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一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管及其測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管以及測量方法，包括殼體以及外部電路，殼體內為真空狀態，殼體內的一側設有電子槍、殼體內的另一側設有接收導電板，電子槍與接收導電板之間依次設有柵極、聚焦系統、加速系統及偏轉極板，電子槍發射的電子經柵極形成電子束，再經聚焦系統、加速系統以及偏轉極板后轟擊到接收導電板上；外部電路包括第一電阻、第二電阻、第一電源及第二電源，電子槍的正極與第二電源的正極相連接，接收導電板的兩端分別與第一電阻的一端及第二電阻的一端相連接，第一電阻的另一端及第二電阻的另一端均與第一電源的正極相連接，第一電源的負極及第二電源的負極均接地。本發明可以測量高壓高頻信號的電壓。
【專利說明】一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管及其測量方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于高壓電器的測量領域，具體涉及一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管及其測量方法。

【背景技術】
[0002]目前，由于在高電壓領域電壓幅值一般為幾千到幾兆伏，遠大于示波器等通用測量記錄設備所能承受的最高電壓，因此必須通過分壓器將一次高壓信號轉換為低壓信號后方可輸入測量設備。現有的高電壓分壓器主要有電阻式、電容式和阻容混合式三種。因為受到器件寄生參數和絕緣結構的影響，現有分壓器很難同時滿足高輸入阻抗和寬頻率響應的要求，具體的現有的分壓器很難實現對高壓高頻信號的測量。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管及其測量方法，該陰極射線管及其測量方法實現對高壓高頻信號的電壓測量。
[0004]為達到上述目的，本發明所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管包括殼體以及外部電路，殼體內為真空狀態，殼體內的一側設有電子槍、殼體內的另一側設有接收導電板，電子槍與接收導電板之間依次設有柵極、聚焦系統、加速系統及偏轉極板，電子槍發射的電子經柵極形成電子束，電子束經聚焦系統聚焦、加速系統加速以及偏轉極板偏轉后轟擊到接收導電板上；
[0005]所述外部電路包括第一電阻、第二電阻、第一電源及第二電源，電子槍的正極與第二電源的正極相連接，接收導電板的兩端分別與第一電阻的一端及第二電阻的一端相連接，第一電阻的另一端及第二電阻的另一端均與第一電源的正極相連接，第一電源的負極及第二電源的負極均接地。
[0006]所述殼體的一側為圓柱型結構,殼體的另一側為圓錐形結構。
[0007]所述接收導電板的厚度為50-150 μ m，接收導電板電阻值為100_500kQ。
[0008]所述接收導電板通過耐電子轟擊的導電材料制作而成。
[0009]相應的，本發明所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管的測量方法包括以下步驟:
[0010]將待測的高壓高頻信號作用于偏轉極板上，同時電子槍發射的電子經柵極形成電子束，電子束經聚焦系統聚焦后進入到加速系統中，加速系統對聚焦后的電子束進行加速，加速后的電子束進入到偏轉極板之間，由于偏轉極板上接入待測高壓高頻信號，加速后的電子束受到偏轉極板的作用進行偏轉，然后轟擊到接收導電板上，獲取電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板兩端電壓的變化量，并根據電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板兩端電壓的變化量得到電子束轟擊到接收導電板的位置，然后再根據電子束轟擊到接收導電板上的位置得到待測高壓高頻信號的電壓強度。
[0011]本發明具有以下有益效果:
[0012]本發明所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管及其測量方法在測量高壓高頻信號的電壓時，只需將所述高壓高頻信號接入到偏轉極板上，同時電子槍發射的電子經柵極形成電子束，電子束經聚焦系統聚焦、加速系統加速、以及偏轉極板偏轉后轟擊到接收導電板上，獲取電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板兩端電壓的變化量，然后根據電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板兩端電壓的變化量得到電子束轟擊在接收導電板上的位置，然后根據電子束轟擊在接收導電板上的位置得到待測的高壓高頻信號的電壓，測量方便、簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構示意圖。
[0014]其中，I為電子槍、2為柵極、3為聚焦系統、4為加速系統、5為偏轉極板、6為接收導電板、7為殼體。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0016]參考圖1，本發明所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管包括殼體7以及外部電路，殼體7內為真空狀態，殼體7內的一側設有電子槍1、殼體7內的另一側設有接收導電板6，電子槍I與接收導電板6之間依次設有柵極2、聚焦系統3、加速系統4及偏轉極板5，電子槍I發射的電子經柵極2形成電子束，電子束經聚焦系統3聚焦、加速系統4加速以及偏轉極板5偏轉后轟擊到接收導電板6上；所述外部電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電源及第二電源，電子槍I的正極與第二電源的正極相連接，接收導電板6的兩端分別與第一電阻Rl的一端及第二電阻R2的一端相連接，第一電阻Rl的另一端及第二電阻R2的另一端均與第一電源的正極相連接，第一電源的負極及第二電源的負極均接地。
[0017]需要說明的是，所述殼體7的一側為圓柱型結構，殼體7的另一側為圓錐形結構，接收導電板6的厚度為50-150 μ m,接收導電板6電阻值為100_500k Ω。
[0018]需要說明的是，所述殼體7的一側為圓柱型結構，殼體7的另一側為圓錐形結構，接收導電板6通過耐電子轟擊的導電材料制作而成。
[0019]本發明所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管的測量方法包括以下步驟:
[0020]將待測的高壓高頻信號作用于偏轉極板5上，同時電子槍I發射的電子經柵極2形成電子束，電子束經聚焦系統3聚焦后進入到加速系統4中，加速系統4對聚焦后的電子束進行加速，加速后的電子束進入到偏轉極板5之間，由于偏轉極板5上接入待測高壓高頻信號，加速后的電子束受到偏轉極板5的作用進行偏轉，然后轟擊到接收導電板6上，獲取電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板6兩端電壓的變化量，并根據電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板6兩端電壓的變化量得到電子束轟擊到接收導電板6的位置，然后再根據電子束轟擊到接收導電板6上的位置得到待測高壓高頻信號的電壓強度。
[0021]本發明的工作原理:接收導電板6為一長條形高電阻率的接收電阻板，位置③為沒有接入高壓高頻信號時電子束入射點，接收導電板6有2個引出電極①和②，用于連接外部電路，當電子束落在接收導電板6中間點時，則電極①和②之間電位差約為0V。當電子束經過偏轉落點向接收導電板6電極①靠近時，接收導電板6上端的等效電阻將逐漸減小，接收導電板6下端的等效電阻將逐漸增大，此時上下兩端的等效電阻與第一電阻Rl和第二電阻R2的分壓將發生變化，電極①和②之間將會出現電壓波動。根據U12的幅值可推算出接入在偏轉極板5之間的電壓值。由于本發明所述的用于高電壓快速響應測量的陰極射線管為真空狀態，絕緣特性良好。通過改變偏轉極板5的位置和大小即可實現不同電壓等級的測量。輸出電壓U12由于只和電子束的能量有關，所以本裝置良好的實現了輸入輸出高低壓的隔離，以及高輸入阻抗對于被測量電路的影響。
[0022]雖然已經結合當前認為的實用示范性實施例描述了本發明，但是將理解，不限于所公開的實施例，而是，相反，本發明旨在覆蓋包括在所附權利要求的思想和范圍內的各種修改和等價布置。
【權利要求】
1.一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管，其特征在于，包括殼體(7)以及外部電路，殼體(X)內為真空狀態，殼體(X)內的一側設有電子槍(I)、殼體(X)內的另一側設有接收導電板(6)，電子槍(I)與接收導電板(6)之間依次設有柵極(2)、聚焦系統(3)、加速系統(4)及偏轉極板(5)，電子槍(I)發射的電子經柵極(2)形成電子束，電子束經聚焦系統(3)聚焦、加速系統(4)加速以及偏轉極板(5)偏轉后轟擊到接收導電板(6)上； 所述外部電路包括第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、第一電源及第二電源，電子槍(I)的正極與第二電源的正極相連接，接收導電板(6)的兩端分別與第一電阻(Rl)的一端及第二電阻(R2)的一端相連接，第一電阻(Rl)的另一端及第二電阻(R2)的另一端均與第一電源的正極相連接，第一電源的負極及第二電源的負極均接地。
2.根據權利要求1所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管，其特征在于，所述殼體(7)的一側為圓柱型結構，殼體(7)的另一側為圓錐形結構。
3.根據權利要求1所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管，其特征在于，所述接收導電板(6)的厚度為50-150 μ m，接收導電板(6)電阻值為100_500kQ。
4.根據權利要求1所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管，其特征在于，所述接收導電板(6)通過耐電子轟擊的導電材料制作而成。
5.一種用于高壓快速響應測量的陰極射線管的測量方法，基于權利要求1所述的用于高壓快速響應測量的陰極射線管，其特征在于，包括以下步驟: 將待測的高壓高頻信號作用于偏轉極板(5)上，同時電子槍(I)發射的電子經柵極(2)形成電子束，電子束經聚焦系統(3)聚焦后進入到加速系統(4)中，加速系統(4)對聚焦后的電子束進行加速，加速后的電子束進入到偏轉極板(5)之間，由于偏轉極板(5)上接入待測高壓高頻信號，加速后的電子束受到偏轉極板(5)的作用進行偏轉，然后轟擊到接收導電板(6)上，獲取電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板(6)兩端電壓的變化量，并根據電子束轟擊前與電子束轟擊時接收導電板(6)兩端電壓的變化量得到電子束轟擊到接收導電板￠)的位置，然后再根據電子束轟擊到接收導電板(6)上的位置得到待測高壓高頻信號的電壓強度。
【文檔編號】G01R19/00GK104134601SQ201410353714
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】翟小社, 王建華, 耿英三, 張偉, 姚曉飛 申請人:西安交通大學