基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究___硕士毕业论文

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1、中图分类号：TM933.1学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究硕士研究生：董博导师：滕峰成副教授申请学位：工学硕士学科专业：电力系统及其自动化所在单位：电气工程学院答辩日期：2012年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinPowerSystemanditsAutomationTHERESEARCHOFCURRENTSENSINGBASEDONGMMANDFBGbyDongBoSupervisor:AssociateProfess

2、orTengFengchengYanshanUniversityMay,2012燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试

3、技术的研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要在电力系统中电流的检测

4、具有重要的作用，其检测精度以及可靠性与电力系统的安全运行密切相关。传统的电磁式电流互感器随着电力行业的发展已经难以满足需求。目前光学电流互感器因其明显的优越性为电流检测提供了很大的应用价值，是将来电力系统在电流检测方向发展的趋势之一。本文在借鉴现有光学电流互感器的基础上了，提出了基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流测试技术，主要工作包括：对光纤光栅的传感原理进行深入分析，根据光纤光栅的应变特性、温度特性、及交叉敏感特性，推证了相应的传感模型；分析了超磁致伸缩材料的传感特性在此基础上对超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器进行了

5、设计，并完成了传感器对高压母线上电流进行检测的理论计算。分析对比了现阶段常用的几种不同的光栅波长解调方法并设计了适合本方案的解调系统：可调谐F-P滤波解调系统，并对解调系统中的核心元件进行了选型。在理论设计的基础上构建了相应的实验系统。具体分析了预应力、温度、偏置磁场等因素对实验的作用效果，设计了驱动线圈以及偏置线圈的线径、尺寸。完成了直、交流电流的测试实验，并对实验结果进行了进一步的分析、处理。关键词：电力系统；光学电流互感器；超磁致伸缩材料；光纤光栅-I-致谢AbstractThecurrentmeasuremen

6、tisquiteimportantinthepowerindustry,its’precisionandreliabilityrelatedthesafetyandeconomyofoperationinelectricpowersystemclosely.Withthedevelopmentofpower,conventionalcurrenttransducercan’tmeetrequirements.Nowtheopticalcurrenttransformer(OCT)havepotentialapplica

7、tioncostbecauseofits’uniqueadvantageswillbeusedtoreplaceconventionalcurrenttransducersinthefuture.Inthispaper,onthepresentsituationsinthefieldofOCT,anovelelectricalcurrentsensingconfigurationisconstructedbasedonfiberbragggratingandgiantmagnetostrictivematerial.T

8、hecontentofthisresearchincludes:Inthedepthanalysisoffibergratingsensingprinciple,thecorrespondingmathematicalmodelarederivedbasedontheaxialstraincharacteristic,temper