CN214310720U - 注入信号检测探头和军标cs101项目的测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及军用设备技术领域，公开了一种注入信号检测探头和军标CS101项目的测量系统。探头包括相互连接的阻抗变换器和隔直器；阻抗变换器分别连接电源输入和受试设备的监测端，隔直器连接测量接收机。阻抗变换器将受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换，得到第一信号并输出至隔直器；隔直器接收第一信号，消除第一信号中的直流电压信号，得到第二信号并传输至测量接收机。本实用新型提出的注入信号检测探头和军标CS101项目的测量系统，能够覆盖所有供电种类测试需求，尤其是中国电网50Hz的检测需求，具有较高的测量灵敏度和动态范围。同时其测量使用完全满足标准CS101测试标准要求，在实现标准化测试的同时保障测试的准确性。

Description

注入信号检测探头和军标CS101项目的测量系统

技术领域

本实用新型涉及军用设备技术领域，特别是涉及一种注入信号检测探头和军标CS101项目的测量系统。

背景技术

CS101电源线传导敏感度是MIL－STD－461标准中的一项必测项目，适用于所有军用平台设备。目的是检验EUT(Equipment Under Test，受试设备)承受耦合到输入电源线上的信号的能力，在进行CS101测试的过程中，需对EUT电源端口的注入信号电平进行检测。

目前，利用示波器进行EUT电源端口的注入信号电平检测的电压探头，技术成熟，种类繁多，而对利用测量接收机进行监测的电压探头，目前仅有美国的PEARSON有成熟设备。

美国PEARSON有用于CS101项目测量接收机用的PRD－120探头和 PRD－240探头，其应用于CS101项目检测的原理如图1所示。

PRD探头具有两个检测端口(图1中虚线框所示的两个端口)和一个输出端口，两个检测端口分别连接受试设备的监测端以及耦合变压器注入测试信号前的监测端，输出端口连接测量接收机。

而根据MIL－STD－461标准中CS101测试项目的测试配置，如图2所示， CS101检测电路中的监测端只有一个，即受试设备的监测端，耦合变压器注入测试信号前的不需要设置监测端。

可见，美国PEARSON的PRD探头在CS101测试项目检测中，测量接收机的PRD探头连接耦合变压器注入测试信号前的监测端，会影响测试电路的环路阻抗，其测试原理不符合MIL－STD－461标准的要求，测试结果不准确。

另外，美国PEARSON的PRD－120探头和PRD－240探头仅针对美国电网设计，例如：PRD－240仅适用于100VAC/DC至240VAC/270VDC；PRD－120 仅适用于120VAC/DC以下的电网需求，两者都无法满足380V，50Hz的电网供电试验需求，无法覆盖中国电网测试需求。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种满足CS101测试项目标准要求的与测量接收机用注入信号检测探头和军标CS101项目的测量系统，能够覆盖所有供电种类测试需求，尤其是中国电网50Hz的检测需求，在实现标准化测试的同时保障测试的准确性。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种注入信号检测探头，应用于军标CS101项目的测量接收机，所述探头包括相互连接的阻抗变换器和隔直器；所述阻抗变换器分别连接电源输入和受试设备的监测端，所述隔直器连接测量接收机。

所述阻抗变换器，用于将所述受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换得到第一信号，并将所述第一信号输出至所述隔直器；所述隔直器，用于接收所述第一信号，消除所述第一信号中的直流电压信号，得到第二信号，并将所述第二信号传输至所述测量接收机。

可选的，所述阻抗变换器采用有源差分的方式，将所述受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换得到第一信号。

可选的，所述探头还包括：陷波器所述陷波器的两端分别连接所述阻抗变换器和所述隔直器；所述陷波器，用于接收所述第一信号，滤除所述第一信号中特定频率的信号，得到第三信号，并将所述第三信号传输至所述隔直器。

可选的，所述陷波器为50Hz陷波器，或者60Hz陷波器，或者400Hz 陷波器。

本实用新型还提供了一种军标CS101项目的测量系统，所述测试系统包括上面一些实施例所述的探头、与所述探头相连的测量接收机和主电路模块、以及与受试设备相连的激励检测设备。

所述主电路模块，用于向所述受试设备提供测试电源信号；所述探头，用于将受试设备的监测端输入的测量电源信号进行处理得到第二信号，并将所述第二信号传输至所述测量接收机；所述测量接收机，用于接收所述第二信号，并测量所述第二信号的信号电平；所述激励监测设备，用于监测所述受试设备的工作性能。

可选的，所述主电路模块包括：供电单元、至少两根电源线和信号注入单元。

所述供电单元通过至少两根电源线与所述受试设备相连，为所述受试设备提供电源信号；所述信号注入单元与所述至少两根电源线中的高电位线耦接，所述信号注入单元将测试信号注入所述电源线；所述至少两根电源线接收所述供电单元提供的电源信号和所述信号注入单元注入的测试信号，得到测试电源信号，并将所述测试电源信号传输至所述受试设备，为所述受试设备提供测试电源信号。

可选的，所述信号注入单元包括：耦合变压器、功率放大器和信号发生器。所述信号发生器与所述功率放大器相连，所述功率放大器与所述耦合变压器相连；所述耦合变压器与所述至少两根电源线中的高电位线耦接。

所述信号发生器，用于提供设定频率范围的电信号，并将所述电信号传输至所述功率放大器；所述功率放大器，用于将所述电信号放大，得到所述测试信号，并将所述测试信号传输至所述耦合变压器；所述耦合变压器，用于将所述测试信号注入所述至少两根电源线中的高电位线。

本实用新型实施例一种注入信号检测探头和军标CS101项目的测量系统与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型提出的针对 CS101测试系统的测量接收机用电压监测探头，能够覆盖所有供电种类测试需求，尤其是中国电网50Hz的检测需求，具有较高的测量灵敏度和动态范围。同时其测量使用完全满足标准CS101测试标准要求，在实现标准化测试的同时保障测试的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的美国探头的测试原理图；

图2是本实用新型实施例提供的MIL－STD－461标准中CS1010项目的测试原理图；

图3是本实用新型实施例提供的一种注入信号检测探头的结构图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种注入信号检测探头的结构图；

图5是本实用新型实施例提供的设置50Hz陷波器的注入信号检测探头的结构图；

图6是本实用新型实施例提供的设置60Hz陷波器的注入信号检测探头的结构图；

图7是本实用新型实施例提供的设置400Hz陷波器的注入信号检测探头的结构图；

图8是本实用新型实施例提供的一种军标CS101项目的测量系统的结构图；

图9是本实用新型实施例提供的另一种军标CS101项目的测量系统的结构图；

图10是本实用新型实施例提供的又一种军标CS101项目的测量系统的结构图。

图中，1－阻抗变换器；10－探头；2－隔直器；20－主电路模块；21－供电单元；22－电源线；23－信号注入单元；231－耦合变压器；232－功率放大器；233－信号发生器；3－陷波器；30－激励检测设备；31－50Hz 陷波器；32－60Hz陷波器；33－400Hz陷波器；40－测量接收机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一些实施例”或“示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”或“通信耦合”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。

如本文中所使用，根据上下文，术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。

另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

如图3所示，本实用新型实施例优选实施例的一种注入信号检测探头10，应用于军标CS101项目的测量接收机，探头10包括相互连接的阻抗变换器1和隔直器2；阻抗变换器1分别连接电源输入和受试设备的监测端，隔直器2连接测量接收机。

阻抗变换器1连接电源输入，电源输入为阻抗变换器1提供电能，使阻抗变换器1能够进行工作。

示例性地，电源输入为干电池，或者其他能够实现为阻抗变换器1 提供电源的装置或设备，本实用新型对此不做具体限制。

阻抗变换器1，用于将受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换得到第一信号，并将第一信号输出至隔直器2。

本实用新型实施例中，阻抗变换器1与受试设备的测量端连接的端口为高阻，其输入电阻达到100M欧姆，连接受试设备的监测端不会造成测试电路中的电流损失，不会对测试电路产生影响。

另外，阻抗变换器1的测量电压范围为±1000V(DC和AC有效值)，测量电压范围大，可以覆盖所有供电类型的检测电压。

在一些实施例中，阻抗变换器1采用有源差分方式，将受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换得到第一信号。阻抗变换器1采用有源差分方式，可检测微弱信号(测量灵敏度达到1mV)，能够满足对小信号电平的检测。

本实用新型实施例中，阻抗变换器1将在受试设备的监测端接收的测试电源信号转换成对地的信号，以传输给测量接收机，避免损坏测量接收机。

隔直器2，用于接收第一信号，消除第一信号中的直流电压信号，得到第二信号，并将第二信号传输至测量接收机。

本实用新型实施例中，隔直器2将第一信号中的直流电压信号滤除，得到第二信号并传输至测量接收机，能够避免第一信号中的直流电压信号的干扰，使得测量接收机检测的信号电平更加精确。

在一些实施例中，如图4所示，探头10还包括：陷波器3，陷波器3的两端分别连接阻抗变换器1和隔直器2。陷波器3用于接收第一信号，滤除第一信号中特定频率的信号，得到第三信号，并将第三信号传输至隔直器2，能够进一步增加探头检测有用信号的电平动态范围，使得测量数据更加准确。

示例性地，如图5所示，陷波器3为50Hz陷波器31，在受试设备的监测端接收到的测量电源信号为380V，50Hz的电源信号和测试信号时，使用50Hz陷波器31能够滤除第一信号中380V，50Hz的电源信号，从而测量接收机能够测量的信号电平为测试信号的电平，且测试信号的电平一般在2V－6V左右，滤除输入的380V，50Hz的电源信号，能够使测量接收机检测有效的测量信号，避免了大信号的干扰，能够直观看出测量信号的电平动态变化。

在一些实施例中，如图6和图7所示，本实用新型实施例中的陷波器3还可以为60Hz陷波器32，或者400Hz陷波器33，或者设置针对性的陷波器，以针对特定输入频率信号进行检测，以实现上述技术效果。

如图8所示，本实用新型实施例提供一种军标CS101项目的测量系统，包括：上面一些实施例中的探头10、与探头相连的测量接收机 40和主电路模块20、以及与EUT相连的激励检测设备30。

其中，主电路模块20，用于向EUT提供测试电源信号。

本实用新型实施例中，如图9所示，主电路模块20包括：供电单元21、至少两根电源线22和信号注入单元23。

其中，供电单元21通过至少两根电源线22与EUT相连，为EUT 提供电源信号。

在一些实施例中，电源线为三根或者四根。电源线22的数量是根据所采用的电源进行设置的，在CS101测试项目中，对EUT供电的电源可以是DC或AC单相电源，也可以是三相Y型电源或者三相△型电源。在所采用的电源为DC或AC单相电源时，电源线为两根；当采用三相Y型电源时，电源线为四根；当采用三相△型电源时，电源线为三根。

本实用新型实施例中，供电单元21为CS101测试电路中的供电电源耦合线路阻抗稳定网络(LISN)后，在电源线上并联10μF电容的结构，供电电源提供的电信号通过电源线22传输至EUT，能够为EUT 提供电源信号，使EUT正常工作。

请再次参见图9，本实用新型实施例中，信号注入单元23与至少两根电源线22中的高电位线耦接，信号注入单元23将测试信号注入电源线22。

在一些实施例中，如图10所示，信号注入单元23包括：耦合变压器231、功率放大器232和信号发生器233。

信号发生器231与功率放大器232相连，功率放大器232与耦合变压器233相连，耦合变压器233与至少两根电源线22中的高电位线耦接。

信号发生器231，用于提供设定频率范围的电信号，并将电信号传输至功率放大器232。功率放大器232，用于将电信号放大，得到测试信号，并将测试信号传输至耦合变压器233。

本实用新型实施例中，在将测试电源信号传输至EUT，为EUT提供测试电源信号后，激励检测设备30检测EUT的工作状态，在EUT处于正常工作状态时，将信号发生器231调至最低测试频率，通过功率放大器232注入耦合变压器233，将测试信号注入至少两根电源线中的高电位线中，逐渐增加信号发生器231的测试频率，通过测量接收机40 检测电源线上的信号电平，取最小即为要求的信号电平。

保持信号电平不低于要求的信号电平，在设定频率范围进行调整信号发生器231提供的电信号的频率，经过功率放大器232放大通过耦合变压器233将测试信号注入至少两根电源线22中的高电位线。

至少两根电源线22接收供电单元21提供的电源信号和信号注入单元23注入的测试信号，得到测试电源信号，并将测试电源信号传输至EUT，为EUT提供测试电源信号。

探头10，用于将EUT的监测端输入的测量电源信号进行处理得到第二信号，并将第二信号传输至测量接收机40。

探头10为上述一些实施例提供的探头10，探头10将EUT的监测端输入的测量电源信号进行处理得到第二信号，并将第二信号传输至测量接收机40，能够满足CS101测试项目标准的要求，且能够使测量接收机检测有效的测量信号，避免了大信号的干扰，能够直观看出测量信号的电平动态变化。

测量接收机40，用于接收第二信号，并测量第二信号的信号电平。

激励监测设备30，用于监测EUT的工作性能。激励监测设备30 监测EUT的工作性能是否降低，完成CS101项目的测试。

综上，本实用新型实施例提供一种注入信号检测探头10和军标 CS101项目的测量系统与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型提出的针对CS101测试系统的测量接收机用电压监测探头10，能够覆盖所有供电种类测试需求，尤其是中国电网50Hz的检测需求，具有较高的测量灵敏度和动态范围。同时其测量使用完全满足标准CS101测试方法要求，在实现标准化测试的同时保障测试的准确性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通计数人员来说，在不脱离本实用新型计数原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种注入信号检测探头，其特征在于，所述探头包括相互连接的阻抗变换器和隔直器；所述阻抗变换器分别连接电源输入和受试设备的监测端，所述隔直器连接测量接收机；

所述阻抗变换器，用于将所述受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换得到第一信号，并将所述第一信号输出至所述隔直器；

所述隔直器，用于接收所述第一信号，消除所述第一信号中的直流电压信号，得到第二信号，并将所述第二信号传输至所述测量接收机。

2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述阻抗变换器采用有源差分的方式，将所述受试设备的监测端输入的测试电源信号进行阻抗变换得到第一信号。

3.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头还包括：陷波器所述陷波器的两端分别连接所述阻抗变换器和所述隔直器；

所述陷波器，用于接收所述第一信号，滤除所述第一信号中特定频率的信号，得到第三信号，并将所述第三信号传输至所述隔直器。

4.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述陷波器为50Hz陷波器，或者60Hz陷波器，或者400Hz陷波器。

5.一种军标CS101项目的测量系统，其特征在于，所述测试系统包括如权利要求1至4中任一项所述的探头、与所述探头相连的测量接收机和主电路模块、以及与受试设备相连的激励检测设备；

所述主电路模块，用于向所述受试设备提供测试电源信号；

所述探头，用于将受试设备的监测端输入的测量电源信号进行处理得到第二信号，并将所述第二信号传输至所述测量接收机；

所述测量接收机，用于接收所述第二信号，并测量所述第二信号的信号电平；

所述激励监测设备，用于监测所述受试设备的工作性能。

6.根据权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述主电路模块包括：供电单元、至少两根电源线和信号注入单元；

所述供电单元通过至少两根电源线与所述受试设备相连，为所述受试设备提供电源信号；

所述信号注入单元与所述至少两根电源线中的高电位线耦接，所述信号注入单元将测试信号注入所述电源线；

所述至少两根电源线接收所述供电单元提供的电源信号和所述信号注入单元注入的测试信号，得到测试电源信号，并将所述测试电源信号传输至所述受试设备，为所述受试设备提供测试电源信号。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述信号注入单元包括：耦合变压器、功率放大器和信号发生器；

所述信号发生器与所述功率放大器相连，所述功率放大器与所述耦合变压器相连；所述耦合变压器与所述至少两根电源线中的高电位线耦接；

所述信号发生器，用于提供设定频率范围的电信号，并将所述电信号传输至所述功率放大器；

所述功率放大器，用于将所述电信号放大，得到所述测试信号，并将所述测试信号传输至所述耦合变压器；

所述耦合变压器，用于将所述测试信号注入所述至少两根电源线中的高电位线。

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