光电式互感器中光源温度控制装置

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1、维普资讯http://www.cqvip.com一2u光电式互感器中光源温度控制装置ATemperutureControlSystemofLDfortheOptiealTransformer武汉高压研究所塑鲟范群国华中理工大学堕1H0，内容提要光电式互感器的实际使用情况在一帅一50℃范围内，为使互感I；}l}正常稳定的工作，必须对LI)光源进行温控，通过对『J]光源的宴时温控．使其工作在25±05cC的情况下．输光功率与波长都恒定不变、温度控制系统的实验结果夸^满关键词：雀孳皇盎塑至萎盛器LD控苦搋濂量蛙l苌芝t器毽Abstract‘Anopera~ionriteqI

2、c—ntIransformerisinaⅥderangeof"temperatu~．一40％～5O℃．We删stI．a13tacticalt帅-perarm~eonm31ceforLDinorderto—theOCFoperalimlinthegermⅫ0n．eworkingoftheLDin25℃±05~C．isr坤dbyade一印emh肝一~'stem．antputinglightprand啪d帆oonstant．Theexpe6~mlresultsshthatthedevicecanwellgumTmtreeltaewerklngr0IrlentofLD．ywO

3、『ds：0pca1．tranf~LD1目Cmm-ol1．引言冀田恒光电式互感器(OCT或OPT)挂网运行L————匝巫———是处在一种较恶劣的环境之中，例如各类电磁波干扰中特定的宽温环境(一4o℃～图I温度拄制系统框5o℃)是一项严重影响光电式互感器的LD该系统由温度传感电路、单片机、半导光源正常工作的外界干扰。为了LD正常体致冷器驱动控制几个部分组成。工作，必须使其工作温度稳定在25~C±0．(1)探测器5~C的’f青况下，LD输出的光功率、波长皆会热敏电阻(NTC)的伏一安曲线清楚地恒定不变，这样的激光束通过Faraday器件，表明，当电流I大于某一点值时，其曲线

4、再进入PIN进行微弱光信号探测与处理，则出现负阻特征，这是因为热敏电阻自身产生能满足互感器的测量精度、重复精度。LD焦耳热使得温度升高，使得阻值变小。在实的阀值电流对温度变化具有相当的灵敏际使用中，必须对热敏电阻的工作电流加以度⋯【。『Jn温度控制系统是一个定值闭环限制，使之不至于影响测温精度。根据国家负反馈系统。系统中的探测器是构成闭环标准，热敏电阻的工作电流产生的焦耳热不的关键一环。温度信号经探测器转变为电大于热敏电阻变化一个单位时对应的耗散信号．然后将其预先给定的室温=25~C作功率的4分之一，即：比较得到差值．再经信号处理后驱动制冷≤器。其体积小巧灵便，适合于

5、LD等小型器件的制冷。r———0因此，电流I≤pl。2．温度探系统设计1o0o温度探系统流程框图如图1所示。采用MF一13型热敏电阻，其电阻为R=27kO，耗散系数为叫：3％，温度系数18上海电器技术1999NO维普资讯http://www.cqvip.com为8≥3mW／'E。因而使LJ)温度稳定在室热敏电阻(NTC)的阻值与温度的关系曲线温附近。如下：l3]采用半导体热敏电阻为探测器，它灵敏RT)：eB({一)度高，热情性小。NTC热敏电阻，工作温度式中R25是标称阻值，B是温度系数，T是绝范围一80'E～200'E，同时使用继电器开关对温度。例如用恒流源对热敏电

6、阻供电，则控制方法，这不仅可避免采用大功率三极管热敏电阻两端电压与温度不成比例。在采时引入的散热量，强电流干扰及参数设置等用继电器开关控制方法时，同样需对室温附问题，还起到了优化结构的作用。制冷手段近进行线性化，使响应更趋平衡和提高抗干是热电制冷。单片热电制冷器是由若干个扰能力。用该方式，其输出电压与温度的关半导体热电偶串联而成。系如表1所示。I≤≤√___0．·2(【m札A^)，表1电压与温度关系表将输出电压与温度关系曲线进行线性5hA。拟合，在一40℃～80℃宽温内，关系式为：vo=2．0068—5．27×10一×T式中T为绝对温度，该拟合直线的误差在±5'E之内

7、。在一50℃～一40℃时，关系式为：vo=0．784—0．0021×(T一223)在室温度附近，有如下关系：vo=0．586—6．2×10一×(T一273)最大误差为0．5'E。(2)温控电路电路共分为三个部分：探测电桥；比较器和继电器电路；驱动电流源。图2所示为该温控电路。高温上限由精密电阻20El／,和lk,q确定，下限由另一比较臂确定。目2温控电路由于探测电桥直接输入到比较器，所以由直流增益100dB：105可知，LM358电桥本身非线性极小，电桥输出的噪声电压的灵敏度达0．1mV，而输入失调电压为(带宽定为1MHz)为2mV，经线性较正后的电