光纖電流傳感器的研制

1、分類號(hào)密級(jí)UDC學(xué)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(dǎo)教師姓名劉永智教授電子科技大學(xué)成都（職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱光學(xué)工程論文提交日期2009.4論文答辯日期2009.5學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)成都答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人2009年5月25日注1注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)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(diǎn)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(shí)，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(duì)光纖傳感技術(shù)在電流測量中的運(yùn)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(yīng)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(hào)傳輸方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、靈敏度高、可實(shí)現(xiàn)電流值的線性檢測等特點(diǎn)，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(shí)意義和研究背景，詳細(xì)論述了種類、工作原理、設(shè)計(jì)制作過程。根據(jù)各種類型光纖電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展水平、以及本課題的實(shí)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(jì)和電路設(shè)計(jì)兩方面詳細(xì)闡述了光纖電流傳感器的結(jié)構(gòu)組成。光路設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了光源、準(zhǔn)直器、偏振片的選取。電路設(shè)計(jì)方面，激光驅(qū)動(dòng)電路通過光

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