極性波形下都能正確工作。
  用量程自動切換電路可將峰值保持值放大到超過 A/D轉換器滿量程的一半, 以保證 A/D轉換精度。在 "高壓分壓器比率乘法器"中,測量信號的峰值是乘以高壓分壓器的比率。亦考慮了輸入衰減器的系數。
  在脈沖工作方式下, 每次脈沖之后, 模擬儲存器自動復位。只要有一個新的脈沖電壓就抹消數字記憶,過后將儲存新的測量值。
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