1428
實驗名稱：交變電場下聚乙烯中空間電荷分布研究
測試設(shè)備：高壓放大器、壓電傳感器、示波器、電極等。
圖1：交變空間電荷測試平臺結(jié)構(gòu)圖
實驗過程：
一、交變高壓源
交變高壓源為試樣提供測試所需的高壓電場環(huán)境，采用高壓放大器，高壓放大器在工作時需要輸入一個幅值較低的控制信號，高壓放大器將控制信號放大后輸出。
二、PEA測試平臺
如上圖1所示，PEA測試平臺包括電極、傳感器、放大器等器件。交變電壓接入金屬絲桿通入上電極，絲桿外包裹絕緣層穿過電極外殼，由于交變電壓容易在尖端產(chǎn)生電暈，因此使用均壓球優(yōu)化接口處電場分布。脈沖源在電極側(cè)面的BNC接口處接入，脈沖經(jīng)電容C0耦合在試樣上，電容C0還起到隔絕交變高壓、防止對脈沖源造成損害的作用。整個電極通過緊固件固定后與試樣緊密接觸，在置換試樣時可方便地拆卸。上電極與試樣間放置一個半導(dǎo)體薄片，用于優(yōu)化電場分布和吸收試樣中向上傳播的聲波，減少反射聲波對測量結(jié)果的影響。
高性能示波器對交流電場下不同相位的空間電荷進(jìn)行快速采集和保存。交流電場下采集的空間電荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大，受限于數(shù)據(jù)傳輸速度，本文采用離線處理方式，采集到的空間電荷信號首先存儲在示波器中，隨后在計算機(jī)上使用處理軟件進(jìn)行平均和恢復(fù)等。
四、設(shè)計測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2：交變電場空間電荷測量系統(tǒng)原理圖
PEA法交變電場空間電荷測試系統(tǒng)的基本原理如圖2所示，高壓電源提供交變電場，脈沖源提供脈沖激勵，交變電場和脈沖電場共同耦合在待測試樣上。試樣中的空間電荷產(chǎn)生的機(jī)械聲波被傳感器轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)放大接入示波器保存，通過檢測到的電信號強(qiáng)度和傳播到達(dá)時間判定空間電荷的電荷量和位置。
五、測試軟件
基于Labview編寫了測試軟件，將參數(shù)設(shè)置集成在測試軟件中，計算機(jī)通過雙絞線和RS232串行接口連接示波器、脈沖源、函數(shù)發(fā)生器，實現(xiàn)統(tǒng)一控制。
實驗結(jié)果：
對比設(shè)計了交變電場下空間電荷測量系統(tǒng)除脈沖源以外的其他組成模塊：采用函數(shù)發(fā)生器與高壓放大器產(chǎn)生交變高壓；設(shè)計了測試平臺，能夠?qū)⒖臻g電荷量化為電信號輸出；對比了數(shù)字信號平均器與示波器，并選用高性能示波器采集空間電荷信號；設(shè)計了純阻性分壓器對施加在試樣上的電壓進(jìn)行監(jiān)控。
將所有模塊、部件整合，搭建了完整的交變電場空間電荷測試系統(tǒng)。測量系統(tǒng)可實現(xiàn)50Hz單周期內(nèi)20~60個相位點的空間電荷測量、采集和保存，每個相位點上施加的脈沖簇對應(yīng)的相位跨度在2度以內(nèi)。
電壓放大器推薦：ATA-7030
圖：ATA-7030高壓放大器指標(biāo)參數(shù)
本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續(xù)關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費試用。如想了解更多高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html
