Пояс роговского

(54) ПОЯС РОГОВСКОГО Изобретение относится к областиэлектроиэмерений и мокет быть применено как датчик параметров импульсного тока.По основному авт.св. Вб 51429 известен пояс Роговского, содераащийтороидальную однослойную катушку изпровода, установленную на опорныхизоляторах с отверстиями в металлическом герметичном и полом внутриэкране с кольцевой щелью, в которойразмещена диэлектрическая прокладка,а внутренняя полость экрана заполнена диэлектриком и соединена трубкамис гидросистемой, причем одни выводФкатушки подключен к экрану непосредственно, а другой - через йагруэочноесопротивление,Этот пояс Роговского обеспечиваетизмерение амплитудных параметров импульсов тока в большом динамическомдиапазоне за счет дистанционногооперативного регулирования чувствительности пояса при сохранении нейм,изменной его постоянной интегрирования.Недостатком пояса Роговского является большая погрешность нз 1 ерений амплитудньис и временных параметров импульса из-за регистрации помех на фронте и верящие сигнала с на" грузочного сопротивления пояса, обусловленных параэитными резонанс. ными колебаниями в катушке пояса, возникающими из-за наличия емкости мешду витками катушки и ее сердечником и экраном, из-за неточности в соблюдении шага между витками по длине катушки и (или) различия волнового сопротивления катушки по ее азимуту из-за неоднородности указанного шага и неточностей изготовления катушки и экрана и нх взаимного располокения, а такие обусловленных возбуждением резонансных колебаний в полости экрана, представляющей собойполый объемный резонатор. Эти помехи особенно существенны в6 1 20 23 36 ЭЗ 46 Ф Ю И наносекундно 1 диапазоне измеренияи возрастают при смещении цепиизмеряемого тока от оси пояса.Целью изобретения является повышение точности измерений параметров импульса тока путем уменьшенияамплитуд и длительности резонансныхэлектрических колебаний в катушкепояса и в полости экрана,Данная цель достигается тем,что в поясе Роговского, содержащемтороидальную однослойную катушку изпровода установленную на онорнъхизоляторах с отверстиями в металлическом герметичном и полом внутриэкране с кольцевой щелью, в которойразмещена диэлектрическая прокладка,а внутренняя полость экрана заполнена диэлектриком и соединена трубками с гидросистемой, причем одинвывод катушки подключен к экранунепосредственно, а другой - черезнагрузочное сопротивление, опорныеизоляторы катушки и прокладка вкольцевой щели, экрана выполнены изреэистивного объемно-проводящегоматериала, например, из проводящегополиэтилена, причем каждый изоля-тор в местах его опор электрическисоединен с катушкой и экраном,ьТакое выполнение опорных изоляторов и электрическое соединение ихв поясе Роговского увеличивает засчет активного сопротивления изоляторов затухание электрических резонансных колебаний, возбуждаемых вкатушке и распространяющихся по нейпри измерении поясом импульсноготока. Выполнение прокладки, разме"щаемой в кольцевой щели экрана пояса, из резистивного объемно-прово"дящего материала и электрическоесоединение ее по всей длине щелисо стенками экрана в щели увеличивает затухание электрических колебанийобусловленных собственно резонансом1 полости экрана и имеющих длину волы, сравнимую с поперечнъпи размерами полости экрана, гашение этихколебаний достигается нагружениемвхода полости экрана активным со.противлением прокладки. Увеличениезатухания обоихвидов укаэанных резонансных колебаний уменьшает длительность к амплитуды паразитныхколебаний, модулирующих на фронтек вершине полезный сигнал на нагру,зочном сопротивлении пояса от измеряемого импульса тока, что повышает точность измерений параметров импульса тока.На фиг. 1 и 2 приведено устройство пояса Роговского в 2-х проекци. ях, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.Металлический экран 1 выполнен разъе.ным из двух частей. Полость экрана герметизирована тремя уплотняющими прокладками 2, например, резиновыми, размещенными в кольцевых пазах. В кольцевой щели между частями экрана размещена прокладка 3 из объемно-проводящего резистивного материала, например проводящего полиэтилена или компаунда на основе эпоксидной смолы с добавками ацетиленой сажи (целесообразно применение материалов, химически не взаимодействующих с изолирующими жидкостями, нагнетаемыми в полость экрана, в частности воды, спирта, конденсаторного масла, глицерина и др.). Прокладки сжаты винтами 4 и 5, причем винты 4 - металлические, 5 " из диэлектрика, в частности капрона. Однослойная тороидальная катушка 6 намотана на каркасе 7, которым может служить каркас из высокочастотного диэлектрического материала, например полистирола или фторопласта, или сердечник из ферромагнетика с изоляцией на поверхности сердечника. Положение катушки в полости экрана зафиксировано посредством опорных изоляторов 8 в виде шайб, выполненных из объемно-проводящего резистивного материала, например проводящего полиэтилена. Шайбы имеют сквозные отверстия в их стенках, шайбы предварительно разрезают по диаметру и после установки на катушку обе половины скрепляют, например склеивают.Опорные изоляторы размещены иа одинаковых расстояниях по длине катушки, причем каждый изолятор в месте его опоры на катушку электрически соединен с витком катушки и вместе его второй опоры на экран -с экраном по всей поверхности опоры. Полость экрана соединена посредством трубок 9 с гидравлической системой 1 О. Величина активного сопротивления каждого опорного изолятора 8 между точками его соединения с катушкой и экраном должна превышать примерно в 20 раэ и более величину активного сопротивления нагрузки791105 30 Формула изобретения пояса, чтобы не уменьшать амплитудную чувствительность пояса, типичная величина сопротивления изолятора - несколько кОм. Общее сопротивление прокладки 3 между ее поверхностями, примыкающими к стенкам экрана в щели, выбирается из тех жеусловий, что и для опорного иэоля"тора.Работа пояса Роговского состоит 0в следующем,При прохождении по оси пояса импульса тока по проводнику или токапучка заряженных частиц создается1магнитный поток, который, проникая Ичерез прокладку 3 в щели в экране1, индуцирует импульсную ЭДС междуконцами катушки 6 и возбуждает распространяющиеся по катушке паразитные резонансные высокочастотные 20колебания и резонансные колебаниясобственно в полости экрана. Распространяющиеся по катушке 6 колебанияподавляются активными сопротивлениями опорных изоляторов 8 на длине дкатушки между этими изоляторами. Колебания в полости экрана гасятся засчет иагружения входа щели экранаактивным сопротйвлением прокладки3. В результате уровни помех резонансных паразитных колебаний уменьшаются, а форма сигнала на нагру,зочном сопротивлении пояса воспроизводит форму импульса измеряемогоОтока, что повышает точность измерения его амплитуды, длительностисобственно импульса, его фронтаи среза.Испытан экранированный пояс Роговского со средним диаметром каркаса 7 катушки 1046 мм. Катушка 6содержала 400 витков проводаПЭВ"0,53 с шагом 8,2 мм. Опорныеизоляторы 8 в виде шайб с радиальным разрезом и прокладка 3 в коль 45цевой щели изготовлены из проводящего полиэтилена с содержанием сажи,а экран 1 прямоугольного сеченияиэ нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т. Опорные изоляторы размещались равномер 50но по окружности через каждые 15 см,в месте примыкания шайбы к катушке6 удалялась изоляция на части длиныодного из витков. Нагрузкой поясаслужил специальный резистор 1,4 Омв мапоиидуктивном исполнении. Расчетное время нарастания пояса около1,4 нс. Полость экрана заполнялась дистиллированной водой или элегаэом Оказалось, что при измерении импульсов,тока с длительностью по основанию и фронта соответственно 20 и1,5 нс пояс точно воспроизводит дюрму импульса, затягивая фронт на 0,2 нс. При регистрации этого же тока поясом Роговского, описанного в основном изобретении, изоляторы и прокладка в котором выполнены из непроводящего полиэтилена (без добавки сажи), фронт и вершина сигнала были промодулированы колебаниями со средней частотой около 500 МГц, а амплитуда колебаний составляла около 503 от амплитуды полезного сигнала, Замена шайб на объемно- проводящие уменьшипа амплитуду высокочастотных колебаний в 3 раза, а последующая замена прокладки на объемно-проводящую снизила амппиту.ду помехи в итоге в 10-12 раз и сократила длительность модуляции 1 во времени в 5-7 раз.Таким образом, предложенный пояс Роговского увеличивает точность измерений амплитудных и временных параметров импульса тока путем умена. щения в 5 и более раз амплитуд и длительности резонансных электрических колебаний в катушке пояса и в полости экрана.Предложенный пояс Роговского перс. пективен для измерения импульсов тока с наносекундной длительностью фронта и (или) импульса. Пояс Роговского по авт.св.И 651429, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности иэ" мерений параметров импульса тока путем уменьшения амплитуд и длительности резонансных электрических колебаний в катушке пояса и в полости экрана, опорные изоляторы и прокладка в кольцевой щели экрана выполнены из реэистивного объемно-проводящего материала, при этом каждый опорный изолятор в местах его опор электрически соединен с катушкой и с экраном.