为了实现静电电压表的精确测量,提出了一种基于等应变梁和光纤布拉格光栅(FBG)的静电电压传感器。在一定温度范围内,由双FBG的结构方案实现了传感器的温度自补偿,通过对等应变梁的仿真分析和传感器系统的电场仿真,优化设计和制备了传感器结构系统。利用一对平板电极产生匀强电场,在静电力作用下等应变梁上的导体半球受力致使等应变梁发生变形,使得两个FBG反射光谱的中心波长产生偏移,通过FBG的波长差实现了电压的测量。实验结果表明:该传感器可实现5~24 k V直流(DC)高压和交流(AC)高压有效值的测量,5~12 k V的计算精度为2.1%,12~24 k V的计算精度为0.89%,传感曲线的拟合度为0.99985,基本满足高电压测量系统的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。
采用熔融插层法制备了蒙脱土/低密度聚乙烯(MMT/LDPE)纳米复合材料,探讨空气自然冷却、空气快速冷却、水冷却和油冷却四种制备工艺对复合材料介电性能的影响。利用XRD、FTIR、AFM、PLM、DSC和TSC等分别对复合材料和纳米MMT粒子的微观形态、复合材料的电导、击穿、介电频谱和空间电荷特性进行表征。结果表明,经表面修饰的纳米MMT粒子在基体聚合物中已经剥离并均匀分散;不同冷却方式对复合材料的结晶度有一定的影响,其中油冷却试样结晶速率最高,结晶尺寸最小;纳米MMT的加入使复合材料内部陷阱密度和深度均有所增加,且试样的介电性能有不同程度的改善。油冷却试样抑制空间电荷的作用比较明显,在20和40 k V/mm的场强下,试样中正电荷的峰值与空气自然冷却试样相比分别下降了63.57%和51.39%;且油冷却试样的电导率最小,击穿场强值最大;在1~105 Hz的测试频率范围内,与空气自然冷却试样相比,其他三种试样的介电常数和介质损耗角正切值都有不同程度的降低。
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