一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，包括：丁頭、N型頭、第一支撐板、第二支撐板、第三支撐板和骨架；所述骨架依次穿過第一支撐板、第二支撐板和第三支撐板，第二支撐板與第三支撐板之間的骨架上設(shè)有電阻，所述電阻原的一端與骨架的外側(cè)板面導(dǎo)通連接，所述電阻的另一端與骨架的內(nèi)側(cè)板面導(dǎo)通連接；所述丁頭固裝在第一支撐板的正板面上，所述N型頭固裝在第三支撐板的背板面上。本實用新型解決了10A～100A、50Hz～200kHz下阻抗匹配連接器模值隨頻率變化和溫度變化影響電流測量準(zhǔn)確度的問題，同時減小上升時間。
【專利說明】—種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖大電流測量主要有Rogowski線圈和阻抗匹配連接器兩種方法。Rogowski線圈是通過電磁感應(yīng)來間接測量脈沖大電流，雖然它有較好的方波響應(yīng)時間，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對取樣電阻有較高的要求，且準(zhǔn)確度不高。阻抗匹配連接器采用把脈沖電流通過阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓信號測量脈沖大電流，雖然原理比較簡單，但要測量上升時間幾個ns的脈沖電流，必須考慮分布電容、電感、趨膚效應(yīng)和阻抗匹配等因素。
[0003]阻抗匹配連接器測量脈沖大電流的限制主要表現(xiàn)在三個方面。首先，測量脈沖大電流時，阻抗匹配連接器的交流參數(shù)使其成為一個交流阻抗，阻抗的模值隨著頻率變化，阻抗匹配連接器的測量端的電壓也會隨頻率變化，使得脈沖大電流測量準(zhǔn)確度大大降低。在音頻范圍內(nèi)，電阻值小于10歐姆的電阻容易呈感性，電阻值大于10歐姆的電阻容易呈容性。在測量大電流時，電阻值都很小，阻抗匹配連接器的電感參數(shù)影響大；在測量小電流時，電阻值較大，阻抗匹配連接器的電容參數(shù)影響較大，測量電壓的電壓表的輸入電容的影響會進一步加重這種影響。其次，脈沖電流在阻抗匹配連接器電阻上消耗的功率轉(zhuǎn)換成加熱能量，使阻抗匹配連接器發(fā)熱，電阻值隨溫度發(fā)生變化，從而影響測量電流的準(zhǔn)確度。最后，脈沖電流通過阻抗匹配連接器后，分流器的阻抗模值可能變化不大，但是由于上升時間影響，脈沖電壓信號與輸入的脈沖電流產(chǎn)生附加相移。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器。該開放式阻抗匹配連接器解決了 IOA?100A、50Hz?200kHz下阻抗匹配連接器模值隨頻率變化和溫度變化影響電流測量準(zhǔn)確度的問題，同時減小上升時間。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，所述連接器包括:丁頭、N型頭、第一支撐板、第二支撐板、第三支撐板和骨架；
[0006]所述第一支撐板的正板面和背板面均為導(dǎo)通面；所述第二支撐板的正板面為導(dǎo)通面，所述第二支撐板的背板面為絕緣面；所述第三支撐板的正板面為絕緣面，所述第三支撐板的背板面為導(dǎo)通面；所述骨架的外側(cè)板面和內(nèi)側(cè)板面均為導(dǎo)通面；
[0007]所述骨架依次穿過第一支撐板、第二支撐板和第三支撐板，所述骨架的外側(cè)板面分別與第一支撐板的正板面和第三支撐板的背板面固定導(dǎo)通連接；
[0008]所述骨架的內(nèi)側(cè)板面分別與第一支撐板的背板面和第二支撐板的正板面固定導(dǎo)通連接；
[0009]第二支撐板與第三支撐板之間的骨架上設(shè)有電阻，所述電阻的一端與骨架的外側(cè)板面導(dǎo)通連接，所述電阻的另一端與骨架的內(nèi)側(cè)板面導(dǎo)通連接；[0010]所述丁頭固裝在第一支撐板的正板面上，該丁頭的正端與所述第一支撐板的背板面固定導(dǎo)通連接，丁頭的負端與所述第一支撐板的正板面固定導(dǎo)通連接；
[0011]所述N型頭固裝在第三支撐板的背板面上，該N型頭的正端與所述第二支撐板的正板面固定導(dǎo)通連接，N型頭的負端與所述第三支撐板的背板面固定導(dǎo)通連接。
[0012]進一步的，所述骨架的數(shù)量為36個，36個骨架沿第一支撐板周向呈等分設(shè)置。
[0013]進一步的，所述電阻的數(shù)量為8個。
[0014]進一步的，所述的固定導(dǎo)通連接為穿孔電路焊錫連接。
[0015]進一步的，所述第一支撐板的正板面、第一支撐板的背板面、第二支撐板的正板面、第三支撐板的背板面、骨架的外側(cè)板面和骨架的內(nèi)側(cè)板面均為鍍銅面。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有如下積極有益的效果:
[0017]1、本實用新型解決了 IOA?100A、50Hz?200kHz下阻抗匹配連接器模值隨頻率變化和溫度變化影響電流測量準(zhǔn)確度的問題，同時減小上升時間(即電流通過阻抗匹配連接器轉(zhuǎn)化為電壓時的反應(yīng)時間)。
[0018]2、采用開放式同軸對稱結(jié)構(gòu)可以減小外部磁場影響，同時對稱同軸方式減小了高頻線路的電容和電感影響，采用薄銅板作為連接導(dǎo)線，減小了趨膚效應(yīng)。
[0019]3、阻抗匹配連接器選用功率大、頻帶寬、穩(wěn)定性好的電阻，該電阻的精密性保證了性能穩(wěn)定。
[0020]4、采用開放式物理結(jié)構(gòu)可以最大限度的實現(xiàn)空氣對流，使阻抗匹配連接器溫度系數(shù)最小，從而保證了阻抗匹配連接器在很寬的電流范圍內(nèi)穩(wěn)定電阻特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0022]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0023]圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0024]圖4為本實用新型的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0025]圖5為本實用新型中第一支撐板、第二支撐板、第三支撐板和骨架之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0027]如圖1至5所示，一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，所述連接器包括:丁頭1、N型頭2、第一支撐板3、第二支撐板4、第三支撐板5和骨架6 ;所述骨架6的數(shù)量為36個，36個骨架6沿第一支撐板3周向呈等分設(shè)置。
[0028]所述第一支撐板3的正板面31和背板面32均為鍍銅面；所述第二支撐板4的正板面41為鍍銅面，所述第二支撐板4的背板面42為絕緣面；所述第三支撐板5的正板面51為絕緣面，所述第三支撐板5的背板面52為鍍銅面；所述骨架6的外側(cè)板面61和內(nèi)側(cè)板面62均為鍍銅面；
[0029]所述骨架6依次穿過第一支撐板3、第二支撐板4和第三支撐板5，所述骨架6的外側(cè)板面61分別與第一支撐板3的正板面31和第三支撐板5的背板面52穿孔電路焊錫連接；
[0030]所述骨架6的內(nèi)側(cè)板面62分別與第一支撐板3的背板面32和第二支撐板4的正板面41穿孔電路焊錫連接；
[0031]36個骨架6中的每個骨架6上均設(shè)有8個電阻7，所述電阻7的位置設(shè)置在第二支撐板4與第三支撐板5之間的骨架6上，電阻7的一端與骨架6的外側(cè)板面61導(dǎo)通連接，所述電阻7的另一端與骨架6的內(nèi)側(cè)板面62導(dǎo)通連接。
[0032]所述丁頭I固裝在第一支撐板3的正板面31上，該丁頭I的正端與所述第一支撐板3的背板面32穿孔電路焊錫連接，丁頭I的負端與所述第一支撐板3的正板面31穿孔電路焊錫連接；
[0033]所述N型頭2固裝在第三支撐板5的背板面52上，該N型頭2的正端與所述第二支撐板4的正板面41穿孔電路焊錫連接，N型頭2的負端與所述第三支撐板5的背板面52穿孔電路焊錫連接。
[0034]以下對本實用新型各個組件分別介紹:
[0035]丁頭 1:
[0036]丁頭I型號為L29-J7，一端為同軸Female接頭，外徑為270mm，外部有螺紋；另一端為32mmX32mm的不銹鋼板，四角各有I個Φ4ι?πι螺絲孔,丁頭I的正端為Φ4ι?πι紫銅柱，留有16mm長與第一支撐板3的背板面32焊錫連接，丁頭I的負端與第一支撐板3的正板面31穿孔電路焊錫連接。此丁頭I能屏蔽外部電磁干擾，100A脈沖電流通過不會引起影響結(jié)果的溫度升高，可以將脈沖電流信號傳到電路。
[0037]第一支撐板3:
[0038]第一支撐板3的正板面31和背板面32均為鍍銅面，內(nèi)部為FR4塑料；第一支撐板3為200mmX 200mmX 30mm電路板，板體厚度為0.5mm。
[0039]骨架6:
[0040]骨架6的外側(cè)板面61和內(nèi)側(cè)板面62均為鍍銅面，內(nèi)部為FR4塑料；骨架6為280mm X 28mm X 2mm 電路板，厚度為 0.5mm。
[0041]第二支撐板4:
[0042]所述第二支撐板4的正板面41為鍍銅面，所述第二支撐板4的背板面42為絕緣面，內(nèi)部為FR4塑料；第二支撐板4為200mmX 200mmX 30mm電路板，厚度為0.5mm。
[0043]電阻7:
[0044]電阻7采用瑞士 Vishay公司的S系列電阻，阻值為2.88 Ω。此電阻頻帶范圍達到IMHz以上，單只電阻在70°C下最大功率為0.5W。
[0045]第三支撐板5:
[0046]所述第三支撐板5的正板面51為絕緣面，所述第三支撐板5的背板面52為鍍銅面，內(nèi)部為FR4塑料；第三支撐板5為200mmX200mmX30mm電路板，厚度為0.5mm。
[0047]N 型頭 2:
[0048]N型頭2—端為同軸Female接頭，外徑為160mm,外部有螺紋；另一端18mmX18mm的不銹鋼板，四角各有I個Φ2.5mm螺絲孔,N型頭2的正端為Φ Imm紫銅柱,留有30mm長與第二支撐板4的正板面41焊錫連接，N型頭2的負端與第三支撐板5的背板面52穿孔電路焊錫連接。N型頭2屏蔽性能好，200kHz的脈沖信號能夠無損傳輸。[0049]本實用新型的工作原理為:
[0050]脈沖大電流正向電流由丁頭I的正端連接到第一支撐板3的背板面32，第一支撐板3的背板面32同時與36個骨架6的內(nèi)側(cè)板面62相連，每個骨架6的外側(cè)板面61和內(nèi)側(cè)板面62之間設(shè)置有8個電阻7，骨架6的外側(cè)板面61與第一支撐板3的正板面31相連，第一支撐板3的正板面31與丁頭I的負端向相連，這樣電流就形成了一個回路。
[0051]電路等同于288個電阻并聯(lián)，因電阻參數(shù)相同，每只電阻的電流、功率應(yīng)相同。每只電阻流過電流0.347A，消耗功率為0.347W，小于額定功率。
[0052]同時骨架6的內(nèi)側(cè)板面62與第二支撐板4的正板面41連接，骨架6的外側(cè)板面61與第三支撐板5的背板面52連接；第二支撐板4的正板面41與N型頭2的正端連接，第三支撐板5的背板面52與N型頭2的負端相連。這樣N型頭2的正端、負端就是電流經(jīng)過電阻產(chǎn)生的脈沖電壓。在常溫狀態(tài)下測量得到阻抗匹配連接器的不同頻率的電阻值，即可使用阻抗匹配連接器測量脈沖電流電流幅值。
[0053]開放式阻抗匹配連接器由于脈沖電流都是在鍍銅板面間正反相向流動，同軸結(jié)構(gòu)有效的減小了趨膚效應(yīng)，開放式結(jié)構(gòu)降低了溫度影響因素，開放式阻抗匹配連接器能夠測量IOA?100A電流幅值范圍、50Hz?200kHz重復(fù)頻率范圍的脈沖電流的準(zhǔn)確測量。
[0054]本文中所采用的描述方位的詞語“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。
[0055]綜上所述，本實用新型所述的實施方式僅提供一種最佳的實施方式，本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而熟悉本項技術(shù)的人士仍可能基于本實用新型所揭示的內(nèi)容而作各種不背離本發(fā)明創(chuàng)作精神的替換及修飾；因此，本實用新型的保護范圍不限于實施例所揭示的技術(shù)內(nèi)容，故凡依本實用新型的形狀、構(gòu)造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，其特征在于: 所述連接器包括:丁頭(I)、N型頭(2)、第一支撐板(3)、第二支撐板(4)、第三支撐板(5)和骨架(6)； 所述第一支撐板(3)的正板面(31)和背板面(32)均為導(dǎo)通面； 所述第二支撐板(4)的正板面(41)為導(dǎo)通面，所述第二支撐板(4)的背板面(42)為絕緣面； 所述第三支撐板(5 )的正板面(51)為絕緣面，所述第三支撐板(5 )的背板面(52 )為導(dǎo)通面； 所述骨架(6)的外側(cè)板面(61)和內(nèi)側(cè)板面(62)均為導(dǎo)通面； 所述骨架(6)依次穿過第一支撐板(3)、第二支撐板(4)和第三支撐板(5)，所述骨架(6)的外側(cè)板面(61)分別與第一支撐板(3)的正板面(31)和第三支撐板(5)的背板面(52)固定導(dǎo)通連接； 所述骨架(6)的內(nèi)側(cè)板面(62)分別與第一支撐板(3)的背板面(32)和第二支撐板(4)的正板面(41)固定導(dǎo)通連接； 第二支撐板(4)與第三支撐板(5)之間的骨架(6)上設(shè)有電阻(7)，所述電阻(7)的一端與骨架(6)的外側(cè)板面(61)導(dǎo)通連接，所述電阻(7)的另一端與骨架(6)的內(nèi)側(cè)板面(62)導(dǎo)通連接；所述丁頭(I)固裝在第一支撐板(3)的正板面(31)上，該丁頭(I)的正端與所述第一支撐板(3)的背板面(32)固定導(dǎo)通連接，丁頭(I)的負端與所述第一支撐板(3)的正板面(31)固定導(dǎo)通連接； 所述N型頭(2)固裝在第三支撐板(5)的背板面(52)上，該N型頭(2)的正端與所述第二支撐板(4)的正板面(41)固定導(dǎo)通連接，N型頭(2)的負端與所述第三支撐板(5)的背板面(52)固定導(dǎo)通連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，其特征在于:所述骨架(6)的數(shù)量為36個，36個骨架(6)沿第一支撐板(3)周向呈等分設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，其特征在于:所述電阻(7)的數(shù)量為8個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，其特征在于:所述的固定導(dǎo)通連接為穿孔電路焊錫連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于脈沖大電流測量的開放式阻抗匹配連接器，其特征在于:所述第一支撐板(3)的正板面(31)、第一支撐板(3)的背板面(32)、第二支撐板(4)的正板面(41)、第三支撐板(5 )的背板面(52 )、骨架(6 )的外側(cè)板面(61)和骨架(6 )的內(nèi)側(cè)板面(62)均為鍍銅面。
【文檔編號】G01R19/00GK203479880SQ201320602733
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】張建永, 岳偉, 賈云濤 申請人:北京無線電計量測試研究所