脉冲功率的诊断

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1、9.1电磁场传感器9.2分流器9.3利用法拉第效应测电流9.4利用电光效应测电场9.5磁场粒子能量分析器9.6真空电压探测器2021/8/3112021/8/312诊断瞬态电磁场的测量，不仅在脉冲功率方面，而且在高压装置的测量方面也很重要电磁场的基本参数是E和B，从它们可以求出脉冲电流和电压传感器的结构和位置，必须不干扰电磁场的测量采用电容耦合和感应耦合能满足要求，类似的光电耦合也能满足要求传统的电阻分压器，由于高压绝缘上的缺陷，它的应用范围受到一定的限制2021/8/3139.1电磁场传感器快速变化的电磁场会在传感器中产生电流和电压。本书假定传感器相

2、对于电磁场变化空间足够小。如果电磁场上升时间为τr，传播速度为c，则d<

3、.1电磁场传感器9.1.1电容耦合传感器如果场的时间变化足够慢，电容耦合传感器可以简化为包括电流源或电压源，以及负载阻抗的等效电路（如右图）这里是一个修正项，在RC>>t时可以忽略。是脉冲过程中达到的最大电场强度。2021/8/3179.1电磁场传感器如果要从局部电场强度得到脉冲电压，必须知道电场E(t)和电压U(t)的关系。例如，外径为ra，内径为ri的同轴传输线，当内部电磁场为纯粹的TEM00波时，有最终得到对于右图的传输线上的电容耦合传感器可以认为是电容分压器，结果一样：CE是传感器与接地极之间的电容，CH是传感器与高压电极间的电容，且这里假定C

4、H<>Lω时（这里ω是脉冲信号傅里叶频谱中最重要的频率），可得：若将测量时间限制在t<

5、布和线圈所处磁场方向已知的情况下，可以较精确的计算出K。因此简单的电流测量用线圈必须在现场进行标定。2021/8/31119.1电磁场传感器2021/8/31129.1电磁场传感器如果电流密度分布不知道或者现场标定有困难，这时就要用Rogowski线圈代替简单的线圈式电流传感器。如右图，Rogowski线圈是一个环绕被测电流的螺旋形线圈。由Ampere定律得到Rogowski线圈电流与螺线管内的磁感应强度的关系为：其中si是线圈绕线间的平均距离，cos（ni，Bi）是第i圈绕线的法线与磁场间的夹角的余弦另一方面，忽略绕线面积Ai内的磁场的空间变化，可以

6、得到Rogowski线圈的输出端的电压为：2021/8/31139.1电磁场传感器假定：（1）螺线管的截面积不变，即Ai=A。（2）螺线管上的绕线密度不变，即si=s。2021/8/31149.1电磁场传感器9.1电磁场传感器高频时很难满足Lω<

7、频特性，但必须注意它的饱和现象。2021/8/31162021/8/31179.1电磁场传感器在实际情况中，为了避免电容耦合带来的干扰，通常把Rogowski线圈放在带有狭缝的导体容器中。2021/8/31189.1电磁场传感器Rogowski线圈的另一个问题是螺线管大圆面积内的磁通量带来的影响。它可以用下图的方法进行补偿，或者将容纳Rogowski线圈的金属容器的大环入口短路，当然容器的内侧必须有狭缝容许磁场进入。在高功率短脉冲的情况下，瞬间的感应电场可能造成狭缝处或线圈表面的闪络击穿。9.1电磁场传感器当脉冲的上升时间小于线圈内的信号传输时间，Ro

8、gowski线圈的等效电路不能用集中参数来描述，而必须采用传输线模型。在这种情况下，线圈不同位