CN107765204A - 一种电流探头校准夹具 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电流探头校准夹具，包括N型接头、侧面板、顶面板、中心导体和匹配段导体；所述匹配段导体包括匹配段外导体和匹配段内导体，所述匹配段外导体固定在所述侧面板外侧中央，所述匹配段内导体位于所述匹配段外导体内部中心；所述中心导体位于夹具中心，与所述匹配段内导体可拆卸同轴连接；所述顶面板垂直可拆卸连接在侧面板内侧边缘，与侧面板共同构成夹具框架；N型接头固定连接在所述匹配段外导体上，用于接收标准电流信号；所述校准夹具为对称结构，两侧采用相同结构。本发明解决了传统夹具结构无法满足环形闭合电流探头校准需求，适用于不同尺寸的探头，具有良好的通用性，提高电流探头校准工作的效率。

Description

一种电流探头校准夹具
技术领域
本申请涉及电流探头的校准技术领域，特别是涉及一种电流探头校准夹具。
背景技术
在电磁兼容瞬态干扰信号测量过程中，电流探头作为常用传感器设备，用于测量电路中的瞬态干扰信号，最终的监测电流值需要在测量电压值的基础上补偿电流探头的转换系数(转移阻抗)。目前，电流探头的转换系数是频域上的结果，而监测到的波形是时域上的结果，如果测量波形不是标准的正弦波信号，两者的测量结果就不能采用简单相加的手段去修正。所以需要对电流探头进行时域校准。
电流探头的时域校准是指在时间域内计量电流探头对电流信号的测量能力。一个时域信号包含非常丰富的频谱分量，可以用幅度、上升时间、下降时间和宽度等特征参数表证，校准夹具的工作带宽等性能直接影响时域校准结果的准确性，而目前频域校准时使用的校准夹具不能满足电流探头时域校准的需求。
同时，电流探头有钳形结构和环形结构，钳形结构由两个半环构成，在使用时可以张开以夹住导线，而环形结构是闭合的，参考美国pearson电流探头411，无法主动夹住导线，必须使导线穿过电流探头才能完成电流信号的测量。目前电流探头校准使用的校准夹具都是针对钳形结构的，还没有针对闭合环形结构电流探头的校准夹具。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种电流探头校准夹具，解决现有校准夹具无法满足环形闭合电流探头时域校准的问题。
本申请实施例提供一种电流探头校准夹具，其特征在于，包括N型接头、侧面板、顶面板、中心导体和匹配段导体；所述匹配段导体包括匹配段外导体和匹配段内导体，所述匹配段外导体固定在所述侧面板外侧中央，所述匹配段内导体位于所述匹配段外导体内部中心，与所述匹配段外导体共同构成同轴传输线；所述中心导体位于夹具中心，与所述匹配段内导体可拆卸同轴连接，并与所述顶面板构成传输线；所述顶面板垂直可拆卸连接在侧面板内侧边缘，与侧面板共同构成夹具框架；N型接头固定连接在所述匹配段外导体上，用于接收标准电流信号；所述校准夹具为对称结构，两侧采用相同结构。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：在DC-500MHz频段范围内，电压驻波比小于2，解决了电流探头时域校准过程中标准信号传输的问题，提高了时域校准结果的可靠性；有效的解决了传统夹具结构无法满足环形闭合电流探头校准需求；所述夹具也可以用于电流探头频域校准，同时降低频域校准结果的不确定度；具有良好的通用性，可以适用于不同尺寸的探头；可以提高电流探头校准工作的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种电流探头校准夹具侧剖视图；
图2为本申请实施例提供的第二种电流探头校准夹具左剖视图；
图3为本申请实施例提供的第三种电流探头校准夹具主视图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种电流探头校准夹具侧剖视图。包括N型接头1、侧面板2、顶面板3、7，中心导体4、8和匹配段导体；所述匹配段导体包括匹配段外导体5和匹配段内导体6，所述匹配段外导体5固定在所述侧面板2外侧中央，所述匹配段内导体6位于所述匹配段外导体5内部中心，与所述匹配段外导体5共同构成同轴传输线；所述中心导体4位于夹具中心，与所述匹配段内导体6可拆卸同轴连接，并与所述顶面板3构成传输线；所述顶面板3垂直可拆卸连接在侧面板2内侧边缘，与侧面板2共同构成夹具框架；N型接头1固定连接在所述匹配段外导体5上，用于接收标准电流信号。所述校准夹具为对称结构，两端采用相同结构。
需要说明的是，顶面板7和顶面板3为相互对称的相同结构；中心导体4和中心导体8为相互对称的相同结构，对称的两部分采用插销式连接。
优选地，所述匹配段内导体是锥形匹配导体。所述锥形匹配导体能够将校准夹具的阻抗特性变得更加平缓，工作带宽满足500MHz范围内S11小于-10dB。
优选地，所述匹配外导体8与侧面板2采用螺钉11固定连接，所述螺钉11为普通螺钉，将二者固定在一起。
需要说明的是，所述N型接头1与匹配段外导体5及匹配段内导体6连接成为一个整体，匹配段内导体6与夹具中心导体4连接，匹配段外导体5与夹具的侧面板2连接，从而形成一个信号通路，传输电流信号。
所述匹配段外导体5和匹配段内导体6构成的内外导体非等斜率同轴传输线，一端连接50欧姆N型接头，另一端连接由夹具顶面板3与中心导体4构成的传输线。传输线的阻抗非50欧姆，本发明实现50欧姆N型接头1，与夹具顶面板3和中心导体4构成的传输线的阻抗匹配，从而扩大工作带宽，满足电流探头时域校准的需求。
本发明在电流探头时域校准中提供标准电流信号，还提供一种可以使标准电流信号穿过电流探头中心的传输线装置；可以用于电流探头时域校准，也可以用于频域校准，降低频域校准结果的不确定度。
本实施例提供的电流探头校准夹具，在DC-500MHz频段范围内，电压驻波比小于2，解决了电流探头时域校准过程中标准信号传输的问题，提高了时域校准结果的可靠性；有效的解决了传统夹具结构无法满足环形闭合电流探头校准需求；所述夹具也可以用于电流探头频域校准，同时降低频域校准结果的不确定度；具有良好的通用性，可以适用于不同尺寸的探头；可以提高电流探头校准工作的效率。
图2为本申请实施例提供的第二种电流探头校准夹具左剖视图。本实施例除包括图1所示的部件外，还包括接头支撑架，所述接头支撑架安装在所述N型接头1与所述匹配段外导体5、所述匹配段内导体6之间。
N型接头1及匹配段外导体5、匹配段内导体6连接，在N型接头1与匹配段外导体5、匹配段内导体6之间加载接头支撑架9，其作用是对内导体6起到支撑作用，保证内外导体的同心性。
优选地，匹配段内导体6与中心导体4之间采用弹簧式插拔式结构，其目的是在打开侧面板的时候，匹配段内导体6与中心导体4可以同时快速方便的被打开，从而当夹具一侧拆开时，可以将环形闭合式电流探头放入，套在中心导体上，使夹具提供的标准信号穿过待测电流探头，满足电流探头时域校准方法的要求。同时内导体有良好的支撑，不会发生形变，可以延长校准夹具的使用寿命。
进一步的，本校准夹具为对称结构，校准夹具的两端采用同样的结构。
本实施例提供的电流探头校准夹具，解决了电流探头时域校准过程中标准信号传输的问题，提高了时域校准结果的可靠性；有效的解决了传统夹具结构无法满足环形闭合电流探头校准需求；具有良好的通用性，可以适用于不同尺寸的探头；可以提高电流探头校准工作的效率。
图3为本申请实施例提供的第三种电流探头校准夹具主视图。本实施例包括图2所示的部件外，还包括螺钉10，螺钉11、12，平垫13，弹垫14。
N型接头1和匹配段外导体5通过螺钉11、12、平垫13和弹垫14连接在一起，其作用是固定接头与匹配段。
匹配段外导体5与校准夹具侧面板2通过螺钉11连接在一起。其作用是将匹配段与侧面板2固定在一起。
侧面板2通过螺钉10或同类螺钉与校准夹具的顶面板3连接，螺钉10为插拔式螺钉连接，插排式螺钉可快速拆离，目的是为了方便打开侧面板3。
本实施例提供的电流探头校准夹具一端设计成可拆装式结构，匹配段内导体与夹具的中心导体通过弹簧插拔结构连接，当侧面板与顶面板断开连接时，匹配段内导体与中心导体可以同时打开；有效的解决了传统夹具结构无法满足环形闭合电流探头校准需求；具有良好的通用性，可以适用于不同尺寸的探头；可以提高电流探头校准工作的效率。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种电流探头校准夹具，其特征在于，包括N型接头、侧面板、顶面板、中心导体和匹配段导体；
所述匹配段导体包括匹配段外导体和匹配段内导体，所述匹配段外导体固定在所述侧面板外侧中央，所述匹配段内导体位于所述匹配段外导体内部中心，与所述匹配段外导体共同构成同轴传输线；
所述中心导体位于夹具中心，与所述匹配段内导体可拆卸同轴连接，并与所述顶面板构成传输线；
所述顶面板垂直可拆卸连接在侧面板内侧边缘，与侧面板共同构成夹具框架；
N型接头固定连接在所述匹配段外导体上，用于接收标准电流信号；
所述校准夹具为对称结构，两侧采用相同结构。
2.如权利要求1所述电流探头校准夹具，其特征在于，还包括接头支撑架，所述接头支撑架安装在所述N型接头与所述匹配段内导体、所述匹配段外导体之间。
3.如权利要求2所述电流探头校准夹具，其特征在于，所述匹配段内导体与所述中心导体采用弹簧式插拔结构。
4.如权利要求3所述电流探头校准夹具，其特征在于，所述侧面板与顶面板采用插拔式螺钉连接。
5.如权利要求4所述电流探头校准夹具，其特征在于，所述匹配段内导体是锥形匹配导体。
6.如权利要求5所述电流探头校准夹具，其特征在于，所述N型接头与所述匹配段外导体采用螺钉、平垫和弹垫固定连接。
7.如权利要求6所述电流探头校准夹具，其特征在于，所述匹配段外导体与所述侧面板采用螺钉固定连接。
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