CN109901093A - 一种300kv静电放电试验校准装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种300KV静电放电试验校准装置及使用方法，与外部计算机连接，包括静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室、设置在屏蔽暗室内的示波器；所述外部计算机、静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器依次连接，所述屏蔽暗室的相对两面设置有开口窗，其中一面开口窗处安装有校准靶心；所述高压阻容分压器的输出端与屏蔽暗室上安装的校准靶心连接后，再与示波器的输入端连接，所述示波器的输出端通过所述屏蔽暗室的另一面开口窗与所述外部计算机连接。本发明用于各类飞行器300KV静电放电试验，将静电放电的电压提高至300KV，示波器置于屏蔽暗室内以增强抗扰能力，保证波形的准确性，同时通过外部计算机实现示波器的程控，有效提高试验效率。

Description

一种300KV静电放电试验校准装置及使用方法

技术领域

本发明涉及静电放电校准技术领域，具体的说，是一种300KV静电放电试验校准装置及使用方法。

背景技术

当飞机、发射器或武器系统在太空高速飞行时与空气摩擦或因太空的带电粒子累积可能会产生几百KV的静电，在进行装载或者运输过程中可能遇到高电压静电放电，如果这些静电释放到引信的电爆装置的外露引线上或释放到连接操纵器或相关设备和弹药的电路上，可能会出现电爆装置的意外起爆，从而导致一系列的危险情况或者武器瞎火。如果引信中的电子元件承受高电压，则可能发生器参数变化或失效，这对信号处理、定时、接触保险和发火等电性能产生影响。

随着新一代武器装备的研发以及武器装备在未来战争环境中面临的复杂电磁环境，对武器系统的电磁抗扰、电磁防护等特性提出了更高的标准要求。目前，GJB1389A-2005标准已针对飞行器空中加油及垂直起吊状态，提出了300KV静电放电测试需要，并说明符合性应通过试验、分析、检查或其组合来验证。但针对试验本身来说并未提出静电放电试验校准方法，通过对300KV静电放电试验方法的研究，给出了具体的试验校准方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种300KV静电放电试验校准装置及使用方法，可用于各类有人、无人飞行器300KV静电放电试验静电发生器的波形校准。

本发明通过下述技术方案实现：一种300KV静电放电试验校准装置，与外部计算机连接，包括静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室、设置在屏蔽暗室内的示波器；所述外部计算机、静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器依次连接，所述屏蔽暗室的相对两面设置有开口窗，其中一面开口窗处安装有校准靶心；所述高压阻容分压器的输出端与屏蔽暗室上安装的校准靶心连接后，再与示波器的输入端连接，所述示波器的输出端通过所述屏蔽暗室的另一面开口窗与所述外部计算机连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述高压阻容分压器包括分压器底座、分压器绝缘筒、均压球、接线柱、接地柱、信号采样输出端；所述分压器绝缘筒的一端与分压器底座的表面固定安装，所述分压器绝缘筒的另一端与均压球固定安装；所述接线柱设置在均压球远离分压器绝缘筒的一端上，且接线柱长方向的中轴线与分压器绝缘筒长方向的中轴线在一条线上；所述接地柱、信号采样输出端均设置在分压器底座上；所述静电放电发生器控制系统的输出端连接所述高压阻容分压器的接线柱，所述高压阻容分压器的信号采样输出端与屏蔽暗室的校准靶心连接，所述接地柱接地。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述屏蔽暗室的校准靶心一端与高压阻容分压器的信号采样输出端连接，校准靶心的另一端通过50Ω同轴线缆与示波器的输入端连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤F1：将静电放电发生器控制系统与外部计算机通过网络或光纤连接；

步骤F2：将静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器输入端；

步骤F3：高压阻容分压器输出端通过静电放电架将信号传入屏蔽暗室的校准靶心；

步骤F4：屏蔽暗室的校准靶心通过50Ω同轴线缆与示波器相连；

步骤F5：示波器通过USB连接线与外部计算机相连，实现对静电放电发生器控制系统的波形的实时监测。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F1具体是指：所述静电放电发生器控制系统与外部计算机连接后，将静电放电发生器控制系统的电压等级提高至300KV。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F2具体包括以下步骤：

步骤F21：将所述静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器的接线柱；

步骤F22：将所述高压阻容分压器的接地端接入地。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F3具体包括以下步骤：

步骤F31：将所述高压阻容分压器的信号采样输出端连接屏蔽暗室上设置的校准靶心的一端；

步骤F32：将示波器放入屏蔽暗室中，并关闭屏蔽暗室，使其封闭。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F5具体包括以下步骤：

步骤F51：将示波器输出端连接的USB连接线接入外部计算机；

步骤F52：完成连接后，使用外部计算机调制静电放电发生器控制系统，使其产生所需类型、频率、幅值的信号，该信号传输至高压阻容分压器中；

步骤F53：所述高压阻容分压器对300KV电压进行1000：1分压；

步骤F54：使用示波器观察分压后的波形，确定高压阻容分压器的分压比及波形的不失真度在要求范围内；

步骤F55：通过外部计算机选择静电放电发生器控制系统的试验幅值，分别选取幅值为100KV、200KV、300KV进行波形测试，并将得到的波形与系统电磁兼容性要求标准GJB1389A中的波形进行对比；

步骤F56：若波形对比有差异，则通过外部计算机继续对静电放电发生器控制系统进行调制。

工作原理：

将静电放电发生器控制系统与外部计算机通过网络或光纤连接；将静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器输入端；高压阻容分压器输出端通过静电放电架将信号传入屏蔽暗室的校准靶心；屏蔽暗室的校准靶心通过50Ω同轴线缆与示波器相连；示波器通过USB连接线与外部计算机相连，实现对静电放电发生器控制系统的波形的实时监测。

本发明提出了300KV静电放电试验静电发生器的波形校准方法，将静电放电电压等级提高至300KV，将示波器置于屏幕暗室内以增强其抗扰能力，保证波形的准确性，同时通过计算机实现示波器的程控，有效提高试验效率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明用于各类有人、无人机飞行器300KV静电放电试验，将静电放电的电压等级提高至300KV，示波器置于屏蔽暗室内以增强其抗扰能力，保证波形的准确性，同时通过外部计算机实现示波器的程控，有效提高试验效率；外部计算机是总控平台，即控制静电放电发生器控制系统的充放电，又实现示波器数据的实时采集与分析。

附图说明

图1为本发明校准装置模块框图；

图2为本发明高压阻容分压器结构示意图；

图3为本发明屏蔽暗室立面结构示意图；

图4为本发明校准靶心安装示意图；

图5为本发明数据转换接口安装示意图；

图6为本发明校准装置连接关系图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本发明通过下述技术方案实现，如图1-图6所示，一种300KV静电放电试验校准装置，与外部计算机连接，包括静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室、设置在屏蔽暗室内的示波器；所述外部计算机、静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器依次连接，所述屏蔽暗室的相对两面设置有开口窗，其中一面开口窗处安装有校准靶心；所述高压阻容分压器的输出端与屏蔽暗室上安装的校准靶心连接后，再与示波器的输入端连接，所述示波器的输出端通过所述屏蔽暗室的另一面开口窗与所述外部计算机连接。

需要说明的是，通过上述改进，本发明提出的校准装置包括静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室、及设置在屏蔽暗室内的示波器，其中静电放电发生器控制系统通过外部计算机可实现25KV~300KV的电压调节。用于各类有人、无人飞行器300KV静电放电试验静电放电发生器控制系统的波形校准。将示波器置于屏蔽暗室内以增强其抗扰能力，保证波形的准确性，同时通过外部计算机实现示波器的程控，有效提高试验效率。该校准装置搭建完成后，即可开展波形校准试验，试验幅值选取100KV、200KV、300KV，每组电压重复多次测试，以此来判定校准的不确定度，与GB/T 17626.1-1998、GB/T 17626.2-1998标准要求的波形进行比对分析。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述高压阻容分压器包括分压器底座、分压器绝缘筒、均压球、接线柱、接地柱、信号采样输出端；所述分压器绝缘筒的一端与分压器底座的表面固定安装，所述分压器绝缘筒的另一端与均压球固定安装；所述接线柱设置在均压球远离分压器绝缘筒的一端上，且接线柱长方向的中轴线与分压器绝缘筒长方向的中轴线在一条线上；所述接地柱、信号采样输出端均设置在分压器底座上；所述静电放电发生器控制系统的输出端连接所述高压阻容分压器的接线柱，所述高压阻容分压器的信号采样输出端与屏蔽暗室的校准靶心连接，所述接地柱接地。

需要说明的是，通过上述改进，如图2所示，为高压阻容分压器结构示意图，该分压器的分压比为1000：1，为整个校准装置提供电压保护作用。按照如图6所示的连接关系，所述静电放电发生器控制系统的信号源输出端与高压阻容分压器的均压球上设置的接线柱连接，接地柱连接到大地，高压阻容分压器的信号采样输出端连接示波器。

所述高压阻容分压器使用静电放电发生器控制系统产生所需类型、频率、幅值的信号，对信号进行分压，示波器观察分压后的波形，确定高压阻容分压器的分压比及波形不失真度在要求范围之内，方可开展后续的试验。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-6所示，所述屏蔽暗室的校准靶心一端与高压阻容分压器的信号采样输出端连接，校准靶心的另一端通过50Ω同轴线缆与示波器的输入端连接。

需要说明的是，通过上述改进，如图3-5所示，所述屏蔽暗室相对两面有开口窗，一面安装校准靶心，另一面安装屏蔽转接板，所述屏蔽转接板上的开孔实现内部示波器和外部计算机的连接，将示波器放入屏蔽暗室后，关闭屏蔽室门。如图4所示为校准靶心结构示意图，所述高压阻容分压器的信号采样输出端通过校准靶心与设置在屏蔽暗室内的示波器输出端连接，校准靶心与示波器输入端的连接采用50Ω同轴线缆，为减少干扰，该同轴线缆应尽可能短。如图5所示，示波器的输出端连接屏蔽暗室上与校准靶心相对面上的数据线转换接口，所述数据线转换接口和外部计算机之间采用USB连接线来连接，实现在外部计算机上实时监测波形。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-6所示，一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，顺次连接外部计算机、静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室内的示波器，再将示波器的输出端与外部计算机连接，外部计算机对静电放电发生器控制系统的波形进行实时监测。

需要说明的是，通过上述改进，本实施例提出的300KV静电放电试验校准方法可用于各类有人、无人飞行器300KV静电放电发生器控制系统的波形校准，将静电放电电压等级提高至300KV，示波器置于屏蔽暗室内以增强其抗扰能力，保证波形的准确性，同时通过外部计算机实现示波器的程控，有效提高试验效率。如图6所示，完成校准装置的搭建，即可开展被波形校准试验。试验幅值选取100Kv、200Kv、300Kv，每组电压重复多次测试，以此来判定校准的不确定度，与GB/T 17626.1-1998、GB/T 17626.2-1998标准要求的波形进行比对分析。

根据系统电磁兼容性要求标准GJB1389A（对应美军标MIL-STD-464）第5.7节要求，系统应能控制和消除由沉积静电效应、液体流动、空气流动、废气流动、人员活动、运载工具和空间飞行运动，以及其他电荷产生机理引起的静电电荷的积累，避免点燃燃料和危害军械，防止人员的电击危害和防止电子产品的性能降低或损坏。主要测试方法包括人体静电、空中补给，补给含高压静电和电荷沉积静电。其中人体静电是指裸露在飞机引信经过人体接触放电，典型值为25KV；空中补给静电包含裸露引信静电试验和包装引线静电试验，典型值为300KV，是指危机在空中补给过程中最大预计静电放电。直升机和其他垂直起降飞机由于存在发动机的离子辐射和机翼上摩擦带电而载上静电，他们的特性变化范围广泛，其典型危害上限可达到300KV。在该典型值下无法准确的确定静电放电途径，为了能更好的获得放电的途径，应在0~300KV以内进行试验。

本实施例选取100Kv、200Kv、300Kv幅值，采用型号为EDS300的静电放电发生器控制系统来完成100~300KV的静电试验，最高充电电压等级为300KV，内部储能电容1000pF。所述静电放电发生器控制系统的型号不限于EDS300，可根据实际情况选用不同型号。

完成校准装置的搭建后，在试验开始之前需验证高压阻容分压器的性能满足测试要求，试验环境温度：0℃~40℃，湿度≤85%RH。300KV静电放电试验所需电压极高，因此在试验器件务必做好各项安全措施，试验需要开阔场地进行，300KV静电放电发生器控制系统全程由外部计算机控制充放电，每次试验开始之前需保证放电已充分，试验人员要严格遵守操作规程。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-6所示，具体包括以下步骤：

步骤F1：将静电放电发生器控制系统与外部计算机通过网络或光纤连接；

步骤F2：将静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器输入端；

步骤F3：高压阻容分压器输出端通过静电放电架将信号传入屏蔽暗室的校准靶心；

步骤F4：屏蔽暗室的校准靶心通过50Ω同轴线缆与示波器相连；

步骤F5：示波器通过USB连接线与外部计算机相连，实现对静电放电发生器控制系统的波形的实时监测。

所述步骤F1具体是指：所述静电放电发生器控制系统与外部计算机连接后，将静电放电发生器控制系统的电压等级提高至300KV。

所述步骤F2具体包括以下步骤：

步骤F21：将所述静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器的接线柱；

步骤F22：将所述高压阻容分压器的接地端接入地。

所述步骤F3具体包括以下步骤：

步骤F31：将所述高压阻容分压器的信号采样输出端连接屏蔽暗室上设置的校准靶心的一端；

步骤F32：将示波器放入屏蔽暗室中，并关闭屏蔽暗室，使其封闭。

所述步骤F5具体包括以下步骤：

步骤F51：将示波器输出端连接的USB连接线接入外部计算机；

步骤F52：完成连接后，使用外部计算机调制静电放电发生器控制系统，使其产生所需类型、频率、幅值的信号，该信号传输至高压阻容分压器中；

步骤F53：所述高压阻容分压器对300KV电压进行1000：1分压；

步骤F54：使用示波器观察分压后的波形，确定高压阻容分压器的分压比及波形的不失真度在要求范围内；

步骤F55：通过外部计算机选择静电放电发生器控制系统的试验幅值，分别选取幅值为100KV、200KV、300KV进行波形测试，并将得到的波形与系统电磁兼容性要求标准GJB1389A中的波形进行对比；

步骤F56：若波形对比有差异，则通过外部计算机继续对静电放电发生器控制系统进行调制。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种300KV静电放电试验校准装置，与外部计算机连接，其特征在于：包括静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室、设置在屏蔽暗室内的示波器；所述外部计算机、静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器依次连接，所述屏蔽暗室的相对两面设置有开口窗，其中一面开口窗处安装有校准靶心；所述高压阻容分压器的输出端与屏蔽暗室上安装的校准靶心连接后，再与示波器的输入端连接，所述示波器的输出端通过所述屏蔽暗室的另一面开口窗与所述外部计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种300KV静电放电试验校准装置，其特征在于：所述高压阻容分压器包括分压器底座、分压器绝缘筒、均压球、接线柱、接地柱、信号采样输出端；所述分压器绝缘筒的一端与分压器底座的表面固定安装，所述分压器绝缘筒的另一端与均压球固定安装；所述接线柱设置在均压球远离分压器绝缘筒的一端上，且接线柱长方向的中轴线与分压器绝缘筒长方向的中轴线在一条线上；所述接地柱、信号采样输出端均设置在分压器底座上；

所述静电放电发生器控制系统的输出端连接所述高压阻容分压器的接线柱，所述高压阻容分压器的信号采样输出端与屏蔽暗室的校准靶心连接，所述接地柱接地。

3.根据权利要求2所述的一种300KV静电放电试验校准装置，其特征在于：所述屏蔽暗室的校准靶心一端与高压阻容分压器的信号采样输出端连接，校准靶心的另一端通过50Ω同轴线缆与示波器的输入端连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，其特征在于：顺次连接外部计算机、静电放电发生器控制系统、高压阻容分压器、屏蔽暗室内的示波器，再将示波器的输出端与外部计算机连接，外部计算机对静电放电发生器控制系统的波形进行实时监测。

5.根据权利要求4所述的一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤F1：将静电放电发生器控制系统与外部计算机通过网络或光纤连接；

步骤F2：将静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器输入端；

步骤F3：高压阻容分压器输出端通过静电放电架将信号传入屏蔽暗室的校准靶心；

步骤F4：屏蔽暗室的校准靶心通过50Ω同轴线缆与示波器相连；

步骤F5：示波器通过USB连接线与外部计算机相连，实现对静电放电发生器控制系统的波形的实时监测。

6.根据权利要求5所述的一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，其特征在于：所述步骤F1具体是指：所述静电放电发生器控制系统与外部计算机连接后，将静电放电发生器控制系统的电压等级提高至300KV。

7.根据权利要求6所述的一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，其特征在于：所述步骤F2具体包括以下步骤：

步骤F21：将所述静电放电发生器控制系统的输出端连接高压阻容分压器的接线柱；

步骤F22：将所述高压阻容分压器的接地端接入地。

8.根据权利要求7所述的一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，其特征在于：所述步骤F3具体包括以下步骤：

步骤F31：将所述高压阻容分压器的信号采样输出端连接屏蔽暗室上设置的校准靶心的一端；

步骤F32：将示波器放入屏蔽暗室中，并关闭屏蔽暗室，使其封闭。

9.根据权利要求8所述的一种300KV静电放电试验校准装置的使用方法，其特征在于：所述步骤F5具体包括以下步骤：

步骤F51：将示波器输出端连接的USB连接线接入外部计算机；

步骤F52：完成连接后，使用外部计算机调制静电放电发生器控制系统，使其产生所需类型、频率、幅值的信号，该信号传输至高压阻容分压器中；

步骤F53：所述高压阻容分压器对300KV电压进行1000：1分压；

步骤F54：使用示波器观察分压后的波形，确定高压阻容分压器的分压比及波形的不失真度在要求范围内；

步骤F55：通过外部计算机选择静电放电发生器控制系统的试验幅值，分别选取幅值为100KV、200KV、300KV进行波形测试，并将得到的波形与系统电磁兼容性要求标准GJB1389A中的波形进行对比；

步骤F56：若波形对比有差异，则通过外部计算机继续对静电放电发生器控制系统进行调制。