CN117452079A - 高压测量探头和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压测量探头和制备方法，该方法包括：采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜；将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒；安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒；基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将碳芯电阻置于电缆连接座内；采用同轴电缆与电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接，获得高压测量探头。能够解决宽脉冲测量困难的问题，同时采用聚酰亚胺金属绝缘膜作为低压臂能有效减小低压臂引入电感，解决了杂散参数对探头响应时间的影响及测量波形、电场分布畸变的问题。
Description
技术领域
本发明涉及纳秒高压脉冲测量技术领域，特别是涉及一种高压测量探头和制备方法。
背景技术
在脉冲功率技术领域中，高压脉冲电压的测量是一个关键问题。对电压测量的常用手段包括电阻分压器、电容分压器以及阻容分压器。由于电容分压器具有响应快、负载效应小、脉宽较宽等优点，一般采用电容分压器进行高压脉冲信号的测量。
电容分压器分立式电容分压器的接线易引入杂散电感，因此采用耦合式电容分压器可减小杂散电感对测量结果影响，而耦合式电容分压器的低压臂电容很难实现较大，会导致其测量脉冲信号的脉宽受到限制。
发明内容
基于此，有必要针对测量脉冲信号的脉宽受到限制问题，提供一种能够测量高压脉冲信号的高压测量探头和制备方法。
第一方面，提供一种高压测量探头的制备方法，该方法包括：
采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜；
将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒；
安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒；
基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将碳芯电阻置于电缆连接座内；
采用同轴电缆与电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接，获得高压测量探头。
在其中一个实施例中，将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒之前还包括：
基于待测脉冲信号的峰值和脉宽确定目标材料绝缘膜面积。
在其中一个实施例中，采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜包括：
将第一铜箔、第二铜箔与目标材料膜叠加，制成目标材料绝缘膜；其中，目标材料膜各边的长度相较于第一铜箔和第二铜箔的长度多出目标数值。
在其中一个实施例中，制成目标材料绝缘膜之前还包括：
在第一铜箔上腐蚀出目标半径的圆孔。
在其中一个实施例中，安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒包括：
在同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，电缆连接座的芯线与碳芯电阻连接。
在其中一个实施例中，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接之后还包括：
匹配头包括第一端和第二端，第一端与同轴电缆连接，第二端与示波器连接。
第二方面，提供一种高压测量探头，该高压测量探头包括：
碳芯电阻，用于增加待测脉冲信号的脉宽；
目标材料绝缘膜，用作电容分压器的低压臂电容；
电缆连接座，用于连接碳芯电阻和目标材料绝缘膜；
匹配头，用作测量探头；
同轴金属筒，用于安置目标材料绝缘膜和电缆连接座。
在其中一个实施例中，高压测量探头还包括示波器，示波器与匹配头连接。
在其中一个实施例中，高压测量探头还包括同轴电缆，用于连接电缆连接座和匹配头。
在其中一个实施例中，目标材料绝缘膜面积的影响因素包括待测脉冲信号的峰值和脉宽。
上述高压测量探头和制备方法，通过采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜；将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒；安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒；基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将碳芯电阻置于电缆连接座内；采用同轴电缆与电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接，获得高压测量探头。该方法利用碳芯电阻高功率、寄生电感小，响应快的特点，将其串接于电容分压器的低压臂输出端，采用该方法测量同轴结构电气设备和装置上高压电极的高压脉冲信号，脉冲电压测量峰值可达几百kV量级。高压测量探头包括碳芯电阻，用于增加待测脉冲信号的脉宽；目标材料绝缘膜，用作电容分压器的低压臂电容；电缆连接座，用于连接碳芯电阻和目标材料绝缘膜；匹配头，用作测量探头；同轴金属筒，用于安置目标材料绝缘膜和电缆连接座。通过将电缆输入端口前串接一个寄生电感小的高功率碳芯电阻达到补偿电容分压器的低频响应的效果，解决宽脉冲测量困难的问题，同时采用聚酰亚胺金属绝缘膜作为低压臂，能有效减小低压臂引入电感的影响，解决杂散参数对高压测量探头响应时间的影响及测量波形、电场分布畸变的问题。
附图说明
图1为一个实施例中电容分压器的电路图；
图2为一个实施例中高压测量探头的制备方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中高压测量探头的制备方法的流程示意图；
图4为一个实施例中测量回路的基本原理图；
图5为一个实施例中高压测量探头中同轴电容分压器补偿电阻部分剖视图；
图6为一个实施例中高压测量探头的结构正视图。
具体实施方式
在脉冲功率技术领域中，高压脉冲电压的测量是一个关键问题。电压测量的常用手段包括电阻分压器、电容分压器以及阻容分压器。由于电容分压器具有响应快、负载效应小、脉宽宽等优点，一般采用电容分压器进行高压脉冲信号的测量。
电容分压器分立式电容分压器的接线易引入杂散电感，因此采用耦合式电容分压器可减小杂散电感对测量结果影响，而耦合式电容分压器的低压臂电容很难呈现较大的数值，这就会导致其测量脉冲信号的脉宽受到限制。参照图1，电容分压器一般由高压臂电容C1和低压臂电容C2两个电容构成，其中高压臂电容一般是结构电容，Ui为电路电压，U0为电阻R对应的电压。
针对以上问题，本申请利用碳芯实体电阻具有的寄生电感小、响应快的特点，设计一种覆铜薄膜的高压测量探头，具体涉及一种碳芯补偿电阻的覆铜薄膜高压测量探头，主要应用于同轴结构电气设备和装置上高压电极的高压脉冲信号的测量。本申请中，电容分压器经碳芯电阻补偿后，再通过电缆连接座和电缆连接，接入示波器，完成对高压脉冲信号的测量。目前，应用该方法研制的测量探头已成功应用于高压脉冲源实验平台，测量脉宽可达到微秒及以上。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图2，图2示出了本发明一实施例中的高压测量探头的制备方法的流程示意图，本发明一实施例提供了的高压测量探头的制备方法，包括：
步骤202，采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜。
具体地，目标金属箔包括铜箔，目标材料绝缘膜包括双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜。
步骤204，将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒。
具体地，采用双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜贴敷于同轴金属筒的内筒，作为电容分压器的低压臂电容。
步骤206，安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒。
示例性地，在同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，其中电缆连接座为同轴结构。
可选地，在同轴金属筒的外筒上还可安装BNC(Bayonet Nut Connector，刺刀螺母连接器)接头。
步骤208，基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将碳芯电阻置于电缆连接座内。
具体地，测量电路回路中所需的补偿电阻，选用碳芯电阻作为补偿电阻，并将碳芯电阻置于电缆连接座内。其中，碳芯电阻的阻值大小根据所需测量的脉冲电压信号的脉宽来确定。
步骤210，采用同轴电缆与电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接，获得高压测量探头。
具体地，待测脉冲信号经碳芯电阻，即补偿电阻之后，接入用于信号传输的同轴电缆，在同轴电缆的末端采用同轴类型的匹配头连接，获得高压测量探头。
本实施例中，通过采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜；将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒；安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒；基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将碳芯电阻置于电缆连接座内；采用同轴电缆与电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接，获得高压测量探头，利用碳芯实体电阻高功率、寄生电感小、响应快的特点，将其串接于电容分压器的低压臂输出端，从而达到补偿电容分压器的低频响应的效果，解决宽脉冲测量困难的问题。具体地，碳芯电阻不仅具有高功率、寄生电感小、响应快的特点，还具备很多优势。相较于金属膜电阻、金属氧化物电阻等电阻器件，碳芯电阻的价格较低，适用于大量生产和应用；由于碳芯电阻的电阻体由高纯度炭化物材料制成，具有较好的耐高温性和耐压性，相应的成本也比多数电阻更低，因此碳芯电阻可以在更多高温以及强电场环境下使用，成本较低而且电性能稳定，不容易受到外界因素的影响。不仅如此，碳芯电阻结构简单、噪声小，还因为较低的温度系数和较好的耐热性具有非常高的稳定性，因此碳芯电阻的适用范围非常广泛，甚至在特定电路中是无可替代的。
在其中一个实施例中，将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒之前还包括基于待测脉冲信号的峰值和脉宽确定目标材料绝缘膜面积。
具体地，根据待测脉冲电压峰值数据和脉宽数据可选取不同面积的双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜。
本实施例中，基于待测脉冲信号的峰值和脉宽确定目标材料绝缘膜面积，通过调整双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜的面积以及厚度等数值，实现更高峰值以及更宽脉宽的高压脉冲的测量。具体地，为了确保测量输出信号的信噪比，在满足测量脉冲信号要求的情况下，尽可能选择较小面积的双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜。
在其中一个实施例中，采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜包括将第一铜箔、第二铜箔与目标材料膜叠加，制成目标材料绝缘膜；其中，目标材料膜各边的长度相较于第一铜箔和第二铜箔的长度多出目标数值。
示例性的，目标数值为10mm，目标材料为聚酰亚胺。
具体地，双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜由两片铜箔与一张厚薄较均匀的聚酰亚胺薄膜叠加组成，其中聚酰亚胺绝缘薄膜的各边长度均比铜箔的长度长10mm。
本实施例中，通过将第一铜箔、第二铜箔与目标材料膜叠加，制成目标材料绝缘膜；其中，目标材料膜各边的长度相较于第一铜箔和第二铜箔的长度多出目标数值，利用两片铜箔和一张聚酰亚胺薄膜组成的低压臂电容，其体积小，安装空间小，易满足小型装置的测量要求。同时，由于双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜厚度比较薄，贴敷于同轴金属筒上时对筒内电场的畸变影响可忽略不计。聚酰亚胺绝缘薄膜的优势还包括密度较高，在应用时具有更好的效果，并且聚酰亚胺绝缘薄膜的耐高温性能较好即使是高温环境下仍然可以保持稳定的电气性能和机械性能，应用范围广泛；聚酰亚胺绝缘薄膜具有的抗辐射性能和耐化学成分都十分出色，在多种劣势环境下依然可以保持优越的性能；此外，聚酰亚胺绝缘薄膜具有优异的绝缘性能，兼具高体积电阻率、较高的强度和韧性，能够承受较大的机械应力和热应力，不易撕裂和破损。此外，聚酰亚胺绝缘薄膜的各边长度均比铜箔的长度长10mm，从而能够实现避免沿面闪络的效果。
在其中一个实施例中，制成目标材料绝缘膜之前还包括在第一铜箔上腐蚀出目标半径的圆孔。
示例性的，目标半径为15mm。
具体地，在双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜的一面铜箔上需腐蚀掉一个半径为15mm的圆孔。
本实施例中，通过在第一铜箔上腐蚀出目标半径的圆孔作为中压端的输出连接，使得聚酰亚胺绝缘薄膜能与其他元器件进行连接，从而进一步实现高压测量探头结构上的简单紧凑。
在其中一个实施例中，安装电缆连接座于同轴金属筒的外筒包括在同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，电缆连接座的芯线与碳芯电阻连接。
示例性地，电缆连接座的芯线通过铜针连接到补偿电阻的一端，皮线直接通过螺钉安装于同轴金属筒，其中补偿电阻即为碳芯电阻。
本实施例中，通过在同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，电缆连接座的芯线与碳芯电阻连接，使得电缆连接座和皮线之间与碳芯电阻串联连接，实现对低压测量回路的补偿。将电缆连接座安装于同轴金属外筒上、芯线通过铜针与碳芯电阻的低压端连接、另一端与双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜的一面铜箔连接的连接方式，不仅可靠且引线较短，因此保证了高压测量探头的快响应特点。利用补偿电阻体积小的特点，将碳芯电阻放置于金属外筒孔和电缆连接座之间，覆铜薄膜和补偿电阻的安装简便，且整体的测量结构简单紧凑，方便运输和拆卸。
在其中一个实施例中，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接之后还包括匹配头包括第一端和第二端，第一端与同轴电缆连接，第二端与示波器连接。
示例性的，待测脉冲信号经碳芯电阻后，接入信号传输同轴电缆，在同轴电缆的末端采用同轴类型的匹配头连接，匹配头的第一端与同轴电缆连接，第二端直接接入示波器。可选的，同轴的匹配头阻值选为50Ω。
本实施例中，匹配头包括第一端和第二端，第一端与同轴电缆连接，第二端与示波器连接，电容分压器的低压臂输出端经碳芯电阻进入用于传输的同轴电缆，后经与电缆波阻抗相同值的匹配头进行末端匹配，其中同轴匹配头具有阻抗匹配效果好、频带较宽、插损较小、机械强度较高、安装方便和可靠性高等优势，最后由示波器输出测量波形，能更加直观地显示出探测结果。其中同轴匹配头阻值选为50Ω，能够实现末端匹配的功能。
在另一个实施例中，如图3所示，提供一种高压测量探头的制备方法，该方法包括：
步骤302，将第一铜箔、第二铜箔与目标材料膜叠加，在第一铜箔上腐蚀出目标半径的圆孔，制成目标材料绝缘膜；其中，目标材料膜各边的长度相较于第一铜箔和第二铜箔的长度多出目标数值。
步骤304，基于待测脉冲信号的峰值和脉宽确定目标材料绝缘膜面积。
步骤306，将目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒。
步骤308，在同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，电缆连接座的芯线与碳芯电阻连接。
步骤310，基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将碳芯电阻置于电缆连接座内。
步骤312，采用同轴电缆与电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与同轴电缆连接。
步骤314，匹配头包括第一端和第二端，第一端与同轴电缆连接，第二端与示波器连接，获得高压测量探头。
本实施例中，利用了碳芯电阻的寄生电感小的特点，巧妙地利用电阻补偿达到了待测脉冲电压脉宽增大的目的，解决了较宽脉宽的脉冲电压测量困难的问题。该方法中双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜安装于同轴金属筒上，由于高压臂电容由电极与双面覆铜聚酰亚胺绝缘薄膜的铜箔之间形成，电容间的电场方向垂直于铜箔，因此，低压臂的寄生电感相对较小，也就是电容分压器的响应也较快。该方法还可通过调整双面覆铜聚酰亚胺绝缘薄膜的面积、厚度等实现更高峰值以及更宽脉宽的高压脉冲信号的测量。
在一个实施例中，高压测量探头包括碳芯电阻，用于增加待测脉冲信号的脉宽；目标材料绝缘膜，用作电容分压器的低压臂电容；电缆连接座，用于连接碳芯电阻和目标材料绝缘膜；匹配头(图中未示出)，用作测量探头；同轴金属筒，用于安置目标材料绝缘膜和电缆连接座。
具体地，采用双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜贴敷于同轴金属筒的内筒，其中双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜由两片铜箔与一张厚薄较均匀的聚酰亚胺薄膜叠加组成，其中聚酰亚胺绝缘薄膜的各边长度均比铜箔的长度长10mm，避免沿面闪络。同时，在双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜的一面铜箔需腐蚀掉一个半径为15mm的圆孔作为中压端的输出连接。进一步地，在同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，电缆连接座为同轴结构，芯线通过铜针连接到补偿电阻的一端，皮线直接通过螺钉安装于同轴金属筒。进一步地，测量回路的补偿电阻，选用碳芯电阻作为补偿电阻，并置于电缆连接座内。其中碳芯电阻的数值大小根据所需测量的脉冲电压信号的脉宽来确定。其中，碳芯电阻的一端与双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜的一面铜箔连接，一端与电缆连接座连接。再与匹配头连接，其中，匹配头阻值选为50Ω，以实现末端匹配的功能。
本实施例中，通过碳芯电阻用于增加待测脉冲信号的脉宽；目标材料绝缘膜用作电容分压器的低压臂电容；电缆连接座用于连接碳芯电阻和目标材料绝缘膜；匹配头用作测量探头；同轴金属筒用于安置目标材料绝缘膜和电缆连接座，达到了提高测量脉冲电压脉宽的目的，解决了较宽脉宽的脉冲电压测量困难的问题。同时，利用补偿电阻体积小的特点，将其放置于金属外筒孔和电缆连接座之间，双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜和补偿电阻的安装简便，且整体的测量结构简单紧凑，方便运输和拆卸。
在其中一个实施例中，高压测量探头还包括示波器，示波器与匹配头连接。
本实施例中，通过匹配头与示波器连接，由示波器输出测量波形，能更加直观地呈现出测量脉冲信号的结果。
在其中一个实施例中，高压测量探头还包括同轴电缆，用于连接电缆连接座和匹配头。
具体地，电容分压器的低压臂输出端经碳芯电阻进入传输同轴电缆，后经与电缆波阻抗相同值的匹配头进行末端匹配。
本实施例中，通过同轴电缆连接电缆连接座和匹配头，由于同轴电缆的传输频带较宽，能适应多种频率的传输需求，其结构使得它对外界电磁干扰的屏蔽效果较好，能保证传输信号不易受干扰，并且同轴电缆的导电性能较好，传输效率更高，选用同轴电缆能使得提高信号传输的质量和速度，进一步提升脉冲测量的效率和准确性。
在其中一个实施例中，目标材料绝缘膜面积的影响因素包括待测脉冲信号的峰值和脉宽。
具体地，根据待测脉冲电压信号的峰值和脉宽数值选取不同面积的双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜。进一步地，为了确保测量输出信号的信噪比，在满足测量要求的情况下，尽可能选择较小面积的双面覆铜的聚酰亚胺绝缘薄膜。
本实施例中，目标材料绝缘膜面积的影响因素包括待测脉冲信号的峰值和脉宽，通过可调整目标材料绝缘膜的面积、厚度等实现更高峰值以及更宽脉宽的高压脉冲的测量。
结合图4所示，图4示出了本发明一实施例中的测量回路的基本原理图，其中，C1、C2为电容分压器，R1、R2为碳芯电阻，Probe为匹配头，Vpluse表示脉冲发射器，电容分压器的低压臂输出端经碳芯电阻进入传输同轴电缆，后经与电缆波阻抗相同值的匹配头进行末端匹配，最后由示波器输出测量波形。
如图5和图6所示，图5示出了本发明一实施例中的高压测量探头中同轴电容分压器补偿电阻部分剖视图，包括测试电缆BNC接头502、电缆连接座504、高功率碳芯电阻506、螺钉508、铜针510、聚酰亚胺覆铜绝缘膜512、同轴金属外筒514、碳芯电阻安装孔516。图6示出了本发明一实施例中的高压测量探头的结构正视图，包括同轴金属高压电极602、补偿电阻引线604、螺孔606。
具体地，本实施例中高压测量探头主要安装过程包括先将聚酰亚胺覆铜绝缘膜512的第二铜箔用银导电胶紧紧贴敷于同轴金属外筒514上，第一铜箔面正对于同轴金属高压电极602，即有腐蚀圆孔的那面铜箔；将补偿电阻引线604的一端通过碳芯电阻安装孔516焊接于分压器的中压端；将高功率碳芯电阻506放置于同轴金属外筒514和电缆连接座504之间形成的空间内，高功率碳芯电阻506另一端与铜针510焊接在一起；将铜针的螺纹段拧在双头螺钉上；将电缆连接座504正对碳芯电阻安装孔并利用螺钉508将电缆连接座504与同轴金属外筒514拧紧，电缆连接座504与同轴金属外筒514通过金属接触连接；将同轴金属外筒514接地，则电缆BNC接头502同时接地；将电缆BNC接头502接入电缆连接座504中，同时铜针嵌入测试电缆BNC接头502中实现电气连接；电缆传输线末端接入一个50Ω同轴匹配头后进入示波器，示波器包含1MΩ高阻。
本实施例中，依据目前存在的薄膜电容分压器的接线引入电感大、测量脉宽较窄等缺点，提出了碳芯电阻补偿的同轴覆铜薄膜高压测量探头，基本思路是通过补偿电阻增加待测脉冲脉宽以及紧凑的碳芯电阻接线方式达到减小接线引入电感的效果，通过将电缆输入端口前串接一个寄生电感小的高功率碳芯电阻，达到补偿电容分压器的低频响应的目的，解决宽脉冲测量困难的问题。同时采用聚酰亚胺金属绝缘膜作为低压臂，能有效减小低压臂引入电感，解决了杂散参数对高压测量探头响应时间的影响及测量波形、电场分布畸变的问题。实测证实，该方式测量的分压比能达到2×104，测量脉宽能达到微秒及以上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高压测量探头的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜；
将所述目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒；
安装电缆连接座于所述同轴金属筒的外筒；
基于待测脉冲信号的脉宽确定碳芯电阻的阻值，并将所述碳芯电阻置于所述电缆连接座内；
采用同轴电缆与所述电缆连接座相连，并采用同轴类型的匹配头与所述同轴电缆连接，获得高压测量探头。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标材料绝缘膜贴敷于同轴金属筒的内筒之前还包括：
基于待测脉冲信号的峰值和脉宽确定所述目标材料绝缘膜面积。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用目标金属箔与目标材料制成目标材料绝缘膜包括：
将第一铜箔、第二铜箔与目标材料膜叠加，制成目标材料绝缘膜；其中，所述目标材料膜各边的长度相较于所述第一铜箔和所述第二铜箔的长度多出目标数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制成目标材料绝缘膜之前还包括：
在所述第一铜箔上腐蚀出目标半径的圆孔。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安装电缆连接座于所述同轴金属筒的外筒包括：
在所述同轴金属筒的外筒上安装电缆连接座，所述电缆连接座的芯线与所述碳芯电阻连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并采用同轴类型的匹配头与所述同轴电缆连接之后还包括：
所述匹配头包括第一端和第二端，所述第一端与所述同轴电缆连接，所述第二端与示波器连接。
7.一种高压测量探头，其特征在于，所述高压测量探头包括：
碳芯电阻，用于增加待测脉冲信号的脉宽；
目标材料绝缘膜，用作电容分压器的低压臂电容；
电缆连接座，用于连接所述碳芯电阻和所述目标材料绝缘膜；
匹配头，用作测量探头；
同轴金属筒，用于安置所述目标材料绝缘膜和所述电缆连接座。
8.根据权利要求7所述的高压测量探头，其特征在于，所述高压测量探头还包括示波器，所述示波器与所述匹配头连接。
9.根据权利要求7所述的高压测量探头，其特征在于，所述高压测量探头还包括同轴电缆，用于连接所述电缆连接座和匹配头。
10.根据权利要求7所述的高压测量探头，其特征在于，所述目标材料绝缘膜面积的影响因素包括待测脉冲信号的峰值和脉宽。
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