光纤Bragg光栅电流传感器的温度补偿研究.pdf

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1、52传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第6期光纤Bragg光栅电流传感器的温度补偿研究田晶，权王民，王虎，姜碧强(西北工业大学理学院陕西省光信息技术重点实验室教育部空间应用物理与化学重点实验室。陕西西安710072)摘要：在基于超磁致伸缩材料Tb¨。Dy。Fe。的光纤Bragg光栅(FBG)大电流传感器的基础上，通过对传感头进行设计，提出了一种温度补偿的方案，解决了FBG的温度一应变交叉敏感问题，提高了传感器的精度。实验结果表明：在0-90℃的温度变化范围内，该传感器的Bragg波长差与电流变

2、化具有较好的线性度，不受温度变化的影响。表明了该结构能达到温度补偿的效果，解决了交叉敏感的影响，降低了成本。关键词：光纤Bragg光栅；电流传感器；磁致伸缩效应；温度补偿；反射率中图分类号：TN253文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)06-0052--03ResearchontemperaturecompensationoffiberBragggratingcurrentsensorTIANJing，QUANWang—min，WANGHu，JIANGBi—qiang(ShaanxiKeyLaboratoryofOpticalInformation

3、Technology，SchoolofScience，KeyLaboratoryofSpaceAppliedPhysicsandChemistry，MinistryofEducation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：AnovelfiberBragggrating(FBG)forlargecurrentsensorconfigurationbasedonGMMispresented．TheimpactoftemperatureonGMMandtheproblemoftem

4、perature—straincross—sensitivityofthesensorissolved．Atemperaturecompensationschemeisdesigned．Theexperimentalresultsshowthatintherangeof0~90℃．therelationbetweenthedispersionoftwoFBGsBraggwavelengthsandcurrentislinear．Theresultindicatesthestructurecanachievetheeffectoftemperaturecompensa

5、tionandsolvetheimpa(·Iolcross—sensitivityandhaseconomicalbenefits．Keywords：fiberBragggrating(FBG)；currentsensor；magnetostrictiveeffect；temperaturecompensation；re—flectivitv0引言这无疑给大电流的测量带来不便。另外，也有人想到用近年来，随着光纤Bragg光栅(fiberBragggratings，1根光栅中写入2个不同的Bragg波长，但这又无疑增加了FBG)的问世，基于光纤光栅的新型传感技术获得了

6、突飞猛传感器的成本．由于FBG温度和应变的交叉敏感问题及进的发展，光纤光栅传感技术已经成为当今传感领域最热超磁致伸缩材料本身也受温度等问题影响，这就制约了其门的课题之一。光纤光栅传感器基于波长编码，不受光源在高压大电流测量方面的发展。因此，解决这些问题已经稳定性的影响；可以实现对被测信号的绝对测量；可以进行成为光纤光栅电流传感器发展的关键。波分、时分复用；同时可以构成大型传感网络对多个目标同本文设计了一种新型基于超磁致伸缩材料的单光纤光时监测。因而，在交通、医疗、石油化工、电力、航空航天等栅大电流传感器，解决了FBG的温度应变交叉敏感问题和领域应用十分广泛。基于超磁

7、致伸缩材料(giantmag．传感器中关键元件超磁致伸缩材料的温度影响问题，同时netostrictivematerial，GMM)的FBG电流传感器是近几年提对FBG的应变进行了放大，简单易行，降低了成本，具有一出的一种新型的电流传感器，普遍的做法是用2根或2根定的实际应用价值。以上的FBG粘贴在超磁致伸缩材料上实现对电流的测量，1传感器结构与原理如采用法布里罗腔来测量或基于马赫一曾德干涉仪的光纤光纤光栅是利用光栅材料的光敏性，利用紫外光照射电流传感器研究等。但是，这些方案都需要2个解调光源，从而引起光纤内部折射率永久性的变化，其实质是在光纤收稿日期：2010