光纖電流傳感器的研制

1、分類號密級UDC學位論文光纖電流傳感器的研制（題名和副題名）龐碧波（作者姓名）指導教師姓名劉永智教授電子科技大學成都（職務、職稱、學位、單位名稱及地址）申請學位級別碩士專業(yè)名稱光學工程論文提交日期2009.4論文答辯日期2009.5學位授予單位和日期電子科技大學電子科技大學成都答辯委員會主席評閱人2009年5月25日注1注明《國際十進分類法UDC》的類號摘要I摘要隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電流測量器件在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中缺點越來越明顯，如：

2、傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng)不能滿足高壓下大電流的檢測需要，因此尋求合適的替代產(chǎn)品成為必然。與些同時，光纖傳感技術(shù)在電流測試中優(yōu)勢逐漸增多，所以人們對光纖傳感技術(shù)在電流測量中的運用更加重視。本文介紹的光纖電流傳感器正是以光纖傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的傳感器件，器件以光纖作為傳輸媒質(zhì)，用以法拉第磁光效應為工作原理的磁光材料作為傳感元件，具有抗電磁干擾(EMI)、重量輕、尺寸小、帶寬大、信號傳輸方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、靈敏度高、可實現(xiàn)電流值的線性檢測等特點，適用于電

3、力系統(tǒng)中高壓下的電流檢測。文章中簡要介紹了光纖電流傳感器的研究現(xiàn)狀、現(xiàn)實意義和研究背景，詳細論述了種類、工作原理、設(shè)計制作過程。根據(jù)各種類型光纖電流傳感器的優(yōu)點、缺點、現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展水平、以及本課題的實用性要求提出了一種塊狀磁光材料電流傳感器結(jié)構(gòu)。并從光路設(shè)計和電路設(shè)計兩方面詳細闡述了光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)組成。光路設(shè)計方面，通過分析各組成元件的種類、特性，并結(jié)合系統(tǒng)需要，實現(xiàn)了光源、準直器、偏振片的選取。電路設(shè)計方面，激光驅(qū)動電路通過光

4、功率反饋實現(xiàn)光源的穩(wěn)定輸出；光探測及放大電路實現(xiàn)信號的光電轉(zhuǎn)換并放大、濾波，得到清晰的電壓信號；直流通路、交流通路分別實現(xiàn)直流、交流的提取。最后，設(shè)計和建立了實驗系統(tǒng)，分別在不同的交流電流和脈沖電流下對系統(tǒng)作了測試，把本系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)與標準器件測量結(jié)果進行對比進行誤差分析。根據(jù)分析對系統(tǒng)進行改進、再測試。改進后的測試結(jié)果表明該光纖電流傳感器的各項性能均達到設(shè)計要求，且它的量程為50～34000安培，誤差小于5％，響應時間小于10微秒。關(guān)鍵