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保偏膜式光学电流传感器研究

光学电流传感器是指那些利用光学技术直接或间接地对电流换能或测量从而实现对电流传感的装置。用光学电流传感技术取代基于电磁感应原理的电流互感技术是电力输送工业中电流测量与线路保护技术的一场革命性的变革。本文选定以保偏膜式光学玻璃电流传感器(Bulk Glass OCS:BGOCS)为研究对象对其进行全面深入的研究。选题具有理论价值与指导工程实际的意义。论文建立了BGOCS的数学模型,提出并实现了保偏膜式BGOCS传感头两个光学参量的测量方法以及波片相位延迟角的测量方法,为传感头光学性能实验研究创造了条件;分析了恒定温度条件下反射相移、线性双折射等对BGOCS性能的影响;研究了在环境温度变化导致光源中心波长移动时反射相移、线性双折射和Verdet常数这三个光学参量色散特性及其对系统输出的影响;研究了这三个光学参量各自的温度特性及其对输出尺度因子的影响;研究了环境温度变化导致光源中心波长移动条件下三个光学参量色散特性与温度特性对BGOC  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

光源谱宽对光学玻璃电流传感器输出的影响

光学电流传感器是指那些利用光学技术直接或间接地对电流换能或测量从而实现对电流传感的装置。用光学电流传感技术取代基于电磁感应原理的电流互感技术是电力输送工业中电流测量与线路保护技术的一场革命性的变革。本文选定以保偏膜式光学玻璃电流传感器(Bulk Glass Optical Current Sensor:BGOCS)为研究对象,研究了光源谱宽对其输出的影响。选题具有理论价值与指导工程实际的意义。系统采用的光源超发光二极管(Super Luminescent Diode:SLD)是宽带光源。论文结合生产厂商的技术资料和实际测量的SLD光源的功率谱密度,采用高斯分布近似其功率谱密度,建立了光源振幅的色散模型。SLD是低相干光源,其总光强可以通过对每个单一波长的光强求和或者积分求出。基于这个原理,论文建立了宽带光源带来的波长积累效应的理论模型。然后分别仿真了Verdet常量、线性双折射和反射相移的波长积累效应及其相互之间的联合积累效应。...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

基于MEMS的光学电流传感器与微纳安检流计的研究

高压大电流和微纳安电流的测量是电流传感器领域中的两个重要应用方向,这两类电流信号难以直接测量,必须对其信号进行处理、变换才能达到精确测量的目的。光学电流传感器与传统的电流互感器相比具有很多优点,但在实际应用中还受到多种因素的制约,其中温度引起的精度问题和传感头老化问题最为明显,目前还正处于研究和试验阶段。对于微纳安电流的测量,通常采用将输入电流进行放大的电路检测法,然而放大器对输入信号放大的同时也对干扰噪声进行放大,使测量结果产生较大的影响。结合MEMS技术可大批量、高一致性、低成本的加工特点和光纤传感技术,本论文提出了基于MEMS的光学电流传感器(MEMS-OCS)和微纳安检流计,主要进行了如下的研究工作:(1)针对频率50Hz几百到几千安培范围内高压电流的电力工业测量需求,论文首次提出由Rogowski线圈、MEMS扭转微镜和双光纤准直器构成的光学电流传感器探测头,通过电阻的温度补偿设计,MEMS-OCS可以满足0.2%—0...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电声技术》2019年04期
电声技术

电流传感器技术发展与探索

在整个物理界中,电流是一种最简单的物理到电磁场。经过对电流方法的检测,能够在第一时量,在日常生活中对电流测量有着非比寻常的作间检测和对整个系统或者机器设备进行保护,对当用。物理家和电气工程师在很长的一段时间里对今企业来说,电流传感器对现在的电流测量产品来电流进行精细的测量。在20世纪70年代,分流被说扮演的角色已经越来越重要[2]。用来电流的量测;在20世纪初,电流变压器和罗氏1高精度高隔离电流传感器线圈被用来电流的量测。20世纪20年代[1],高精确度比较高的直流变压器和利用磁效应的磁性电高精度高隔离电流传感器的供电方式是应用流场传感器被用来测量大直流电流。20世纪40年10 V单电源进行充电,输出电压从0 V到3 V,稳定代,半导体技术的发展已经越来越成熟,也已经被的零电流输出为1. 5 V,因此,当高精度高隔离电流很多企业使用,以霍尔效应为基础的霍尔感应单元传感器采用5 V电源供电时,其输出可以在单片机电流传感器在20世纪...  (本文共3页) 阅读全文>>

《物理通报》2016年11期
物理通报

虚实结合的电学实验创新——无线电压、电流传感器的设计原理

电流和电压的测量在高中物理实验中是非常重要的,在《物理·选修3-1》的“恒定电流”一章中,有大量的课堂演示实验和学生实验,都需要对电流和电压进行测量.在传统的教学工具下,使用老式的磁电式电表来测量电流和电压.在DISLab出现后,可以使用电流、电压传感器来进行测量.但是,上述方法中的任何一种,都存在着缺点.1原有测量仪器的缺点1.1磁电式电表的缺点传统的磁电式电表应用电磁原理工作,驱动指针运动,是依靠指针在面板上停留位置来显示电流和电压大小的电表.这类电表的显示方式是纯模拟(指针的偏转角度),形象直观,不需要任何的翻译或解释.但实验室常用的磁电式电表都由小量程的电流表G(表头,也叫灵敏电流计)改装而成,其内阻并不太理想.一般电流表内阻约为0.1Ω,电压表内阻大约为3 000Ω,因此在测量时,电流表的分压以及电压表的分流必然会带来实验误差.再者,实验室所用电表表盘太小,用于学生实验尚可,但若用于课堂演示却无法得到良好的效果,即使是...  (本文共3页) 阅读全文>>

《仪表技术与传感器》2016年12期
仪表技术与传感器

泄漏电流测量用高精度电磁式微电流传感器的研制

0引言通过在线监测技术可以获得高压电机、电力电缆、避雷器等电气设备的绝缘状态,而在线监测的关键技术是泄漏电流的测量。由于泄漏电流的数量级均在几μA到几十μA,普通的小电流传感器难以满足需求。因此,研制一种高精度的微电流传感器对电气设备绝缘状态的在线监测具有重要意义。对于微电流传感器的研究始于20世纪50年代,之后很多学者在提高灵敏度和带宽方面对微电流传感器进行了改进。2008年,华中科技大学采用整合两个罗氏线圈的方法提高了微电流传感器的灵敏度,实现了高频脉冲信号的可靠检测。2010年,重庆大学研制的无源微电流传感器,综合应用软硬件抗干扰以及锁相倍频跟踪技术,解决了有源电流传感器存在零漂的技术难题,检测范围为0.1 m A~1 A。目前研制出的微电流传感器虽然精度及灵敏度有了很大的提高,但是仍旧无法准确测量几十μA的泄漏电流。针对上述问题,从单匝穿心式电流传感器原理入手,并对输出的微弱信号进行处理,利用频谱分析法测量传感器的误差。...  (本文共5页) 阅读全文>>