检索结果-内蒙古大学图书馆

电子元件与材料 2006年第12期25卷 27-30页

作者：赵本刚徐静高翔刘玉菲吴亚明中科院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室

提出了一种检测50Hz交流电的微机电光学电流传感器。通过电磁学、微机电与光学方法说明了传感器的敏感原理与光学转换原理，结合工艺条件给出了器件的设计要求，并利用matlab软件模拟分析了传感器的仿真测试结果。计算表明，器件可以测... 详细信息

提出了一种检测50Hz交流电的微机电光学电流传感器。通过电磁学、微机电与光学方法说明了传感器的敏感原理与光学转换原理，结合工艺条件给出了器件的设计要求，并利用matlab软件模拟分析了传感器的仿真测试结果。计算表明，器件可以测试1～7．2kA的交流电，大电流下的灵敏度可达到0．01dB／A以上。

关键词：电子技术微机电系统光学电流传感器扭转微镜双光纤准直器

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光学电流传感器在电网接地故障零序电流检测中的应用

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电工电气 2012年第4期 29-32,41页

作者：邱洪顺唐平王倩倩江苏大学后勤管理处江苏镇江212013 江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

针对中压配电网故障难以选线和定位,提出开发基于法拉第磁光效应原理的零序光学电流传感器(ZOCT)来检测零序电流,分析了光学电流传感器替代普通电磁式电流互感器(CT)在温度稳定性、宽线性量程、灵敏度等优势,设计了组合型与全光纤型2种... 详细信息

针对中压配电网故障难以选线和定位,提出开发基于法拉第磁光效应原理的零序光学电流传感器(ZOCT)来检测零序电流,分析了光学电流传感器替代普通电磁式电流互感器(CT)在温度稳定性、宽线性量程、灵敏度等优势,设计了组合型与全光纤型2种形式的光学电流传感器结构。该传感器采用钇铁石榴石(YIG)类材料,提高费尔德常数及温度稳定性,光强检测采用双路检测方式以提高性能。传感器安装在变电所出线和线路馈线终端设备(FTU)处,根据在故障点两侧光学电流传感器(OCT)测得的电流方向相反,在全线路上逐级递减,进行正确故障选线与定段。

关键词：光学电流传感器小电流故障故障选线与定段零序电流

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基于稀土磁光玻璃的光学电流传感器传感单元的优化

基于稀土磁光玻璃的光学电流传感器传感单元的优化

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作者：于学亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

面对国家电网特高压领域的飞速发展,传统电磁式电流互感器暴露出很多问题,而光学电流传感器以其体积小,无磁饱和等优点,逐步在智能电网领域崭露头角。研究表明,在光学电流传感器的传感单元中,使用新型顺磁性稀土材料代替目前使用的逆磁... 详细信息

面对国家电网特高压领域的飞速发展,传统电磁式电流互感器暴露出很多问题,而光学电流传感器以其体积小,无磁饱和等优点,逐步在智能电网领域崭露头角。研究表明,在光学电流传感器的传感单元中,使用新型顺磁性稀土材料代替目前使用的逆磁性材料,可以有效地提高光学电流传感器传感单元的响应灵敏度,但顺磁性材料提高传感单元性能的作用会受到一些因素的影响。本文以稀土掺杂的顺磁性材料为研究对象,在不同玻璃尺寸与空间位置、入射光波长和稀土掺杂浓度条件下,对光学电流传感器传感单元的优化特性进行了理论分析和实验研究。本文从光学电流传感器的特性开始,依次研究了法拉第效应原理、费尔德常数理论、各向同性介质中的线性双折射和影响稀土掺杂材料磁光性能的因素。利用光学元件的琼斯矩阵,推导出了光学电流传感器传感单元的光路模型,给出了基于稀土磁光玻璃的光学电流传感器传感单元的特性优化模型;结合理论模型,搭建了法拉第效应调制实验平台以及用于测量稀土磁光玻璃的线性双折射的实验系统。通过计算机仿真和光学实验,分别从玻璃尺寸与空间位置、入射光波长和稀土掺杂浓度三个方面研究了光学电流传感器传感单元的特性。论证了稀土磁光玻璃的最优长度对于优化光学电流传感器传感单元的响应灵敏度的意义,研究了入射光波长对用于光学电流传感器传感单元中的稀土磁光玻璃的费尔德常数和线性双折射的影响,比较了使用不同稀土掺杂浓度的磁光玻璃的光学电流传感器传感单元的响应灵敏度和测量精度,得到了最优的参数组合。实验对比了优化前后光学电流传感器传感单元的性能,发现优化后的光学电流传感器传感单元在响应灵敏度和测量精度上均有显著的提高。本文的研究成果将为以稀土磁光玻璃作为传感材料的光学电流传感器的研究和应用提供有效的参考。

关键词：光学电流传感器稀土磁光玻璃优化特性法拉第效应

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起偏器偏振参数对光学电流传感器输出特性的影响

起偏器偏振参数对光学电流传感器输出特性的影响

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作者：冯瑞颖哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

论文回顾了光学电流传感器近年的进展，分析了该技术领域存在的问题，报告了起偏器参数对块状光学材料电流传感器性能的影响。块状光学材料电流传感器的传感机理是法拉第磁光效应。在影响传感器性能的诸多因素中，偏振片的不完备性和预... 详细信息

论文回顾了光学电流传感器近年的进展，分析了该技术领域存在的问题，报告了起偏器参数对块状光学材料电流传感器性能的影响。块状光学材料电流传感器的传感机理是法拉第磁光效应。在影响传感器性能的诸多因素中，偏振片的不完备性和预偏角的误差是两个主要的因素。论文从理论研究、计算机仿真、实验验证、分析讨论四个方面研究了偏振片不完备和预偏角的误差对块状光学材料电流传感器性能的影响。研究发现：偏振片的不完备性和预偏角的误差并不改变输出对输入的线性关系，只是在输出信号中引入了直流分量，而此分量在交流测量中并不影响结果；偏振片的不完备性对输出曲线斜率的影响极小，故可忽略，预偏角的误差对斜率作用的大小与误差角绝对值的大小有关，斜率的增大和减小取决于误差的符号。

关键词：光学电流传感器偏振片消光比预偏角

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稀土磁光玻璃在光学电流传感器中的性能分析

稀土磁光玻璃在光学电流传感器中的性能分析

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作者：芦云河哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

相比于传统电磁式互感器，光学电流传感器因其体积小、重量轻、易于与数字化变电站连接等优点而在智能电网的发展中有着突出的使用优势。目前光学电流传感器使用的传感材料以逆磁性材料为主，其磁光效应灵敏度较低，而具有优良磁光效应... 详细信息

相比于传统电磁式互感器，光学电流传感器因其体积小、重量轻、易于与数字化变电站连接等优点而在智能电网的发展中有着突出的使用优势。目前光学电流传感器使用的传感材料以逆磁性材料为主，其磁光效应灵敏度较低，而具有优良磁光效应灵敏度的稀土顺磁性材料尚未得到足够的关注。磁光介质是光学电流传感器的核心器件，也是限制其性能提高的关键环节，因而本文以掺杂稀土铽离子的磁光玻璃材料为研究对象，对其在不同尺寸、环境温度和稀土掺杂浓度条件下的性能进行理论研究和实验分析。本文首先介绍了光学电流传感器的相关基础理论，其中包括法拉第磁光效应原理，各向同性介质中线性双折射的产生，费尔德常数理论以及影响铽离子材料磁光性能的因素。基于光学器件的琼斯矩阵，对光学电流传感器的光路模型进行了推导，得到了分析稀土玻璃磁光性能的数学模型，并利用计算机仿真得到稀土玻璃的尺寸、温度和稀土掺杂浓度对其性能产生的影响，为后续的实验提供依据。建立了基于法拉第磁光效应的磁光调制实验平台，设计了具有数据采集和分析处理功能的计算机软件程序，同时搭建了两个用于稀土玻璃温度实验的实验系统。利用所建立的实验平台，对稀土玻璃在不同长度、环境温度和稀土掺杂浓度条件下的磁光性能进行了实验研究，验证了尺寸与稀土玻璃磁光灵敏度的关系，实验分析了温度对稀土玻璃磁光灵敏度和线性双折射的影响，比较了掺杂不同浓度铽离子的稀土玻璃的磁光灵敏度和温度特性。通过实验研究，本文对稀土玻璃和ZF7重火石逆磁性玻璃在灵敏度、尺寸和温度特性方面进行了比较，分析得出稀土玻璃相对于ZF7玻璃灵敏度高的优势。本文的研究结果将为以稀土玻璃作为传感材料的光学电流传感器的进一步研究和应用打下坚实基础。

关键词：光学电流传感器稀土玻璃磁光效应温度特性

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新型光纤温度传感器在光学电流传感器中的应用研究

新型光纤温度传感器在光学电流传感器中的应用研究

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作者：范建强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着电力工业的快速发展，电压、电流等级日益升高，应用光学电流传感器计量电流已是趋势，而其具有的温度漂移降低了测量精度，采用适合于电力环境使用的光学温度传感器提供温度补偿，可以大大减小温度漂移，提高测量精度，对光学电流... 详细信息

随着电力工业的快速发展，电压、电流等级日益升高，应用光学电流传感器计量电流已是趋势，而其具有的温度漂移降低了测量精度，采用适合于电力环境使用的光学温度传感器提供温度补偿，可以大大减小温度漂移，提高测量精度，对光学电流传感器投入广泛使用具有重要意义。\n 本文分析了目前光学温度传感器的发展状况，设计和研制出一款基于保偏光纤温度双折射效应的新型高精度光纤温度传感器。在文中阐述了传感器检测原理，设计和系统软硬件的实现，并给出了相关的改进方法。\n 本文的主要研究内容如下：\n (1)建立了温度传感器的检测原理模型，阐述了系统中核心元件光纤波片及消偏器的工作原理，分析了影响传感器信号精度的因素，对光纤元件制作提出了具体要求，为提高系统信号精度提供了理论依据。\n (2)对单片机的特性做了简要说明，分析了系统需求并设计了外围温度信号采集、调理和通讯模块电路，详细阐述了ADS1112模数转换芯片的工作流程，为系统软件的编写阐明了思路。对软件编译平台做了简要说明，给出了温度信号采集程序和温度补偿程序的流程图。分析了温度测量函数算法和温度补偿系数表算法并提出优化的算法。\n (3)对温度传感器和电流传感器传感单元的封装进行了设计。测试了系统的高低温特性，并通过软件外模拟补偿和实际内补偿进行验证，提出改进系统特性的意见。\n 本文所设计的光纤温度传感器经过数月的现场测试，其性能稳定，通过温度补偿可将电流传感器的温度漂移压缩到±0.2%范围内，基本满足了系统精度设计要求，因此具有较大应用价值。

关键词：新型光纤温度传感器光学电流传感器检测原理模型温度补偿程序

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基于磁致旋光效应的光学电流传感器关键技术研究

基于磁致旋光效应的光学电流传感器关键技术研究

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作者：水华胜东北石油大学

学位级别：硕士

由于传统电磁式传感器体积较大导致的成本高、绝缘的要求高且存在铁磁谐振,磁饱和现象严重等缺点,逐渐暴露出与电网发展不匹配的现象。与传统电磁式电流传感器相比,光学电流传感器主要采用光学传感技术,具备结构简单、绝缘等级高、抗干... 详细信息

由于传统电磁式传感器体积较大导致的成本高、绝缘的要求高且存在铁磁谐振,磁饱和现象严重等缺点,逐渐暴露出与电网发展不匹配的现象。与传统电磁式电流传感器相比,光学电流传感器主要采用光学传感技术,具备结构简单、绝缘等级高、抗干扰能力好、响应时间快且信号数字化等一系列优势,已成为中国智能电网新一次技术的研发重点。目前主流的光学电流传感器主要是基于磁致旋光效应,通过采用光强检测模式测量磁致旋光角来达到电流测量的目的。然而,该测量模式必须将磁致旋光角控制在极小的角度范围内,从而利用正弦函数的等价无穷小性质以达到近似线性测量。因此,本文的研究目的是探索基于光强检测模式的光学电流传感器中磁致旋光角的解调方法,以解决近似线性测量方法存在的电流测量误差大和范围受限等问题,以期降低电流的测量误差,克服电流测量范围的限制并且实现电流的线性测量。首先,对偏振光的特性,一般的数学描述方法以及特殊偏振光和偏振器件的矩阵形式进行了分析。然后利用矩阵分析了磁致旋光效应的产生机制以及磁光型光学电流传感器的原理和基本结构,进而导出磁光型光学电流传感器的输出光强信号方程,并采用单光路检测法对包含磁致旋光角信息的输出光强信号进行处理。为进一步开展基于积分重构磁致旋光角的电流测量以及基于偏振分束器改变线偏振光偏振方向减小菲涅尔效应对非互易性磁致旋光角的影响奠定了理论研究基础。其次,针对光强检测模式中磁致旋光角的近似线性测量问题,提出了一种基于积分重构磁致旋光角的电流测量方法。该方法通过对包含磁致旋光角的正弦信号进行求导,并利用三角同等变形消除导数中的余弦项,最后采用积分重构磁致旋光角,从而实现电流的测量。实验结果表明,在0.20 Arms～2.40 Arms的电流范围内,积分重构法的电流值测量误差小于1.30%,并且磁致旋光角与电流有良好的线性关系,其线性度为99.987%。与近似线性测量方法相比,积分重构方法减小了电流的测量误差。最后,针对菲涅尔效应在反射光路中对非互易性磁致旋光角测量带来的误差,提出了一种基于偏振分束器改变线偏光偏振方向来减小菲涅尔效应的方法。该方法主要通过利用偏振分束器分离出氦氖激光器管内由于镜面多层镀膜各向异性产生的垂直线偏振光,并将垂直线偏振光入射到分光片上,从而通过改变入射线偏光的偏振方向来减小反射过程中菲涅耳效应对非互易性磁致旋光角测量带来的误差。实验结果表明,通过改变入射线偏光的偏振方向减小了菲涅尔效应对法拉第磁致旋光效应非互易性的影响,实现了磁致旋光角的倍增。同时,与直通式光路结构相比,反射光路通过利用磁致旋光角的非互易性提高了电流的测量灵敏度,同时降低了电流的测量误差。

关键词：光学电流传感器磁致旋光效应马吕斯定律光强检测模式线偏振光

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减小线性双折射对光学电流传感器影响的研究

减小线性双折射对光学电流传感器影响的研究

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作者：欧阳鸿哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

光学电流互感器是高压大电流测量领域中的新技术,对于国家电力计量与保护具有重要的意义。光学电流互感器所表现出的无爆炸、无磁饱和、无滞后、体小质轻等优点,得到了许多研究者的认可和关注。光学电流互感器反射相移的问题基本上得到... 详细信息

光学电流互感器是高压大电流测量领域中的新技术,对于国家电力计量与保护具有重要的意义。光学电流互感器所表现出的无爆炸、无磁饱和、无滞后、体小质轻等优点,得到了许多研究者的认可和关注。光学电流互感器反射相移的问题基本上得到了解决,其办法有很多种。然而无论光纤电流互感器还是块状玻璃电流互感器的线性双折射问题依旧是阻碍其实用化的障碍。分析了法拉第镜式光学电流互感器原理,在此基础上提出通过人为引入入射光相移来减小线性双折射对系统输出电压影响的方法。计算机仿真结果佐证了理论分析过程和所得结论,并证明这种减小线性双折射方法的正确性与可行性。这对于改进现有光学电流互感器的性能、开发实用型光学电流互感器具有一定的参考意义。分析了线性双折射对光学电流互感器电压输出的影响,指出了差除和信号处理方案检测输出光信息的不完备性问题,用琼斯矩阵理论证明了差除和方案不能独立检测块状玻璃传感头中线性双折射的结论。提出了光学电流互感器的椭偏检测方案,实现了温致线性双折射和待测电流的同时测量。为保证实时性,提出了差除和检测与椭偏检测相结合的检测方法,用椭偏检测法定时修正差除和检测方案的实时电压输出,既克服了线性双折射的影响又实现了待测电流的实时测量,从检测原理上解决了温致线性双折射对光学电流互感器的影响。

关键词：光学电流传感器线性双折射椭偏检测差除和检测

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一种光学电流传感器优化设计方法

一种光学电流传感器优化设计方法

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作者：章江铭姚力倪琳娜沈曙明 311121 浙江省杭州市余杭区科技大道30号

一种光学电流传感器优化设计方法，建立理论模型，分析磁场在磁光玻璃上的分布均匀性；对不同结构的光学电流传感器的磁场分布进行仿真；对铁芯的长度、宽度和半径变化引起的光学电流传感器磁场分布进行比较；调节磁光玻璃几何参数，观... 详细信息

标准号: CN111753450B

一种光学电流传感器优化设计方法，建立理论模型，分析磁场在磁光玻璃上的分布均匀性；对不同结构的光学电流传感器的磁场分布进行仿真；对铁芯的长度、宽度和半径变化引起的光学电流传感器磁场分布进行比较；调节磁光玻璃几何参数，观察对光学电流传感器的磁场分布的影响；调节线圈结构的几何参数，观察对光学电流传感器的磁场分布的影响；选择合适的铁芯长度、宽度和半径，通过磁光玻璃和线圈结构的几何参数相互影响来确定适合的参数，对光学电流传感器进行优化设计。本发明方法通过对比光学电流传感器磁场分布来设计光学电流传感器精确度、并同时实现小型化，具备简单、准确、高效的优点。

关键词：光学电流传感器磁场分布磁光玻璃几何参数线圈结构优化设计铁芯分布均匀性半径变化理论模型磁场观察分析

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多量程式光学电流传感器

多量程式光学电流传感器

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作者：申岩于文斌张国庆郭志忠 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

多量程式光学电流传感器，属于光学电流测量技术领域。本发明为了解决现有光学电流传感器仅仅适用于大电流的测量，用于测量小电流时，灵敏度和精度低的问题。它使光源发射的光束经第一偏振片获得偏振光束，该偏振光束经半透半反镜透射... 详细信息

标准号: CN103698585B

多量程式光学电流传感器，属于光学电流测量技术领域。本发明为了解决现有光学电流传感器仅仅适用于大电流的测量，用于测量小电流时，灵敏度和精度低的问题。它使光源发射的光束经第一偏振片获得偏振光束，该偏振光束经半透半反镜透射获得透射光束b，和反射光束a，光束a经全反镜后入射至低旋光系数光学玻璃，其出射光束入射至光束选择部，经选择后再经全反镜、半透半反镜和偏振片获得偏振光束被光电探测器的光敏面接收；光束b经高旋光系数光学玻璃后入射至光束选择部，经选择后入射至半透半反镜，透射获得光束经过偏振片获得偏振光束，该偏振光束被光电探测器的光敏面接收。本发明用于测量光学电流。

关键词：偏振光束入射半透半反镜偏振片光学玻璃光学电流传感器光电探测器光束选择测量光敏面全反镜透射接收出射光束电流测量反射光束光源发射透射光束大电流灵敏度小电流高旋旋光电流程式选择解决

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