引信静电放电模块电流校准系统及方法
阅读说明：本技术 引信静电放电模块电流校准系统及方法 (Fuse electrostatic discharge module current calibration system and method ) 是由 胡小锋 王雷 魏明 周帅 于 2020-12-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种引信静电放电模块电流校准系统及方法,所述系统包括静电放电模拟器,所述静电放电模拟器的静电信号输出端与引信静电放电模块的一端连接,所述引信静电放电模块的另一端为静电电流输出端,所述静电电流输出端与电流传感器的信号输入端,所述电流传感器的信号输出端与衰减器的信号输入端连接,所述衰减器的信号输出端经连接电缆与示波器的信号输入端连接。本发明所述系统和方法具有普遍性的特点,可按照本方法组建引信静电放电装置,并利用本方法提供的电流波形参数校准引信静电放电模块。(The invention discloses a fuse electrostatic discharge module current calibration system and a fuse electrostatic discharge module current calibration method, wherein the system comprises an electrostatic discharge simulator, an electrostatic signal output end of the electrostatic discharge simulator is connected with one end of the fuse electrostatic discharge module, the other end of the fuse electrostatic discharge module is an electrostatic current output end, the electrostatic current output end is connected with a signal input end of a current sensor, a signal output end of the current sensor is connected with a signal input end of an attenuator, and a signal output end of the attenuator is connected with a signal input end of an oscilloscope through a connecting cable. The system and the method have the characteristic of universality, a fuse electrostatic discharge device can be built according to the method, and the current waveform parameters provided by the method are utilized to calibrate the fuse electrostatic discharge module.)
技术领域
本发明涉及静电放电测量方法技术领域，尤其涉及一种引信静电放电模块电流校准系统及方法。
背景技术
引信是保障弹药平时和发射时安全、战时有效发挥武器系统毁伤效能的控制装置，是弹药系统的核心部件，广泛装备于陆、海、空、二炮各军兵种，装备数量逐年增加。作为装备数量最多的无线电引信(近炸引信中无线电引信占52％)，由于现代战场电磁环境的复杂化以及平时电磁环境的日趋恶劣化，使得引信失效率大大提高，制约了武器系统毁伤效能的发挥。为了保证引信在其寿命全过程的安全性和可靠性，1999年1月1日中国人民解放军总装备部批准实施了GJB573A-98《引信环境与性能试验方法》，作为所有引信环境与性能试验的依据。
在该标准中，方法601静电放电试验是在实验室进行的模拟引信遭遇高电压放电条件的试验，其目的是通过对处于保险状态的引信进行预先选定放电点的高电压静电放电，来考核引信在装卸和运输过程中可能遇到高电压静电放电(雷电环境除外)时的安全性和作用可靠性。标准中说静电放电波形曲线可由高压或电流探头测出，但标准中没有给出电流波形，更没有给出具体的参数指标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种结构简单，且能够保证准确性和可重复性的引信静电放电模块电流校准系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种引信静电放电模块电流校准系统，其特征在于：包括静电放电模拟器，所述静电放电模拟器的静电信号输出端与引信静电放电模块的一端连接，所述引信静电放电模块的另一端为静电电流输出端，所述静电电流输出端与电流传感器的信号输入端，所述电流传感器的信号输出端与衰减器的信号输入端连接，所述衰减器的信号输出端经连接电缆与示波器的信号输入端连接。
优选的，所述静电放电模拟器使用Noiseken ESS-S3011A型静电放电模拟器。
优选的，所述引信静电放电模块包括500pF-500Ω和500pF-5000Ω两组阻容模块。
进一步的技术方案在于：所述电流传感器、衰减器、连接电缆以及示波器位于法拉第笼内。
进一步的技术方案在于：所述电流传感器的带宽为1GHz，采样电阻R＝2Ω，由25个51Ω电阻并联组成，电阻采用的是1/4W金属膜无感电阻，保证电流传感器的工作频率上限达1GHz，并按要求焊接在一个半径r＝14.5mm的圆柱形输出侧圆盘上，呈环形对称排列；匹配电阻约为48Ω，包括5个240Ω、1/4W的电阻，按五边形排列方式焊接在N型同轴结构的输出连接器上作为电流探头的输出端。
优选的：所述衰减器使用20dB的同轴衰减器，带宽为1GHz。
优选的：所述示波器采用泰克的7404B型示波器，采用带宽为4GHz，采用频率为20G/s。
本发明还公开了一种引信静电放电模块电流校准方法，使用所述的校准系统，其特征在于包括如下步骤：
将静电放电模拟器以及引信静电放电模块连接，构建引信静电放电系统；
将电流传感器、衰减器、连接电缆和示波器连接到一起构建引信静电放电电流波形采集系统，并将所述引信静电放电系统以及所述波形采集系统连接到一起；
使所述引信静电放电系统以及所述引信静电放电电流波形采集系统工作，利用所述引信静电放电系统进行静电放电，利用电流传感器采集静电放电电流并通过衰减器传输到示波器，完成静电放电电流波形的采集；
根据示波器采集的波形以及被测引信静电放电模块的标准值对被测引信静电放电模块的放电电流进行校正。
进一步的技术方案在于：测试时分别获得+25kV电压对500Ω电阻放电的测试电流、-25kV电压对500Ω电阻放电的测试电流、+25kV电压对5000Ω电阻放电的测试电流以及-25kV电压对5000Ω电阻放电的测试电流。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述系统和方法利静电放电模拟器，搭配500pF-500Ω和500pF-5000Ω两组阻容模块，来构建引信静电放电系统；利用电流传感器取样经衰减器、连接电缆传输到示波器，采集到静电放电电流波形；为防止静电放电产生的电磁脉冲影响测试结果，电流波形采集系统全部置于法拉第笼内；利用该系统和方法，进行大量实验和数据分析获得+25kV电压对500Ω电阻放电的电流波形、-25kV电压对500Ω电阻放电的电流波形、+25kV电压对5000Ω电阻放电的电流波形和-25kV电压对5000Ω电阻放电的电流波形以及相应的波形参数。本发明所述系统和方法具有普遍性的特点，可按照本方法组建引信静电放电装置，并利用本方法提供的电流波形参数校准引信静电放电模块。
附图说明
下面结合附图和
具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述系统的原理框图；
图2是本发明实施例中+25kV电压对500Ω电阻放电的电流波形图；
图3是本发明实施例中-25kV电压对500Ω电阻放电的电流波形图；
图4是本发明实施例中+25kV电压对5000Ω电阻放电的电流波形图；
图5是本发明实施例中-25kV电压对5000Ω电阻放电的电流波形图；
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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，但是本发明还可以采用其他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推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种引信静电放电模块电流校准系统，包括静电放电模拟器，所述静电放电模拟器的静电信号输出端与引信静电放电模块的一端连接，所述引信静电放电模块的另一端为静电电流输出端，所述静电电流输出端与电流传感器的信号输入端，所述电流传感器的信号输出端与衰减器的信号输入端连接，所述衰减器的信号输出端经连接电缆与示波器的信号输入端连接。
所述静电放电模拟器可以使用Noiseken ESS-S3011A型静电放电模拟器，输出电压为0.2kV～30kV±5％，设置分为两档，10kV档调节步长为0.01kV步长，30kV档的调节步长为0.1kV；输出电压极性正、负可调。该静电放电模拟器的输出电压范围满足引信静电放电试验25kV的静电放电电压。选配500pF-500Ω和500pF-5000Ω阻容模块(引信静电放电模块)，来完成引信静电放电测试。
引信静电放电电流波形采集系统包括电流传感器、衰减器、连接电缆和示波器，该系统置于法拉第笼内。电流传感器，即电流校准靶，带宽1GHz，采样电阻R＝2Ω，由25个51Ω电阻并联组成，电阻采用的是1/4W金属膜无感电阻，保证电流传感器的工作频率上限达1GHz，并按要求焊接在一个半径r＝14.5mm的圆柱形输出侧圆盘上，呈环形对称排列。匹配电阻约为48Ω，由5个240Ω、1/4W的电阻并联组成，按五边形排列方式焊接在N型同轴结构的输出连接器上作为电流探头的输出端。电流传感器的主体部分由铜精加工而成，表面镀银。装配好并紧密安装在法拉第笼上。衰减器为20dB的同轴衰减器，带宽1GHz。示波器采用泰克的7404B示波器，采用带宽4GHz，采用频率20G/s。连接电缆选用1m同轴电缆。法拉第笼内用来防止静电放电产生的电磁脉冲对测试产生影响，体积为1.5m×1.5m×0.6m。
相应的，本申请还公开了一种引信静电放电模块电流校准方法，所述方法使用所述校准系统，包括如下步骤：
将静电放电模拟器以及引信静电放电模块连接，构建引信静电放电系统；
将电流传感器、衰减器、连接电缆和示波器连接到一起构建引信静电放电电流波形采集系统，并将所述引信静电放电系统以及所述波形采集系统连接到一起；
使所述引信静电放电系统以及所述引信静电放电电流波形采集系统工作，利用所述引信静电放电系统进行静电放电，利用电流传感器采集静电放电电流并通过衰减器传输到示波器，完成静电放电电流波形的采集；
根据示波器采集的波形以及被测引信静电放电模块的标准值对被测引信静电放电模块的放电电流进行校正。
获得的+25kV电压对500Ω电阻放电的电流波形参见附图2，其中电流波形峰值为4.95A±5％；电流波形的上升时间为20.17ns±5％；电流波形的下降时间为403ns±5％；电流波形的半脉宽为198.7ns±5％；电流波形的持续时间为599.45ns±5％。
获得的-25kV电压对500Ω电阻放电的电流波形参见附图3，电流波形峰值为-4.94A±5％；电流波形的上升时间为20.08ns±5％；电流波形的下降时间为399.3ns±5％；电流波形的半脉宽为198.9ns±5％；电流波形的持续时间为600.1ns±5％。
获得的+25kV电压对5000Ω电阻放电的电流波形参见附图4，电流波形峰值为0.484A±5％；电流波形的上升时间为21.80ns±5％；电流波形的下降时间为4416.4ns±5％；电流波形的半脉宽为1429ns±5％；电流波形的持续时间为5517.5ns±5％。
获得的-25kV电压对5000Ω电阻放电的电流波形参见附图5，电流波形峰值为-0.476A±5％；电流波形的上升时间为22.03ns±5％；电流波形的下降时间为4419.5ns±5％；电流波形的半脉宽为1397.5ns±5％；电流波形的持续时间为5507ns±5％。
电流波形的峰值指所测信号的最大幅值，上升时间指电流波形由峰值的10％到90％所需的时间，下降时间电流波形由峰值的90％到10％所需的时间，半脉宽指电流波形由上升阶段的50％到下降阶段的50％所需的时间，波形持续时间指电流波形从上升阶段的起点到波形下降到零点所需的时间。
利用本发明构建的校准系统，在对引信静电放电模块(500pF-500Ω和500pF-5000Ω)校准时，测量到相应的电流波形要与本发明提供的波形相匹配，技术参数在表1的范围内。
表1引信静电放电电压波形
综上，所述系统和方法利用静电放电模拟器，选取500pF-500Ω和500pF-5000Ω静电放电模型来完成引信静电放电，利用电流传感器取样经衰减器传输到示波器，采集到静电放电电流波形，并获得相应特征参数。本申请给出的引信静电放电电流波形校验的参数指标和测试设备应具备的技术条件，使引信静电放电试验更具有可操作性，并保证引信静电放电试验结果的准确性和可重复性。
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