測量沖擊電流測量裝置的動態特性、標準雷電流誤差測量以及線性度試驗，以驗證線圈的設計參數。

動態特性

沖擊電流測量裝置的動態特性可通過階躍波響應試驗獲得。圖1(a)為方波電流發生電路，從圖中可以看出，采用同軸電纜作為儲能裝置，使用直流源通過充電電阻對同軸電纜充電，充電完成之后，觸發繼電器對回路放電，羅氏線圈在回路中穿心而過，金屬回流外殼上流過的電流與繼電器支路上流過的電流大小相同，方向相反,盡可能地減小回路雜散電感。實驗時同軸電纜的長度為100叫同軸電纜的波阻抗為50 %,當充電電壓為1 000 V時，產生的方波電流幅值約為20 A，脈寬約1 μs圖1(b)為階躍波響應波形，根據數據計算得到上升時間約為88.4 ns，相對過沖小于10%$根據標準要求,可測量上升時間小于1陰的沖擊電流波形。

階躍響應波形

圖1測量裝置階躍響應實驗

4.4沖擊電流波形測量

圖 2 為羅氏線圈測量裝置中測量沖擊電流波形的測量回路,為了改善測量回路的抗干擾能力，圈外殼與雙層屏蔽電纜的外層屏蔽相連，然后與數據采集單元的金屬外殼相連，消除共模干擾。線圈通過積分之后的信號與同軸電纜的芯線和內層屏蔽相連，最終進入數據采集單元兩端，數據采集單元測量的是差分信號。

圖 2測量沖擊電流的測量回路

圖3( a)為羅氏線圈的感應電壓波形，為被測沖擊電流的微分信號。從圖中可以看出，波形起始位置的振蕩非常小，由此可見線圈的抗干擾能力非常強。圖3(b)為增加積分回路后，整個傳感器的測量波形與Pearson線圈測量波形的比較，羅氏線圈的設置比例系數為1-25 V/kA,圖中顯示2種傳感器輸出波形高度吻合。在正負極性20 kA下重復測量 10 次,峰值電流測量誤差平均值為 0.15%,時間參數波頭時間 T和半峰值時間 T的誤差分別為0.3%利01%。

(b)增加積分回路后測量波形

圖3研制線圈與Pearson線圈測量波形比對

4線性度測量

線性度試驗測量回路如圖 4 所示從圖中可以看出Pearson 線圈和數字記錄儀組成標準測量裝置.該測量裝置峰值參數的測量不確定度為 0.6%.時間參數測量不確定度為 1.5%。比對時環境溫度20C相對濕度54%。PCB 羅氏線圈和采樣率500MS/s,垂直分辨率為 10 Bt 的數字示波器組成被測測量裝置。數字示波器的沖擊刻度因數由沖擊電壓標準波源校準得到。

圖 4 線性度試驗回路

改變電容充電電壓即可改變沖擊電流幅值。該沖擊電流發生回路產生8/20 μs的標準雷電流波形。圖5為PCB羅氏線圈組成的測量裝置的比例系數隨電流峰值變化的情況，從圖中可以看出，比例系數隨著電流的增大而增大，在5~40 kA的電流范圍內，羅氏線圈的比例系數從1-25 V/kA增大至 1.254 V/kA,變化量約為0.3%。

圖5 測量裝置比例系數隨電流的變化