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冲击电压发生器实验中冲击峰值电压表的原理
点击次数:164 发布时间:2019-02-21 返回
  冲击电压发生器系统中冲击峰值电压表的原理冲击电压发生器本体设计为户内使用,采用三根绝缘立柱支撑结构。在发生器的每级将3根立柱联结可靠,并互相间组成稳定的结构。
  冲击电压发生器的每级都有一台低电感,大容量的冲击电容,它们被放置在冲击电压发生器结构中央。该电容采用高密度固体电容器,具有重量轻、体积小的特点,即使在额定工况下连续操作,它们也有足够的使用寿命。
  冲击电压发生器上使用的所有的电阻都是拔插式的线绕电阻。雷电波的调波电阻采用无感绕制,具有很小的电感。波头电阻和波尾电阻安装在发生器的两柱之间。充电电阻则安装在点火球隙的一侧。
  直流充电电源(由高压变压器、倍压电容、高压硅堆构成)采用倍压整流方式。高压硅堆安装在一个绝缘支撑板上,通过一个简单的弹簧压接机构可手动变换其方向。通过一只保护电阻将直流高电压输出到冲击电压发生器的级电容。用于测量充电电压的高压高阻也安装在这个绝缘支撑板上。
  冲击峰值电压表的测量原理是根据脉冲电压的储存,即通过一个二极管使一个电容器充电。为了能够测量很陡的电压梯度dU/dT,储存的电容必须选择得很小,这导致一个很小的充电时间常数。由于变换测量值和现行使用的放大器元件,这时时间常数得以增大,直至这个值被以数字记录为止。作为输入衰减器的 "输入分压器" 把测量信号衰减至运算放大器的电压水平(Umax≈10V)。为了保证仪表有高的输入阻抗, 测量信号用一个高阻抗与输入分压器隔离。
  输入分压器设计为R-CR型分压器, 用幅频特性对其 R,C值进行选取。以保证其比率对不同波形的稳定。
  借助于极性开关可以使峰值保持电路在正和负极性波形下都能正确工作。
  用量程自动切换电路可将峰值保持值放大到超过 A/D转换器满量程的一半, 以保证 A/D转换精度。在 "高压分压器比率乘法器"中,测量信号的峰值是乘以高压分压器的比率。亦考虑了输入衰减器的系数。
  在脉冲工作方式下, 每次脉冲之后, 模拟储存器自动复位。只要有一个新的脉冲电压就抹消数字记忆,过后将储存新的测量值。
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