基于Fabry-Perot干涉仪的光纤电流传感器的研究

摘要

本文详细讲述了国内外光纤电流传感器的发展现状,针对目前电力系统中采用的传统电流测量设备所存在的问题,研究设计了一种新型的光纤电流传感器.传感头的设计基于磁致伸缩效应,干涉仪采用法布里—珀罗干涉仪结构,在实验室中成功地测量了模拟的大电流,并分析了试验结果和试验误差.实验结果表明,该文设计的传感器结构简单、灵敏度高、价格低、易于实际应用,在电力系统中有广泛的应用价值.

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1概述

1.2光纤传感器的分类及发展趋势

1.2.1光纤传感器的特点

1.2.2光纤传感器的基本工作原理及分类

1.2.3光纤电流传感器的发展趋势

1.3国内外研究进展

1.3.1国外光纤电流传感器研究概况

1.3.2国内光纤电流传感器研究概况

1.4课题研究内容

第二章光纤电流传感器的相位调制原理

2.1光相干条件

2.2相位调制原理

2.2.1应力应变效应

2.2.2温度应变效应

2.3光纤干涉仪

2.3.1马赫－曾德（Mach-Zehnder）干涉仪

2.3.2塞格纳克（Sagnac）干涉仪

`2.3.3迈克尔逊（Michlson）光纤干涉仪

2.3.4法布里－珀罗（Fabry-Perot）干涉仪

2.4解调原理

2.4.1相位解调原理

第三章光纤电流传感器调制及解调方案的确定

3.1相位调制方案确定

3.1.1磁致伸缩效应

3.1.2传感头的设计及FP干涉腔的设计

3.2解调方案的确定

3.2.1解调方法的分类及选取

3.2.2直接检测

第四章传感器系统设计及结果

4.1系统总体构成

4.2光路系统设计

4.2.1光源

4.2.2光纤耦合器

4.2.3光隔离器

4.2.4光电探测器

4.2.5活动连接器

4.3电子电路设计

4.3.1 DFB-LD的驱动电路

4.3.2检测电路

4.3.3带通滤波电路

4.3.4模拟除法器电路

4.4实验结果

4.4.1系统的主要性能指标参数

4.4.2试验结果分析

4.5系统噪声分析

4.5.1光路系统噪声分析

4.5.2电路系统噪声分析

4.6系统误差分析

第五章结论

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况