高压实验装置原理

A. 直流高压发生器的基本工作原理是什么

直流高压发生器具有多种保护功能，如：低压过流、低压过压、高压过流、高压过压、零位保护、不接地保护等。故障取样采用专用的传感器，动作时间为纳秒级，光隔离元件也为纳秒级，动作时间一般在10微秒可完全关断直流主回路。推动信号快速关断保护在输出端采用专用传感器取样，反应时间为纳秒级，通过纳秒级的光隔离元件和纳秒级的模拟开关，全过程在2微秒内将功放电路的推动信号切断，保证在输出短路的情况下不损坏功率器件。

本仪器采用高频倍压电路，应用新型PWM脉冲宽度调制技术和电压电流双闭环反馈技术，提高电源调整率和负载调整率，使电压稳定度高，纹波小。使用进口大功率IGBT器件及其驱动技术，消除开关干扰，实现直流高压发生器的高品质和便携性。选用进口高频高压整流二极管，使倍压筒更加小巧轻便，提升整机效率。

B. 高压测试仪器原理（耐压测试仪原理）

耐压测试仪，根据其作用可称为电气绝缘强度试验仪、介质强度测试仪等。其工作原理是：把一个高于正常工作的电压加在被测设备的绝缘体上，持续一段规定的时间，加在上面的电压就只会产生很小的漏电流，则绝缘性较好。程控电源模块、信号采集调理模块和计算机控制系统三个模块组成测试系统。选择耐压仪的2个指标：最大输出电压值及最大报警电流值的数值。
耐压测试仪，又叫电气绝缘强度试验仪，或叫介质强度测试仪，也有称介质击穿装置、绝缘强度测试仪、高压实验仪、高压击穿装置、耐压试验仪等。将一规定交流或直流高压施加在电器带电部分和非带电部分（一般为外壳）之间以检查电器的绝缘材料所能承受耐压能力的试验。电器在长期工作中，不仅要承受额定工作电压的作用，还要承受操作过程中引起短时间的高于额定工作电压的过电压作用（过电压值可能会高于额定工作电压值的好几倍）。在这些电压的作用下，电气绝缘材料的内部结构将发生变化。当过电压强度达到某一定值时，就会使材料的绝缘击穿，电器将不能正常运行，操作者就可能触电，危及人身安全。电气安全主要测试指标包括交/直流耐压、绝缘电阻、泄漏电流、接地电阻等。交/直流耐压试验用于检验产品在实际工作状态下的电气安全性能，是检验设备电气安全性能的重要指标之一。

C. 高压发生器的工作原理

ME—ZGF系列直流高压发生器采用PWM高频脉宽调制技术闭环调整，具有较高的电压稳定性，微小的脉动因数以及快速可靠的保护电路，显示单元采用绿色背光源的宽温液晶显示屏，可在强光及黑暗中清晰显示数据。高压单元选用杜邦新型填充材料，使产品性能更加稳定可靠。产品广泛使用于发电供电部门、输变电工程公司及大型厂矿企业的预防性实验及科研院所作为直流高压稳压电源。
产品主要技术特点
1、采用PWM高频脉宽调制技术闭环调整，具有较高的电压稳定性，微小的纹波因数，以及快速可靠的保护电路，可耐受大电容试品对地直接放电，且整机体积小，重量轻，方便野外使用。
2、全量程线性平滑调整电压，电压调节精度优于0.1%；电压测量精度0.5%，分辨率0.1Kv；电流测量精度0.5%，分辨率0.1µA。
3、供电电源为交流220V（AC220V±10%，50Hz±1%），脉动因数小于0.5%，在工作现场，可全天候使用。
4、高压倍压器采用杜邦材料全固体封装，克服了空气及充油式设备带来的不便。宽大底座光质外筒，放置稳重，维护更便利。
5、75%电压转换按钮，测试避雷器简单方便。
6、具有过压静设定功能，调节过程显示过压值；具备完善的过压、过流、短路放电保护功能，是电缆实验最佳伴侣。
7、具有完善的断线和非零电位启动保护功能，使操作者及试品随时受到安全的保护。防震控制箱整体设计，简洁、明确的面板设计及操作声音提示。

D. 高压装置是如何发明与运用的

物质在高压下的效应是人们认识物质世界极为关键的因素。此外，通过这一领域的研究还有可能合成新材料和模拟实际上无法直接观测的某些自然现象。在高压下，物质原子的空间位置和电子结构都会发生变化，从而发生相变。这对分子也一样。例如冰在压力下有几种不同的结晶状态，且熔点可高达400℃。化学家对高压研究很感兴趣，因为他们渴望通过高压作用合成新的材料；地质学家和地球物理学家则希望利用高压在实验室里模拟地壳和地幔之下的物理化学过程。

虽然高压物理这样吸引人，但是这个领域却开拓得较晚。这是因为技术上的困难很大，产生高压的有效装置很晚才被研制出来。直到1850年左右，科学家才研制达到了3000公斤/厘米2的压强，并在这个压力条件下实现了气体的液化。1893年，德国的塔曼开创了一系列高压物理实验，但主要是研究高压下的相变，如熔化等。

在高压物理理论和技术领域中做出最杰出贡献的人当首推美国物理学家布里奇曼。为了进行高压实验，他设计了一种专门的压力设备，并通过它进行实验研究，从而发现了行之有效的无支持面密封原理，其密封度随着压强的升高而升高。这样，高压装置就不再受到漏压的限制，而只与材料的强度有关。

1910年，布里奇曼等人根据这种密封原理设计出压强可达20000公斤/厘米2的高压装置，这是世界上第一个切实可行的高压装置。后来，布里奇曼又使用了特殊合金——碳化钨，并制成二级高压容器。就这样，他利用自己出色设计的高压设备和娴熟运用现代技术的能力，一步一步地把压强提高，终于做到能在100000公斤/厘米2的压强下进行实验工作。在某些情况下，压强甚至可以达到400000～500000公斤/厘米2。布里奇曼测定了在30000～400000公斤/厘米2流体静压强下的100多种物质的力学、电学、热学性质的数据，引起了其他物理学家的注意，特别是他发现了许多物质的变体，如磷的同位素异构体黑磷，6种以上的冰的异构体等。他还在高压物理各个方面都进行了深入的研究，像测量物质的电导率、热导率、压缩率、抗拉强度和黏滞性等都在技术应用上具有很大价值。他的关于大量材料的压缩率的测定，至今还经常作为标准而引用。他发现的铋、钡、碲等元素的高压相变点也成了测量高压的标准。

在高压物理的应用方面，人们最突出的成果当属人工合成金刚石。1953年，美国通用电气公司在布里奇曼高压装置的基础上，设计了一种叫做“BELT”型的高压装置，并利用它于1955年首次合成了金刚石，引起了整个工业界的轰动。后来，他们又合成了其他多种超硬材料。

目前，世界上的高压实验室总数已经超过了上百个。美国和日本的物理学家利用金刚石高压设备进行研究，得到了许多重要数据。他们利用X射线和激光加热高压容器，肯定了地幔深处的相变。以前人们曾认为地幔的相变是正交晶系变成尖晶石，并最终变成密堆积的氧化物。现在根据高压实验发现存在着有钙钛矿和钛铁矿结构的尖晶石相，这一结果导致了科学家对地震数据的修正。此外，世界上其他国家也纷纷在进行高压方面的研究，以便更快地推动科技的进步。

E. 串联谐振试验装置产生高压的原理是什么

串联谐振试验装置产生高压的原理是什么？

串联谐振试验装置分为调频式和调感式，一般是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成，被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式。分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号。

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现电阻性，这种现象叫串联谐振；当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R^2 +（XC-XL）^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

如果谐振频率等于电源频率，则电感和电容上的电压都可以超过电源电压的好多倍，这就像荡秋千一样，只要顺应它的节凑，不必用很大的力，就可越荡越高，从而升压，从理论上说，反正电容和电感的阻抗相抵消，只剩下直流电阻，因此电流可以很大，电阻是耗能元件，电容和电感是储能元件，电源是供能元件；如果一个周期内补充的能量大于电阻消耗能量，系统能量增大（电感电容两端电压就升高），回路电流就增大，电阻耗能增大，从而达到平衡，电线电缆试验就是利用串联升压而得到高电压。

F. 获得1947年诺贝尔物理学奖的由美国人P.W布里厅曼了明的超高压装置的工作原理是什么

布里奇曼1882年出生于美国马萨诸塞州，1900年进入哈佛大学，开始对高压物理学的研究产生兴趣。高压物理学的发展受到设备的限制，面临两个技术难题，一是传递压力的流体的泄漏，一是压力容器的破裂。1909年布里奇曼发明了“无支持面”原理自密封装置，成功地产生了20000个大气压的高压。1937年，布里奇曼率先采用美国新出现的高耐压强度材料制造高压设备，并设想出外部支持的办法，获得了50000个大气压的压力。1941年他用改进了的外部支持装置获得100000大气压的压力，同时他还才一种交叉刀刃原理，获得过425000大气压的压力。1952年他又发明了一种更为完善的高压装置—站式设备可使高压稳定地保持在100000大气压，而且操作和测量都比较方便。布里奇曼因发明产生超高压的装置及利用这些装置在超高压领域的做出的众多贡献，获得了1946年的诺贝尔物理奖。
作为高压物理方面的杰出实验专家，他十分注重亲身实践，每项实验研究都亲自参加制作设备和仪器，甚至像加工机械零件、吹玻管、钻孔这些事他亲自动手，实验过程中也亲自操作。他的独立性很强，对人对自己都强调独立思考，科学研究中也几乎单干，很少与别人合作，甚至研究生也不愿多带，除了几篇别的课题的论文之外，他指导的高压物理方面的博士论文总共只有14篇。布里奇曼一生发表了260篇论文和13本书，只有2篇论文是和别人合作的。

1994年诺贝尔化学奖得主、PCR(聚合酶链反应) 发明人穆利斯（K.Mullis）也是一个单干的典型。穆利斯1944年12月出生在美国的北卡罗来纳州，1972年获得加州大学伯克利分校生物化学博士学位。1979年穆利斯进入西斯特公司，从事DNA的合成工作。穆利斯是一个个性独特、不善于合作的科学家，在实验室的其他科学家多次产生矛盾，与实验室的雇员发生性关系，拿枪和用拳头威胁跟他女朋友约会的同事。由于忘了带证件而被警卫员挡在门外，他甚至威胁警卫员。因此，他被免去了DNA合成实验室主任的职务。不过，公司并没有开除穆利斯。穆利斯具有强烈的个人功利主义思想，拒绝承认PCR组的集体努力和全体人员的敬业精神是导致该方法成功的重要原因。穆利斯是最先提出PCR概念的人，是坚信它具有光明前景的几个人之一，他认为公司在他的第一篇关于PCR的论文的发表上出现了失误，因此对优先权和专利署名提出了过分要求，要求作为今后5年内公司的每一篇关于PCR的论文的第一作者。穆利斯离开公司的时候得到了公司支付参与某项发明或者开发某个产品的最高奖1万美元。

G. 高中物理演示实验中有一种装置能够产生高压，叫电子开关式感应圈，分析下原理，如何产生高压直流脉冲

用个高压变压器就行了
（1）不过有的外接直流电源 这时就需用震荡电路变成交流电 ” 放大“后再用升压变压器升压升压
（2）大多数感应圈是有正负极的 升压后 再用个高压二极管整流一下就行了
（3）为了稳定性和效率 50Hz的交流电频率太低 所以大多数感应圈先把交流变成直流 再变成高频率的交流 再升压