探索光纤布拉格光栅电流传感研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文光纤布拉格光栅电流传感研究姓名：常瑞申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：姜德生20070401中文摘要光纤布拉格光栅是近年来发展最为迅速的光纤无源器件之一。布拉格光栅直接制作在光纤纤芯上，体积小具有确定的中心波长，布拉格反射波长可受温度、应变等物理量调制的特性，广泛的应用于光纤传感等领域。光纤布拉格光栅传感器是以光纤为载体实现物理量的测量和传输的新型传感器。它具有耐高压、抗电磁场干扰、绝缘性好、体积小、重量轻、对环境变化不敏感，信噪比和灵敏度高等优点，并可同时作为传感元件和

2、传输媒介，容易实现分布式测量，便于实现远距离传输。但光纤光栅传感技术是近几年才出现的一种新兴传感技术，许多方面还需要进一步的研究和改进。电流传感器在电力系统检测保护和电流测量中占有不可替代的地位。现代电力系统的容量在不断增大，系统电流值不断增加，传统的电流传感器越来越难满足电力系统发展的需要。光纤电流传感器将成为传统电流传感器的最具优势的替代品。对光纤电流传感器的技术研究也在普遍开展，人们一直在探索新型电流传感方法，以克服传统电流传感器目前存在的诸多问题，开展光纤光栅电流传感的研究，是一种有益尝试，具有重要的

3、现实意义。本文首先介绍了国内外光纤电流传感器发展的现状，研究了目前的各种光纤电流传感器的优良特性以及不足之处。然后介绍了光纤布拉格光栅的基本特性及制作方法，在此基础上重点对光纤电流传感器的传感原理和解调原理进行分析。对目前常用的几种光纤光栅波长解调方法进行了总结。接着提出了一种新的光纤电流传感器的设计，该设计的优点在于特别适合用于测量高压大电流的情况，用于满足当今电力系统的发展要求。在理论设计的基础上，做了相关的模拟实验，用多匝小电流模拟单匝大电流测量，用嘶百n7．0处理实验数据，实验结果验证了本文所提出的这

4、种新的光纤电流传感器设计的可行性。最后，对所作的工作进行总结，在实验结果的基础上总结本设计方案的优缺点，并展望其应用前景。关键词：光纤布拉格光栅，电流传感器，波长解调，大电流IIIAbstractFiberBragggratingisoneofthepassivedevicesofopticfiberwiththefastestdevelopingspeedinrecentyears．TheBragggratingismadeonthefinecofeofopticfiberdirectly．Itissmal

5、landithasthedefinitewavelengthofcentre．Braggreflectwavelengthcantemperature，characteristicthatphysicalquantitymodulateofmeetinganemergencyetc．，theextensiveoneisappliedtothefields，suchasopticfibersensing，etc．．ThefiberBragggratingsensorisanew—typesensoroftran

6、smissionregardingopticfiberasthecarriersthatmeasureandtransmitthephysicalquantities．Ithasmanyadvantages．Forexample，itisgood，smallandlight．Itdoesn’tchangesensitivelyfortheenvironmentanditisabletobearpressinghigh，resistingtheelectricmagneticfield．Itisinsulati

7、ng,andhashighSNRandsensitivity．Italsocanberegardedasthesensingcomponentandtransmittedmediaatthesametime．Itisapttorealizedistributedmeasurementanditiseasytotransmitremotely．However,thefiberBragggratingsensingtechnologyisakindofnewdevelopingsensingtechnologya

8、ppearinginrecentyears．Therearealotofrespectsneededtobefurtherresearchedandimprovement．Theelectriccurrentsensorhastheirreplaceablepositiononthemeasurementoftheelectriccurrentinthepowersystem．Thecapacity