一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，感應線圈包括超微晶磁芯和繞制在超微晶磁芯上的銅帶，超微晶磁芯和銅帶置于環狀屏蔽外殼內；所述積分電阻采用多個并聯的碳膜電阻，多個并聯的碳膜電阻置于屏蔽外殼內。本發明的納秒脈沖電流羅氏線圈可以實現對納秒脈沖電流的測量，在實際使用中其測試效果比較好，其最高可以測試前沿為幾個納秒的電流脈沖，電流幅值可以測到幾個千安。
【專利說明】-種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，是一種通過改進一般羅氏線圈的 感應線圈，積分電阻從而減小羅氏線圈本身的自激震蕩，改善其相應頻率，從而實現測試納 秒脈沖電流。
【背景技術】
[0002] 隨著脈沖功率技術的發展，高壓脈沖信號的上升沿越來越快，對脈沖測量的要求 也越來越高，脈沖電流的測量一般采用同軸分流器或羅氏線圈。而羅氏線圈具有無源，且和 測試設備無直接電氣接觸的優點得到了廣泛應用。
[0003] 目前微秒級的電流信號測量常用外積分式羅式線圈，由于用于外積分式羅式線圈 必須經過一個RC積分回路，所以其測量的頻率相應受到限制，在納秒級電流信號的測量中 很難應用。自積分羅氏線圈的頻率相應高，是測量微秒亞微秒電流的理想手段。但是采用 一般的自積分羅氏線圈測量納秒脈沖電流會存在一些問題。其主要存在的問題有：
[0004] 1、感應線圈的電感和寄生電容較大，容易產生自激震蕩。
[0005] 2、積分電阻寄生電感，電容較大使測試信號產生失真。
[0006] 3、輸出信號電壓脈沖幅值較高，達到幾千伏。一般衰減器很難用于此類信號的衰 減。
[0007] 基于這些因素，傳統自積分羅氏線圈很難測試納秒脈沖電流，需要對自積分線圈 進行特殊的設計才能用于納秒脈沖電流的測量。
[0008] MARX發生器放電電流具有前沿陡，前沿在幾個納秒，幅值大，電流幅值在幾千安 培。一般的自積分羅氏線圈無法滿足測試要求。
【發明內容】
[0009] 要解決的技術問題
[0010] 為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈， 解決脈沖功率技術中MARX發生器放電產生的納秒級電流的測量問題。
[0011] 技術方案
[0012] 一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，包括感應線圈和積分電阻；其特征在于：所 述感應線圈包括超微晶磁芯和繞制在超微晶磁芯上的銅帶，超微晶磁芯和銅帶置于環狀屏 蔽外殼內；所述積分電阻采用多個并聯的碳膜電阻，多個并聯的碳膜電阻置于屏蔽外殼內， 屏蔽外殼上設有信號輸入和信號輸出端口；所述超微晶磁芯外纏繞絕緣膠帶。
[0013] 所述多個并聯的碳膜電阻為3個以上。
[0014] 所述安置超微晶磁芯和銅帶的環狀屏蔽外殼厚度為2mm。
[0015] 所述銅帶的寬度為8mm，厚度為0· 15mm。
[0016] 所述安置碳膜電阻的屏蔽外殼的厚度為2mm。
[0017] 所述積分電阻的取值范圍為10-100歐姆。
[0018] 所述碳膜電阻采用2瓦的碳膜電阻。
[0019] 有益效果
[0020] 本發明提出的一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，感應線圈包括超微晶磁芯和繞 制在超微晶磁芯上的銅帶，超微晶磁芯和銅帶置于環狀屏蔽外殼內；所述積分電阻采用多 個并聯的碳膜電阻，多個并聯的碳膜電阻置于屏蔽外殼內。
[0021] 本發明與現有的自積分羅氏線圈比較，具有以下特點：
[0022] 1、磁芯采用響應頻率更高的超微晶磁芯，用銅帶代替導線，減小導線自身的寄生 電感和寄生電容。銅帶在磁芯上纏繞6匝。
[0023] 2、積分電阻采用寄生電感較小的多個碳膜電阻并聯，以此減少積分電阻本身的寄 生電感，防止發生自激震蕩。由于在積分電阻端感應的電壓較大，所以采用2W的碳膜電阻。 積分電阻取10-100歐姆。
[0024] 3、由于在積分電阻端感應的電壓較高，衰減器采用耐壓達8千伏的脈沖衰減器， 以此來衰減測試信號的電壓。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1 :納秒脈沖電流羅氏線圈組成圖
[0026] 圖2:感應線圈結構圖
[0027] 圖3 :感應線圈截面圖
[0028] 圖4:積分電阻結構
[0029] 圖5:羅氏線圈電路原理圖
[0030] 1-感應線圈，2-積分電阻，3-脈沖衰減器，4-銅帶，5-屏蔽外殼，6-超微晶磁芯， 7-碳膜電阻，8-電阻的屏蔽外殼，9、10-信號輸入輸出端口。
【具體實施方式】
[0031] 現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述：
[0032] 本發明實施例：納秒脈沖電流羅氏線圈主要由感應線圈1，積分電阻2組成。測試 時，積分電阻2與脈沖衰減器3連接，測試電流A從感應線圈正中心穿過。其組成圖如圖1 所示。
[0033] 其中感應線圈包括三個部分，為超微晶磁芯6,銅帶4和屏蔽外殼5,屏蔽外殼的厚 度為2_。其具體組成如圖2所示。超微晶磁芯外纏繞絕緣膠帶，防止把銅帶短路。銅帶在 磁芯外纏繞6匝，銅帶的寬度為8_，厚度為0. 15_，銅帶之間用絕緣膠帶絕緣。
[0034] 積分電阻包括積分電阻的屏蔽外殼8和多個碳膜電阻7組成，其結構如圖3所示， 屏蔽外殼的厚度為2_。積分電阻的取值范圍為10-100歐姆，其由多個碳膜電阻并聯組成。 主要目的是減少積分電阻的電感，降低測試波形的失真，由于在測試大脈沖電流的時候，在 積分電阻上感應的電壓較高，所以采用2瓦的碳膜電阻，來防止積分電阻的失效。衰減器采 用的是脈沖衰減器，其功率為3瓦，最大峰值電壓為8KV，標稱衰減量為-60dB，輸入阻抗為 50歐姆，輸出阻抗也為50歐姆，帶寬為DC-400MHZ。采用脈沖衰減器的主要原因是感應線 圈感應出高壓脈沖其幅值達到幾個千伏，一般衰減器長時間工作在脈沖高壓的條件下很容 易實效。
[0035] 本實施例測試時，羅氏線圈是通過測量導線上變化的電流產生的磁場在線圈上感 應出的電信號，來確定導線上電流的大小。如圖1所示，當變化的電流流過感應線圈正中心 的時候，就會引起導線周圍的磁場發生變化。變化的磁場就會在感應線圈兩端產生電壓。由 圖4所示的羅氏線圈電路原理。羅氏線圈的線路方程為：
【權利要求】
1. 一種測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，包括感應線圈和積分電阻；其特征在于：所述 感應線圈包括超微晶磁芯和繞制在超微晶磁芯上的銅帶，超微晶磁芯和銅帶置于環狀屏蔽 外殼內；所述積分電阻采用多個并聯的碳膜電阻，多個并聯的碳膜電阻置于屏蔽外殼內，屏 蔽外殼上設有信號輸入和信號輸出端口；所述超微晶磁芯外纏繞絕緣膠帶。
2. 根據權利要求1所述測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，其特征在于：所述多個并聯的 碳膜電阻為3個以上。
3. 根據權利要求1所述測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，其特征在于：所述安置超微晶 磁芯和銅帶的環狀屏蔽外殼厚度為2mm。
4. 根據權利要求1所述測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，其特征在于：所述銅帶的寬度 為8mm，厚度為0? 15mm。
5. 根據權利要求1所述測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，其特征在于：所述安置碳膜電 阻的屏蔽外殼的厚度為2mm。
6. 根據權利要求1所述測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，其特征在于：所述積分電阻的 取值范圍為10-100歐姆。
7. 根據權利要求1或2所述測量納秒脈沖電流的羅氏線圈，其特征在于：所述碳膜電 阻采用2瓦的碳膜電阻。
【文檔編號】H01F17/04GK104459276SQ201410707572
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】解江遠, 何鵬軍, 張帆, 王嘉煜, 王亞杰, 金兆鑫, 蔣丹, 荊曉鵬, 趙程光, 李奇微 申請人:西安電子工程研究所