钼酸铅晶体电致旋光效应的光学电压传感器

1 光电压传感器原理 光电压传感器 　　光波是一种横波，它的光矢量与传播方向垂直。如果光波的光矢量方向不变，大小随相位改变，这样的光称为线 偏振光；如果光矢量的大小不变，而方向绕传播方向均匀的转动，这样的光称为圆偏振光；如果光矢量和大小都在有 规律的变化，且光矢量的末端沿着一个椭圆转动，这样的光称为椭圆偏振光。 　　在电场（或电压）的作用下，一些本身没有双折射现象的材料会产生双折射效应，使光波的两偏振分量之间出现 相位差，这就是电光效应。检测出相位差，就可以计算出电压或电场强度的大小。由于相位较难测量，故一般利用偏 光干涉原理将相位调制转化为强度调制，传感器输出光强的大小即能反映被测电压，这就是光电压传感器测量电压的 基本原理。 图示：一种实用的光电压传感器示意图 　　光电压传感器的检测原理类似于光电流传感器，由一个1/4波长板和两个偏振器组成的偏振检测系统将普克尔斯偏 振调制转化

以反射延迟器代替1/4波片构成的反射式横向调制光学电压传感器结构紧凑,便于实际应用。对bi4ge3o12(bgo)晶体反射式横向调制光学电压传感器进行理论分析,分析表明:将待测电压加于bgo晶体方向,且使光沿晶体方向通过时,光学电压传感器具有较好的双光路温度互补特性,传感器具有最优性能。对2种不同结构的光学电压传感器进行温度试验,试验结果验证了理论分析的正确性。

利用电致发光(el)线设计并实验研究了一种光学电压有效值传感器。所用el线的主要材料为zns:cu,在一定幅值的工频电压作用下,可产生中心波长约为525nm的可见光;将此el用塑料光纤(pof)传输到光电探测器(pd),则pd的开路电压与被测电压有效值之间具有近似线性关系。对100～500v工频电压有效值进行了实验测量,其电压测量灵敏度约为10.8μv/v,非线性误差低于1.8%。实验测量了所用el线的电致发光光谱、输入阻抗以及el的温度特性。与以往基于pockels电光效应的光学电压传感器不同的是,本文提出的电压传感器不需要工作光源,并具有结构简单、成本低等优点。

利用电致发光（el）线设计并实验研究了一种光学电压有效值传感器。所用el。线的主要材料为zns：cu，在一定幅值的工频电压作用下，可产生中心波长约为525nm的可见光；将此el用塑料光纤（pof）传输到光电探测器（pd），则pd的开路电压与被测电压有效值之间具有近似线性关系。对100～500v工频电压有效值进行了实验测量，其电压测量灵敏度约为10．8μv／v，非线性误差低于1．8％。实验测量了所用el线的电致发光光谱、输入阻抗以及el的温度特性。与以往基于pockels电光效应的光学电压传感器不同的是，本文提出的电压传感器不需要工作光源，并具有结构简单、成本低等优点。

分析了基于pockels效应的光学电压传感器的局限性,这种局限性来自于温度的影响和干涉相位差的间接测量模式。其中温度影响电光晶体的应力双折射和光源的波长,并且由于目前无法精确测量干涉相位差,通常只能应用马吕斯定律将干涉相位变化的信息近似转化为光强变化的信息,再通过光电转换技术最后测量出被测电压值,这样势必带来测量误差。为了消除这两种局限性,将铝薄膜作为传感元件,建立了铝薄膜在电场力的作用下产生变形量和被测电压的数学关系,然后通过ccd直接测量铝薄膜的变形量,从而得出被测电压值,避免了这两种误差。

针对一种新型的具有准互易反射式光路结构的光学电压传感器,设计了基于锗酸铋(bgo,bi4ge3o12)晶体横向调制方式的高压探头.采用ansys有限元分析软件对所设计的高压探头进行电场计算,得到了探头内的电场及电势分布;讨论了探头内电场分布不均匀及干扰电场导致的测量误差.计算结果表明:标准条件下探头的最高可测电压不低于15kv;电场分布不均匀导致光沿着晶体内不同路径传输时,电场强度对路径的积分结果即测量电压不同,影响传感器的稳定性和测量精度;探头内干扰电场导致0～5kv范围内最大测量误差达1.2‰,这一测量误差对于2‰精度的电压传感器是不可忽略的.

设计了一种新型的光纤电压传感器。将fabry-perot腔(简称f-p腔)粘在石英晶体上,根据石英晶体的逆压电效应,在高压作用下晶体会发生形变,使粘于其上的f-p腔腔长发生改变,相应在f-p腔中的干涉波长也发生变化。通过可调f-p腔对其输出光谱进行扫描,以实现光谱恢复,得到中心波长的变化,根据中心波长与干涉腔长的关系,实现对电压的实时测量。实验结果表明,该电压传感系统可靠性好,精度高。

光纤电压传感器

875型传感器为静电电荷累积在线实时监测而设计。该传感器配备具有自动校正技术的测量探针，即便是非接触式探针和检测面的距离发生变化时，自动校正技术仍能保持高的精确度和速度，极大增强了传感器的能力。采用din封装设计，传感器外壳安装在35mm的din支架上。

通过引进电光λ/4波片的jones矩阵,阐明了用脉冲控制的电光波片构成的光学直流电压传感器的敏感特性;该传感器结构把被测量的直流电压信号转换成了交流脉冲控制的电压信号,因此输出电压信号对电磁干扰不敏感,且消除了输入光强波动的影响;双光路的输出结构消除了温度变化引起的干扰双折射的影响。用该传感器对-500～500v的直流电压进行了测量,其非线性误差在±0.5%以内,实验结果表明,该传感器结构是可行的。

电压传感器 (2)

电压传感器 电压传感器的历史 在各国，传感技术、计算机技术与数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们。 从20世纪80年代起才开始重视传感技术的研究开发，不少先进的成果仍停留在研究实验阶 段，转化率比较低。 在我国，60年代开始传感技术的研究开发，经过从"六五"到"九五"的国家攻关，在传感 器研究开发、设计、制造、可靠性、应用性等获得进步，初步形成传感器研究、设计、生产 和应用的体系，并在数码机床攻关中获得了一批可喜的、瞩目的发明专利与工况监控系统或 仪器的成果。但总体上，它还不够满足我国经济与科技的迅速发展，不少传感器仍然依赖进 口。 在国外传感器技术分两种路径：一种以美国为代表的走先军工后民用，先提高后普及。 另一种是以日本为代表侧重实用化、商品化，先普及后提高。前种成本高，后种成本低，更 快些。而我国虽在20世纪60年代就已经涉足传感器制作业，但现活

研究了光纤电压传感器光路系统中光源、光纤、电光晶体和光电探测器对测量误差的影响.结果表明,采用谱线宽度窄、温度漂移小的光源,可减小电光效应的相位延迟误差;采用单模光纤有利于提高信噪比;采用多次提拉的纯净bgo晶体,可抑制双折射的影响;采用暗电流小、线性度好的光电探测器,有利于减小传感器的漂移,改善传感器的线性度.

研究了光纤电压传感器光路系统中光源、光纤、电光晶体和光电探测器对测量误差的影响．结果表明。采用谱线宽度窄、温度漂移小的光源，可减小电光效应的相位延迟误差；采用单模光纤有利于提高信噪比；采用多次提拉的纯净bgo晶体，可抑制双折射的影响；采用暗电流小、线性度好的光电探测器，有利于减小传感器的漂移，改善传感器的线性度．

本文以线性光耦为核心设计了一种隔离式电压传感器。通过选择最佳的工作区,使传感器具有线性的输入输出关系和高灵敏度。这种传感器可以用于测量微型电机的电压,由于结构简单、体积小、元件数量少,能够直接集成到电机的控制电路中。

光纤电压传感器系统的硬件设计是传感器的重要组成部分,其设计的好坏直接关系到系统安全、可靠地运行.鉴于此,本文主要就光纤电压传感器模拟系统的硬件电路设计和制作进行了探讨.

文中介绍了光纤电压传感器的工作原理。并以小波变换为核心,为了改进滤波效果,提高去噪质量,在常规小波阈值去噪方法基础上,提出了基于小波变换的改进阈值函数去噪方法。与传统的硬阈值和软阈值比,该函数不仅易于计算,而且具有优越的数学特性和清晰的物理意义。利用小波变换对所检测到的电压信号进行分析,通过对理论模型进行仿真,证明该方法有很好的去噪效果。

介绍了光学厚度传感器的工作原理及特点,并与传统的磁性厚度传感器进行了比较。

霍尔电流、电压传感器/变送器介绍 摘要：霍尔电流、电压传感器/变送器模块是当今电子测量领域 中应用最多的传感器件之一，可广泛用于电力、电子、交流变频调速、 逆变装置、电子测量和开关电源等诸多领域，可完全替代传统的互感 器和分流器，并具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强 和不损失测量电路能量等优点。 1引言 近年来，新一代功率半导体器件大量进入电力电子、交流变频调 速、逆变装置及开关电源等领域。原有的电流、电压检测元件已不适 应中高频、高di/dt电流波形的传递和检测。霍尔电流、电压传感器 /变送器模块是近十几年发展起来的测量控制电流、电压的新一代工 业用电量传感器，是一种新型的高性能电气检测元件。 霍尔电流、电压传感器/变送器由于具有精度高、线性好、频带 宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量等诸多优点，因而被 广泛应用于变频调速装置、逆变装置、ups电

为了解决一般光电式电压传感器存在的温度对测量结果影响大、工艺上不容易实现等问题,提出了一种静电振膜式电压传感器,建立了该传感器的数学模型并分析了其工作稳定性和测量准确度.理论上静电振膜式电压传感器要求极化电压大于待测电压的峰值,这一条件在工程上难以满足.并且电网电压主要存在奇次谐波,通过平方项以后就变成了偶次谐波,这是系统带来的误差.因此提出了一种降低极化电压的方法,且采用陷波滤波器滤除偶次谐波来消除系统自身带来的误差.仿真结果表明在极化电压小于待测电压峰值的条件下,静电振膜式电压传感器可以实现准确、快速的电压测量.

2012年10月9日,莱姆电子（lem）针对牵引应用场合中的绝缘额定电压测量推出dvl系列电压传感器。该系列传感器的测量范围为50～2000vrms,绝缘技术获得专利,将莱姆成熟的绝缘技术和新的绝缘技术融为一体。尽管通过8.5kv安全绝缘电压实现了非常高程度的隔离,

电流电压传感器 (3)