[实用新型]一种采用阻抗匹配连接器的脉冲电流测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲大电流测量装置，特别涉及一种采用阻抗匹配连接器的脉冲电流测量装置。

背景技术

脉冲功率技术是一门新兴学科,随着相关学科的发展,它广泛的应用于国防、科学试验、农业及医学领域中。目前根据被测脉冲电流信号幅值、频率的不同,测量脉冲电流的常用方法有两种,即分流器法和非侵入式脉冲电流测量法。

非侵入式脉冲电流测量法优点是被测电路的状态不受检测电路的影响,检测电路也不受被测电路的影响,被测电路与检测电路之间是电隔离的。目前,非侵入式脉冲电流测量主要采用霍尔电流法、Rogowski线圈法、光学电流法等。但非侵入式脉冲电流测量法测量精度底，并且在电流100A以下时无法准确测量。

分流器法的原理简单，在低频率小幅值电流测量中，表现出极高的精度和较快的响应速度。工业领域中，在不涉及到测量回路与被测电流之间电隔离的场合，分流器法是将电流信号转变为电压信号的首选方案。但分流器应用在大幅值高频率的电流测量中，会产生较大的误差。随着被测电流的增大，分流器的发热急剧增加，为了保证分流器的正常工作，分流器的尺寸、重量和造价也不可避免的急剧增加，一定程度上限制了分流器在大电流工业现场的应用；另一方面，当分流器用于测量快速变化的电流或者脉冲电流时，分流器的电感分量不再可以忽略不计，同时，由于趋肤效应的存在，使得分流器中的电流分布非均匀化，分流器输出端的电压发生时移，测量的精度将大打折扣。

发明内容

为避免以上现有技术的不足，本实用新型提出了一种采用阻抗匹配连接器的脉冲电流测量装置，以解决趋肤效应、温升而导致的脉冲电流测量精度低的问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种采用阻抗匹配连接器的脉冲电流测量装置，该测量装置包括同轴转接盒、阻抗匹配连接器、高速数据采集卡和控制机，所述同轴转接盒将接收的脉冲电流无损传输至阻抗匹配连接器，该连接器将接收的脉冲电路转为脉冲电压传输至高速数据采集卡，高速数据采集卡与控制机连接，由控制机控制进行高速采样。

所述阻抗匹配连接器通过N型-SMA转接线连接到高速数据采集卡。

所述阻抗匹配连接器为同轴开放式结构分流器。

所述高速采集卡为200MS/s的采样速率数据采集卡。

本实用新型的优点在于：

1.阻抗匹配连接器两端采用同轴丁头和N型头、整体采用同轴对称结构减小了趋肤效应和外部磁场干扰；整体开放式结构减小了温度系数影响，使得阻抗匹配连接器阻值稳定；选用瑞士VISHAY公司S系列电阻阻抗匹配连接器频带宽、线性度好。

2.高速数据采集卡采样速度快，最快为200MS/s采样率，通过软件实现对脉冲电压的幅值精确采样后多次测量取均值，测量精度高。

附图说明

图1为本实用新型装置原理结构图。

具体实施方式

图1为一种采用阻抗匹配连接器的脉冲电流测量装置原理结构图。一种采用阻抗匹配连接器的脉冲电流测量装置包括：同轴转接盒1、阻抗匹配连接器2、高速数据采集卡3和控制机4，所述的阻抗匹配连接器通过N型-SMA转接线连接到高速数据采集卡。

同轴转接盒的输入端与被测的脉冲电流源相接；输出端为同轴丁头Male端，与阻抗匹配连接器的Female端机械连接；阻抗匹配连接器的输出端为N型头Female端，与测量引线的Male端N型头连接；测量引线的输出端为SMA端，与高速数据采集卡输入端连接；数据采集卡通过PCI插槽与控制机连接。

脉冲大电流通过同轴转接盒1进入阻抗匹配连接器2，同轴转接盒1对脉冲电流实现无损传输，将不同接口输出的脉冲电流转接到阻抗匹配连接器2。阻抗匹配连接器2通过开放式同轴结构实现脉冲电流转化为脉冲电压。高速数据采集卡3在控制机4的软件操作下高速采样，准确测量脉冲电压幅值。脉冲电流在转接盒1和阻抗匹配连接器2为无损耗准确的传输；脉冲电压在测量引线和高速数据采集卡为无损耗准确传递。阻抗匹配连接器2实现了脉冲电流响应速度快、精确转化为脉冲电压。控制机4和高速数据采集卡3通过测量脉冲信号重复频率，确定上升沿后的采样时间，多次测量取均值，实现对脉冲电压信号的精确测量。

正常状态下测量得到阻抗匹配连接器的不同频率下转换系数，被测脉冲电流经过同轴转接盒、阻抗匹配连接器后在控制机上运行软件读取数据采集卡测量值，根据转换系数计算得到输入脉冲电流幅值。该测量装置能够实现10A～100A电流幅值范围、50Hz～200kHz重复频率范围的脉冲电流的准确测量。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。