[发明专利]一种D-dot传感器的制作方法

权利要求书

1.一种D-dot传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定目标D-dot传感器的结构参数，所述结构参数包括步骤1中所述的结构参数包括D₁、D₂、D₃、D₄、d和l，其中D₁为D-dot传感器接收电极(1)的直径，D₂为电缆引出同轴结构外径，D₃为电缆引出同轴结构内径，D₄为D-dot传感器的地电极(3)内径，l为D-dot传感器的地电极(3)与接收电极(1)的间距，d为高压电极(4)与地电极(3)的间距；

步骤2：依据待测信号，确定D-dot传感器的设计指标，所述设计指标包括前沿响应特性参数K及幅值刻度k；

步骤3：建立D-dot传感器的设计指标与其电路参数之间的数值关系，所述电路参数包括D-dot传感器接收电极(1)与高压电极(4)的电容C₁，D-dot传感器接收电极(1)与地电极(3)的电容C₂，接收电极(1)与地电极(3)形成回路的电感L；

步骤4：建立D-dot传感器的电路参数与其结构参数之间的数值关系，获得结构参数；

步骤5：依据步骤4获得的结构参数制作目标D-dot传感器。

2.根据权利要求1所述一种D-dot传感器的制作方法，其特征在于，步骤2具体为：

2.1)定义待测信号为u₁(t)，其前沿时间为t_r，待测信号幅值为U₁；

2.2)定义D-dot传感器的输出信号为u₂(t)，输出信号幅值为U₂；

2.3)定义D-dot传感器输出信号的积分信号为u₃(t)，其前沿时间为t_ro，积分信号幅值为U₃；

2.4)定义D-dot传感器的前沿响应特性参数K＝t_r/t_ro,使得u₃(t)与u₁(t)的波形一致，K∈(0.99，1.0)；

2.5)定义D-dot传感器的幅值刻度

3.根据权利要求1或2所述一种D-dot传感器的制作方法，其特征在于，步骤3具体为：

3.1)当u₁(t)为阶跃信号时，u₃(t)的阶跃响应函数为H(t)：

式中，C₁是D-dot传感器接收电极(1)与高压电极(4)的电容，C₂是D-dot传感器接收电极(1)与地电极(3)的电容，L是接收电极(1)与地电极(3)形成回路的电感，Z为信号电缆阻抗，k₁、k₂、A₁、A₂均为H(t)的计算常数；

3.2)依据步骤3.1)，在阶跃响应函数H(t)不产生过冲和震荡时，给出关于电路参数C₂、L和Z的约束关系为

L≤Z²C₂/4；

3.3)根据步骤3.1)和步骤3.2)可知，当L＝Z²C₂/4时，则阶跃响应函数H(t)的前沿时间t_rD＝1.68ZC₂；

3.4)根据步骤2.1)、2.3)和3.3)，得出t_r、t_ro和t_rD和的数值关系为：

3.5)根据步骤2.4)、3.3)和3.4)，获得K∈(0.99，1.0)对D-dot传感器电路参数的约束为

3.6)由步骤3.1)可得D-dot传感器的阶跃响应函数H(t)幅值为ZC₁，已知阶跃信号幅值为1，根据步骤2.5)可得k＝1/ZC₁；

3.7)将步骤2.5)和步骤3.6)联立可得