Емкостной делитель напряжения

 

ЕМКОСТНоЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ , содержсвдий коаксиально передайщую линию, ..металлическую фольгу, помещенную между проводниками коакси альной линии, пластину ид диэлектрика , помещеннук) между металлической фольгой и внешним проводником коакси альной передакицей линии, металлическ экран, помещенный между металличес;кой фольгой и внутренним проводником коаксиальной передающей линии и элек рически соединенный с внешним проводником коаксиальной передающей линии, отличающийся тем, что, -с целью упрощения регулировки , коэффициента деления делителя и установки его в коаксиальную передающую линию, пластина из диэлектрика выполнена из керамики с высокой диэлектрический проницаемостью и прикреплена к отдельному металлическому основанию, являющемуся частью внешнего проводника коаксиальной линии и соединенному с внешним проводником разборным соединением, причем указанное отдельное металлическое основание снабжено фиксирующими выступами, а разме1ял металлической фольгой превьхиают размеры пластины из диэлектрика, металлический, экран укреплен на подвижной металлической оси, выходящей через отдельное металлическое основание за его пределы и имеющейэлектрический контакт с отдельным; металлическим основанием, между металлической фольгой и отдельным металлическим основанием помещена дополнительная пластина из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью , закрепленная на подвижной I оси, выходящей через отдельное металлическое основание за его пределы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„%SU„„ (д) g 01 Я 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J 4

" . « ««а«е«ее4« (21) 3389544/18-21 (22) 28. 01..82 (46) 30 ° 08.83. Вюл.Ð32 (72 ) A.Ã. Абрамов, Э.И. Асиновский, Л.М. Василяк, В.В. Марковец и И.С.Самойлов (71) Институт высоких температур

AH СССР (53) 621.374(088.8) (56) 1. Месяц Г.A., Насибов A.Ñ.

Кремнев В.В. Формирование наносекундных импульеов высокого напряжения.

М;, "Энергия", 1970, с.78.

2. Воробьев Г.A. Руденко Н.С.

Генератор наносекундных импульсов напряжения 500 кв.-ПТЭ,1965, Р 1, с.109 (прототип)..(54)(57) ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий коаксиально передай щую линию,,металлическую фольгу, помещенную между проводниками коаксиальной линии, пластину иа диэлектрика, помещенную между металлической

: фольгой и внешним проводником коаксиальной передающей линии, металлический экран, помещенный между металличес:кой фольгой и внутренним проводником коаксиальной передающей линии и электрически соединенный с внешним прог водником коакснальной передающей линии, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулировки коэффициента деления делителя и установки его в коаксиальную передающую линию пластина из диэлектрика выполнена из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью и прикреплена к отдельному металлическому основанию, являющемуся частью внешнего проводника коаксиальной линии и соединенному с внешним проводником разборным соединением, причем указанное отдельное металлическое основание снабжено. фиксирующими выступами, а размеры металлической фольги превьыают размеры пластины из g

Ф диэлектрика, металлический экран укреплен на подвижной металлической оси, выходящей через отдельное металликеское основание ва его пределы С и имеющей электрический контакт с отдельным;металлическим основанием, Я между металлической фольгой и отдельные металлическим основанием помещеI на дополнительная пластина из херами-4 ки с высокой диэлектрической проницаемостьй, закрепленная на подвижной, оси, выходящей через отдельное метал ,лическое основание за его пределы.

1033887

Изобретение относится к электрорадиотехнике, в частности к емкост- ным делителям напряжения для.уст ройств измерения напряжения, и может быть использовано в генераторах импульсных напряжений для измерения высоковольтных импульсов наносекундной длительности. ,Известен емкостной делитель напря жения, содержащий два конденсатора, соединенных последовательно, причем один вывод соединен с высоковольтным проводником, а второй с зазем— ленным проводником (1) .

Недостатком данного емкостного делителя является большая индуктивность проводников, соединяющих конденсаторы между собой и с высоковольтным и заземненным проводниками, что приводит к линейным искажениям измеряемых высоковольтных импульсов, наносекундной длительности. Кроме того, поскольку высоковольтные импульсы наносекундной длительности передают по коаксиальным линиям, то подключение известного делителя трудно осуществить, так как при этом искажаются параметры, передающей коаксиальной линии и уменьшается электрическая прочность коаксиальной передающей линии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является емкостной делитель напряжения содержащий коак7 сиальную передающую линию, металлическую фольгу, помещенную Между проводниками коаксиальной линии, пластину из диэлектрика, помещенную между металлической фольгой и внешним проводником коаксиальной передающей линии, металлический экран, помещенный между металлической фольгой и внутренним проводником коаксиальной передающей линией.

Емкостью высоковольтного плеча С является емкость между внутренним (высоковольтным) проводником иоаксиальной линии и Фольгой, а емкостью низковольтного плеча С является емкость, образованная металлической фольгой и внешним проводником коаксиальной передающей линии, причем пространство между обкладками емкости

С заполнено диэлектриком (пластиной из диэлектрика), Поскольку в устройстве соединительные проводники отсутствуют, и поэтому индуктивность мала, то известный емкостной делитель напряже.ния позволяет измерять высоковольтные импульсы напряжения наносекундной .длительности и амплитудой сотни киловольт P) .

Недостатками известного устройства являются сложность регулировки в широких пределах коэффициента деления изготовленного делителя, так как расстояние от металлической фольги до проводников коаксиальной линии остается неизменным, а независимое изменение емкостей С1 или С допустимо на 10-20% и, кроме того, сложно установить новый делитель в передающую коаксиальную линию, так как для передачи без искажений импульса длительностью 1 необходимо выполнять неравенство Z C 4g

10 где — волновое сопротивление йзмерительного кабеля для чего емкость . С должна быть достаточно велика (типичные » =50 или 75 Ом, поэтому при g =50 нс необходимо С »10 Ф)и, 15 следовательно, геометрические размеры фольги делителя будут велики.

Кроме того, для этих устройств су ществует необходимость регулировки коэффициента деления, связанная с тем, что скоростные осциллограммы имеют фиксированную чувствительность, поэтому амплитуда сигнала, снимаемого с делителя, должна быть оптимальной для используемого типа осциллогРафа. В известном емкостном делителе напряжения регулировка коэффициента деления осуществляется за счет экранирования металлической фольги экранирующим металлическим кольцом. При этом,чем большая часть площади металлической фольги закрыта металлическим экранирующим кольцом, тем меньше будет величина емкости С. и тем больше коэффициент деления К» (С„ i С )/С .Однако такая регулировка коэффициента деления технически сложна, поскольку прихо- дится разбирать высоковольтную передающую коаксиальную линию, а затем изменять положения экранирующего

1О кольца, имеющего достаточно большие, размеры. К тому же такая регулировка непригодна, если во время работы устройства амплитуда импульсов изменяется в широких диапазонах, например в 10 раз.

Цель изобретения — упрощение регулировки коэффициента деления емкостного делителя напряжения и установки

его в коаксиальную передающую линию.

Поставленная цель достигается тем,, что в известном емкостном делителе напряжения, содержащем коаксиальную передающую линию, металлическую Фольгу, помещенную между проводниками коаксиальной линии, пластину из диэлектрика помещенную между металлической фольгой и внешним,проводником коаксиальной передающей линии, металлический экран, помещенный между ме60 таллической фольгой и внутренним проводником коаксиальной передающей линии и электрически соединенный с внешним проводником коаксиальной пере.дающей линии, пластина из диэлектрика

65 выполнена из керамики с высокой ди1038887 электрической прон ицаемостью и и рикреплена к отдельному металлическому основанию, являющемуся частью внешнего проводника коаксиальной линии и соединенному с внешним проводником разборным соединением, причем указан- 5 ное отдельное металлическое основание снабжено фиксирующими выступами, а размеры металлической фольги превышают

,размеры пластины .из диэлектрика, металлический экран укреплен на подвижной металлической оси; выходящий через отдельное металлическое основание за его пределы и имеющей.электрический контакт с ним, между металлической фольгой и отдельным металли-15 ческим основанием помещена дополнительная пластина из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, закрепленная на подвижной оси,выходящей через упомянутое металлическее 2О основание за его пределы.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид, на фиг.2 — сечение делителя.

Устройство содержит внутренний проводник 1 коаксиальной передающей 25 линии, внешний проводник 2 коаксиаль,ной линии, металлическую фольгу 3, керамическую пластинку 4 с высокой диэлектрической проницаемостью, ме.таллическое основание 5, снабженное у» фиксирующим выступом б, резьбой для крепления и отверстием для вывода измерительного проводника 7. Для удобства на этом же основании закреплен радиочастотный разъем 8, к которому подсоединен проводник 7.

На этом же основании 5 закреплена, например, на резьбе металлическая ось 9, на которой закреплен металлический экран 10. Металлический экран

10 имеет форму полукруга, и закреплен40 на оси 9 в точке геометрического центра. Металлический экран 10 может иметь и другую форму. На основании 5 также закреплена (например, на резьбе) ось 11 вращения, которая может 45 быть как из металла, так и из диэлект рика. На оси 11 установлена дополнительная пластина из диэлектрика 12, .имеющая форму полукруга, закрепленного в точке геометрического центра .

А4

Оси 9 и 11 вращения снабжены рукоятками 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

При вращении оси 9 металлический экран 10 поворачивается и экранирует часть поверхности металлической фольги 3, в результате чего емкость С< между металлической фольгой 3 и внут» ренним проводником 1 коаксиальной линии изменяется, а емкость С у остается неизменной. Чем больше металлический экран 10 закрывает металлическую Фольгу 3, тем меньше будет величина емкости С. и наоборот. Если же вращать ось 11, то поворачивается. пластина 12, которая плотно входит в зазор между металлической Фольгой

Э и металлическим основанием 5. При этом изменяется емкость низковольтно го плеча С . Чем больше пластина из керамики входит в зазор, тем больше величина емкости С . Емкость

С q при вращении оси 11 остается неизменной. Таким образом, меняя емкости С и С, .можно, не разбирая коаксиальную линию, плавно изменять коэффициент деления делителя. Делитель можно предварительно проградуировать, т.е. снять зависимость коэффициента деления от угла поворота рукояток 13 и 14. Это позволяет использовать делитель и в тех случаях, когда амплитуда исследуемых высоковольтных наносекундных импульсов меняется в широких пределах.

Предлагаемый делитель позволяет легко снимать его и поверять его коэффициент деления на специальной калибровочной установке и таким образом постоянно контролировать рабочие характеристики делителя. Такой контроль очень важен в случае7 когда коаксиальиая линия для повышения уровня передаваемой мощности заполнена жидким диэлектрикомрнапример водой. В этбм случае жйдкий диэлектрик может постепенно изменить диэлектрическую проницаемость диэлектрической пластины и коэффициент деления делителя изменится.

ВНИИПИ Заказ 6224/52

Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4