光纖電壓傳感器

介紹了光纖電壓傳感器的工作原理,研究了光纖電壓傳感器的信號接收與處理電路部分,設計并測試了放大濾波電路、模數轉換及單片機的信號處理電路,對高壓測量中的誤差來源進行了分析。

評述了光纖電壓傳感器研究的現狀,對其系統進行了研究與設計,分析了光纖電壓傳感器的檢測原理及系統構成、信號調理電路的系統結構和光纖收發模塊原理.

研究了光纖電壓傳感器光路系統中光源、光纖、電光晶體和光電探測器對測量誤差的影響.結果表明,采用譜線寬度窄、溫度漂移小的光源,可減小電光效應的相位延遲誤差;采用單模光纖有利于提高信噪比;采用多次提拉的純凈bgo晶體,可抑制雙折射的影響;采用暗電流小、線性度好的光電探測器,有利于減小傳感器的漂移,改善傳感器的線性度.

研究了光纖電壓傳感器光路系統中光源、光纖、電光晶體和光電探測器對測量誤差的影響．結果表明。采用譜線寬度窄、溫度漂移小的光源，可減小電光效應的相位延遲誤差；采用單模光纖有利于提高信噪比；采用多次提拉的純凈bgo晶體，可抑制雙折射的影響；采用暗電流小、線性度好的光電探測器，有利于減小傳感器的漂移，改善傳感器的線性度．

光纖電壓傳感器系統的硬件設計是傳感器的重要組成部分,其設計的好壞直接關系到系統安全、可靠地運行.鑒于此,本文主要就光纖電壓傳感器模擬系統的硬件電路設計和制作進行了探討.

設計了一種新型的光纖電壓傳感器。將fabry-perot腔(簡稱f-p腔)粘在石英晶體上,根據石英晶體的逆壓電效應,在高壓作用下晶體會發生形變,使粘于其上的f-p腔腔長發生改變,相應在f-p腔中的干涉波長也發生變化。通過可調f-p腔對其輸出光譜進行掃描,以實現光譜恢復,得到中心波長的變化,根據中心波長與干涉腔長的關系,實現對電壓的實時測量。實驗結果表明,該電壓傳感系統可靠性好,精度高。

基于電光晶體的光學電壓傳感器由于其器件的加工和裝配工藝都比較復雜,限制了其應用。本文設計了一種簡易的基于bgo晶體電光效應的光纖電壓傳感器傳感頭結構,雖然犧牲了一定的精度,但可大大降低加工和裝配的難度。對此結構的穩定性和準確度進行了分析,并利用虛擬儀器測試系統,對制作的光纖電壓傳感器的實驗原型的性能進行了測試,結果表明系統的準確度和穩定性已基本達到設計要求。

介紹了基于模間干涉的全光纖電壓傳感器結構及原理,利用兩個光電二極管探測雙模光纖輸出的相干模斑光強,通過模斑光強的變化測量待測電壓引起的模間相位差變化,討論了含源零差檢測法的相位跟蹤原理,給出了相位檢測系統及電路,仿真和實驗結果表明此設計方案能達到相位跟蹤的目的。

1 光電壓傳感器原理 光電壓傳感器 　　光波是一種橫波，它的光矢量與傳播方向垂直。如果光波的光矢量方向不變，大小隨相位改變，這樣的光稱為線 偏振光；如果光矢量的大小不變，而方向繞傳播方向均勻的轉動，這樣的光稱為圓偏振光；如果光矢量和大小都在有 規律的變化，且光矢量的末端沿著一個橢圓轉動，這樣的光稱為橢圓偏振光。 　　在電場（或電壓）的作用下，一些本身沒有雙折射現象的材料會產生雙折射效應，使光波的兩偏振分量之間出現 相位差，這就是電光效應。檢測出相位差，就可以計算出電壓或電場強度的大小。由于相位較難測量，故一般利用偏 光干涉原理將相位調制轉化為強度調制，傳感器輸出光強的大小即能反映被測電壓，這就是光電壓傳感器測量電壓的 基本原理。 圖示：一種實用的光電壓傳感器示意圖 　　光電壓傳感器的檢測原理類似于光電流傳感器，由一個1/4波長板和兩個偏振器組成的偏振檢測系統將普克爾斯偏 振調制轉化

875型傳感器為靜電電荷累積在線實時監測而設計。該傳感器配備具有自動校正技術的測量探針，即便是非接觸式探針和檢測面的距離發生變化時，自動校正技術仍能保持高的精確度和速度，極大增強了傳感器的能力。采用din封裝設計，傳感器外殼安裝在35mm的din支架上。

電壓傳感器 (2)

清華大學2012屆畢業設計說明書 第1頁共46頁 1引言 1.1研究背景及意義 隨著工業化的發展，我們的生活及環境的污染迅速增加，環境中存在著各種有毒有 害、易燃易爆氣體，從家用液化石油氣、城市煤氣以及天然氣到工業生產過程中產生的 廢氣、交通工具中排放的各種氣體都在不斷地污染環境，影響我們的生存。 此外，我國燃氣的變革及西氣東輸工程的進行，煤氣或天然氣已成為多數家庭的燃 料。這些氣體在帶給人們能源、生產生活提供方便的同時，它們本身是有毒、易燃的化 學物品，給燃氣燃具用戶深深埋下了火災、中毒、爆炸的隱患。一方面人類對各種有毒 有害氣體的承受能力是有限的，另一方面易燃易爆氣體超過一定濃度，就可能引起火災 或爆炸，造成人身傷亡和財產損失。但是人的感官缺乏對各種有害氣體的感知，特別是 對有害氣體濃度定量的判斷能力，因而研制能夠感知并判別氣體的種類和測量氣體濃度 的儀器系

電壓傳感器 電壓傳感器的歷史 在各國，傳感技術、計算機技術與數字控制技術相比，傳感技術的發展都落后于它們。 從20世紀80年代起才開始重視傳感技術的研究開發，不少先進的成果仍停留在研究實驗階 段，轉化率比較低。 在我國，60年代開始傳感技術的研究開發，經過從"六五"到"九五"的國家攻關，在傳感 器研究開發、設計、制造、可靠性、應用性等獲得進步，初步形成傳感器研究、設計、生產 和應用的體系，并在數碼機床攻關中獲得了一批可喜的、矚目的發明專利與工況監控系統或 儀器的成果。但總體上，它還不夠滿足我國經濟與科技的迅速發展，不少傳感器仍然依賴進 口。 在國外傳感器技術分兩種路徑：一種以美國為代表的走先軍工后民用，先提高后普及。 另一種是以日本為代表側重實用化、商品化，先普及后提高。前種成本高，后種成本低，更 快些。而我國雖在20世紀60年代就已經涉足傳感器制作業，但現活

1/15 光纖地震波探測的研究進展-1 http://hi.baidu.com/fibersensor/blog/item/66e8ee11cf1e531db9127b88.html 光纖傳感技術推廣，部分內容來自于網絡(標注作者),如有侵權,請及時聯 系.yyebuxing@hotmail.com---------廣交各行業的朋友；提供各類光纖傳感產品；聯系qq： 42705607（請注明光纖傳感） 1引言 地震波是一種由震源發出，在地球內部傳播的波。在地震學中，研究地 震波一直是探測地球內部結構最有效的手段?，F代地震儀通過探測地震波,得到 地震記錄來研究震源、地球內部結構和地震波本身，并實現臨震預報。在石油勘 探領域，地震勘探是地球物理勘探中最重要的方法。人工震動引起的彈性波經巖 層分界面發生反

以ni7813r智能數據采集卡為核心,硬件上利用信號調理電路板、數據采集卡、計算機構建光纖電壓互感器信號采集系統;軟件上以labview作為編程工具,分別在fpga和主機上設計fpgavi和hostvi,在fpga上對信號進行解調處理,在計算機上對采集數據進行實時顯示與記錄。為了滿足數字化變電站網絡化的需求,采集系統采用以太網接口輸出,因此對以太網輸出的硬件和軟件設計進行了全面的論述,并在最后給出仿真結果。

為解決光學電壓傳感器測量精度的溫漂問題,提出采用增加基準測量源的方法,根據對基準源的測量結果來調整實際測試結果,從而實現了對傳感參數的實時自動補償。應用該方法設計了自愈光學電壓傳感器,并進行了精度檢測。檢測結果表明:在常溫下,自愈光學電壓傳感器的線性度可達0.2級;當環境溫度引起工作光強波動或傳感參數漂移時,自愈光學電壓傳感器的測量精度比補償前有大幅提高。該方法原理簡潔,容易實現,為高性能光學電壓傳感器的設計提供了新的解決思路。

萊姆電子推出dvl系列電壓傳感器，該系列傳感器的測量范圍為50～2000vrms，盡管通過8．5kv安全絕緣電壓實現了非常高程度的隔離，但是dvl傳感器外形非常小巧，僅為137．8×63×64．3mm。在功能、性能和安裝方面與之前的系列傳感器完全兼容，使精度和溫度穩定性達到了新高度。

2012年10月9日,全球知名的傳感器專家萊姆電子(lem)根據適用于牽引行業的最新標準進行設計,采用符合所有相關阻燃要求的軌道應用場合強制使用的材料,針對牽引應用場合中的絕緣額定電壓測量研發推出了dvl系列電壓傳感器。與所有萊姆的軌道產品一樣,該款傳感器也通過了ce認證,在功能、性能和安裝方面與之前的系列傳感器完全兼容,使精度和溫度穩定性達到了新的高度,

11月27日，全球知名的傳感器專家萊姆電子（lem）針對牽引應用場合中的絕緣額定電壓測量推出dvl系列電壓傳感器。該系列傳感器將萊姆成熟的絕緣技術和新的絕緣技術融為一體，其測量范圍為50～2000vrms，絕緣技術獲得專利。盡管通過8．5kv安全絕緣電壓實現了非常高程度的隔離，但是dvl傳感器外形非常小巧，僅為（137.8×63×64．3）mm。

為了減少光纖電流傳感器的噪聲影響，提高傳感器的信噪比，提出了一個基于小波變換理論的數字信號處理系統。文中簡介了小波變換的優點及特性，設計了基于小波變換的帶通濾波器，組建了一套光纖電流傳感器帶通濾波系統。該系統能實現１ｈｚ的帶通濾波特性，并能根據需要經改變軟件參數很方便地實現不同頻率、不同帶寬的信號提取。這個系統及分析方法對其他參數測量用光纖傳感器及其他類型的傳感器信號處理系統也是適用的

本文以線性光耦為核心設計了一種隔離式電壓傳感器。通過選擇最佳的工作區,使傳感器具有線性的輸入輸出關系和高靈敏度。這種傳感器可以用于測量微型電機的電壓,由于結構簡單、體積小、元件數量少,能夠直接集成到電機的控制電路中。