СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТАБИЛЬНОСТИ АМПЛИТУДЫ ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, в частности к способам измерения и контроля амплитуды импульсов высокого напряжения.

Известен способ контроля амплитуды импульсов высокого напряжения в десятки киловольт с помощью омических и емкостных делителей. По такому способу к низковольтному плечу делителя подключают регистрирующий прибор - катодно-лучевой осциллограф ИЛИ пиковый вольтметр, измеряющий амплитуды поделенных импульсов, и по величинам последних и известному коэффициенту ослабления делителя находят амплитуды исходных импульсов высокого напряжения и величину их разброса.

Известный способ характеризуется малой точностью измерения, определяющейся, прежде всего, погрещностью регистрирующего прибора (±:10%-ный осциллограф, ±4-5%-ный пиковый вольтметр). Кроме того, по известному способу трудно обеспечить высокий импеданс делителя в условиях импульсных измерений. Последнее можно проиллюстрировать на примере омического делителя. Увеличение сопротивления высоковольтного плеча делителя ограничивается щунтирующим действием паразитной емкости. Для импульсов напряжения длительностью 1 мксек реактивное сопротивление емкости величиной 1 пф составляет ОКОЛО 10 ом. Омическое сопротивление ВЫСОКОВОЛЬТНОГО плеча, а следовательно, и всего делителя, должно быть, по крайней мере, на порядок ниже, т. е. 10 ом. Делитель с таким импедансом заметно нагружает маломощный источник импульсного напряжения.

В некоторых приложениях амплитуду импульсов необходимо контролировать с точностью порядка 1 % и выще. Например, в ряде схем с использованием импульсных трансформаторов разброс амплитуды импульсов не должен превышать 1%. Разброс напряжения срабатывания разрядников высокого давления, используемых для формирования высоковольтных импульсов, иногда ограничивается величиной ±2-3%, а точность контроля этого параметра должна быть, по крайней мере, не хуже ± I %. Подобной точности измерений

способы, основанные на использовании делителей напряжения, не обеспечивают.

Цель изобретения - увеличение точности контроля стабильности амплитуды импульсов высокого напряжения и повыщение импеданса измерительной цепи.

Это достигается тем, что амплитуду импульсов высокого напряжения V контролируют по интегральной энергии Wp рентгеновских вспыщек, генерируемых импульсной рентгеновской

трубкой с автоэмиссионным катодом, подключенной к точке схемы, в которой контролируют напряжение.

На фиг. 1 представлена зависимость энергии рентгеновской вспышки от амплитуды импульсов напряжения; на фиг. 2 - блок-схема измерения амплитуды импульсов напряжения с помощью автоэмиссионной рентгеновской трубки; на фиг. 3 - результаты измерений амплитуд серии высоковольтных импульсов и соответствующих им интенсивностей рентгеновских вспыщек.

Экспериментально установлено, что интегральная энергия рентгеновской вспышки импульсной рентгеновской трубки с автоэмиссионным катодом резко возрастает при увеличении амплитуды подведенного к ней импульса высокого напряжения. График этой зависимости приведен на фиг. 1. По оси абсцисс отложены амплитуды импульсов высокого напряжения V в киловольтах, по оси ординат- интегральная энергия рентгеновских вспыщек WP, излучаемая в телесный угол 4л. Математически эта зависимость может быть выражена в виде , где показатель степени п меняется с напряжением в пределах от 13 до 8-. Для узкого диапазона измеряемых напряжений лл const. В этом случае AWp/Wp /г-АУ/У, т. е. относительным колебаниям амплитуды AV/V соответствуют п-кратные изменения относительной энергии рентгеновских вспышек AWp/Wp. Указанное обстоятельство позволяет регистрировать разброс амплитуд импульсов высокого напряжения с высокой точностью, не используя при этом какихлибо прецизионных приборов. Например, измерение интегральной энергии рентгеновских вспышек с точностью ± 10% при среднем значении позволяет контролировать разброс амплитуд высоковольтных импульсов с точностью не хуже ± 1 %.

На фиг. 2 представлена схема измерений с использованием автоэмиссионной рентгеновской трубки, иллюстрирующая предлагаемый способ. К контролируемому источнику 1 импульсов напряжения подключена рентгеновская трубка 2. Энергия пучка 3 рентгеновских квантов регистрируется детектором 4, в качестве которого удобно использовать сцинтилляционный счетчик. Сигнал с детектора подается на регистрирующий прибор 5 (катодно-лучевой осциллограф или пиковый вольтметр).

Предлагаемый способ был испытан в лабораторных условиях и оказался весьма удобным при измерениях, связанных с контролем стабильности амплитуд высоковольтных импульсов, не меняющихся по форме. Особую ценность предлагаемый способ приобретает при контроле маломощных импульсных напряжений, поскольку внутреннее сопротивление импульсных рентгеновских трубок с автоэмиссионным катодом достигает 10 -10 ом.

На фиг. 3 приведены результаты измерений серии высоковольтных импульсов со средней амплитудой 66 кв. Нижний график получен с помощью емкостного делителя и пикового вольтметра. Одновременно регистрировались

интенсивности рентгеновских вспышек (верхний график). Разброс величин последних примерно в 10 раз выше, чем разброс амплитуд импульсов с емкостного делителя.

Предмет изобретения

Способ контроля стабильности амплитуды импульсов высокого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, к контролируемой точке схемы подключают рентгеновскую трубку с автоэмиссионным катодом, измеряют интегральную энергию излучения рентгеновской трубки и по

стабильности интегральной энергии излучения контролируют стабильность амплитуды импульсов высокого напряжения.

Ю и

l

РГ

II,

10

Й

f

,

10

30

W

60

70

90

80

Амплитуда импульсод, кд