[实用新型]特快响应强流测量器

说明书

本实用新型涉及高压大电流测量技术领域，更进一步涉及用于脉冲强电流测试领域中具有特快响应的强流测量器。

通常，对脉冲强电流用同轴管式分流器等测量。对纳秒级强流脉冲，由于结构及电阻体材料限制，普通的测量装置已无法满足要求，甚至会使波形畸变。有的测量装置既使性能很好，也没有合适的标准测量器加以校准。Fritz Wesner（富·维斯纳）：“用于测量极短上升时间脉冲大电流的同轴盘形电阻器”，ETZ－ABd.91（1979）H9.P.521－542。（德）电工杂志（A分册），第91卷，1979年第9期，521－542页公开一种使用金属电阻薄膜作电阻器以获得较快的响应特性的方法，此方法由于制作工艺及引出方式的不完善，方波响应上升时间仅能达到数个纳秒级。

本实用新型的目的是提供一种方波响应上升时间小于1纳秒的特快响应强流测量器。

本实用新型由高电阻率金属薄膜作电阻器。圆环形金属薄膜平整、均匀地放在绝缘板上、垂直地置于两头由锥形体过渡的同轴系统中。同轴系统与测量电缆的波阻抗相匹配。金属薄膜的外圆由外同轴体通过螺纹或螺栓与外锥形过渡体压紧联接。金属薄膜的内圆由内同轴体通过连接螺栓与内锥形过渡体压紧联接。电压信号可由金属薄膜两侧引出。

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

本实用新型实施例1中，内同轴体（10）直径为12毫米，外同轴体（9）内径为28毫米。内、外同轴体（10）、（9）两端与内、外锥形过渡体（8）、（7）通过螺纹连接，构成同轴系统。同轴系统的波阻抗与测量电缆的波阻抗相匹配。当波阻抗为50欧时，此同轴系统中外、内直径之比应保持2.3。圆环形金属薄膜（4）由一张完整的金属薄膜制成，平整、均匀地放在绝缘板（5）上，垂直地置于上述同轴系统中。金属薄膜的外圆部份（4a）由外同轴体（9）及外锥形过渡体（7）通过螺纹压紧连接，其内圆部份（4b）由内同轴体（10）及内锥形过渡体（8）通过连接螺栓（6）压紧联接。当此连接螺栓（6）用黄铜制成时，电压信号由金属薄膜（4）面向电流输入端（1）一侧引出。如果此螺栓（6）用绝缘材料制成时，电压信号由金属薄膜背向电流输入端（1）一侧引出。此时，内锥形过渡体通过一连接铜环（11）与金属薄膜内圆联接。当金属薄膜（4）的厚度为10μm时，本测量器的方波响应上升时间小于0.3ηs。

本实用新型的实施例2中，内同轴体（10）直径为91毫米，外同轴体（9）内径为210毫米。这时的圆环形金属薄膜（4）由六张扇形金属薄膜拼成，平整、均匀地放在圆环形绝缘板（5）上。其外圆（4a）直径略大于外同轴体（9）的内径，并通过螺栓与外锥形过渡体压紧联接。在外同轴体（9）与金属薄膜间压有一圈弹性金属体（12）。金属薄膜的内圆（4b）直径略小于内同轴体（10）的直径，并通过连接螺栓与内锥形过渡体压紧联接。由金属薄膜两侧引出电压信号的结构方式同实施例1。当金属薄膜（4）厚度为20μm时，本测量器连同测量系统的方波响应上升时间小于0.9ηs。

本实用新型在使用时，被测电流信号由同轴系统一头的内锥形过渡体（8）输入（1），通过内同轴体（10）到达金属薄膜（4），在金属薄膜上产生电压降。电流由外同轴体（9）经外锥形过渡体（7）返回。电压信号由同轴系统另一头的内、外锥形过渡体（8）、（7）组成的电压信号输出端（3）输出。

本实用新型具有响应时间快、阻值稳定、热容量大等优点。

可用来准确测量纳秒级波前、上百千安幅值的脉冲强电流。而这种脉冲强电流下正益广泛地用于核爆炸效应模拟，大功率激光等高新技术。此外，本实用新型也可作为校准纳秒级强流脉冲测量器的计量标准器。