基于法拉第磁光效应的大电流测量技术

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1、2014年1月ElectricWeldingMachineJan.2014朱卫安1，刘国瑛2，侯鑫瑞1，吴智量1，李舒华1，简浚宇1（1.广州大学物理与电子工程学院，广东广州510006；2.广州松兴电器有限公司，广东广州510655）摘要：研制了一种基于法拉第磁光效应的大电流测量装置。该电流测量装置由以法拉第磁旋光玻璃、渥拉斯顿棱镜为核心光学器件的光路系统和信号处理电路两部分组成。利用电子电路控制绕在U形软磁体上的线圈中的电流，形成可调的模拟被测对象，对研制的电流测量装置进行了测试。测试结果表明，所研制

2、的电流测量装置在较大范围内具有较好的线性度。由于国内磁旋光器件的性能与实用要求还有较大距离，使基于法拉第磁光效应的大电流测量技术的实用化还有较长的路要走。关键词：法拉第磁光效应；大电流测量；磁旋光玻璃；渥拉斯顿棱镜中图分类号：TG403文献标志码：A文章编号：1001－2303（2014）01－0022-05DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2014.01.06Experimentalstudyonhighcurrentmeasuringbasedonthefaradaymagneto

3、-opticeffectZHUWei-an1，LIUGuo-ying2，HOUXin-rui1，WUZhi-liang1，LIShu-hua1，JIANJun-yu1（1.CollegeofPhysicsandElectronicEngineering，GuangzhouUniversity，Guangzhou510006，China；2.GuangzhouSongxingElectricalCo.，Ltd.，Guangzhou510655，China）Abstract：Ahighcurrentmeasuri

4、nginstrumentbasedontheFaradaymagneto-opticeffectwasdeveloped.ThishighcurrentmeasuringinstrumentconsistsofthesignalprocessingelectroniccircuitsandtheopticsystemwheretheFaradaymagneto-opticglassandtheWollastonprismwereusedasthekeyopticcomponents.Aadjustablesi

5、mulatingmeasuredobjectwasobtainedbymeansofcontrollingthecurrentofacoilwoundaroundasofthorseshoemagnetwithaelectroniccircuit.Thehighcurrentmeasuringinstrumentstatedforewastestedwiththisadjustablesimulatingmeasuredobject.Thetestresultsindicatethatthehighcurre

6、ntmeasuringinstrumentpossessesagoodlinearitywithinarelativelylargerange.Becauseofthelowperformanceofthemagneto-opticdeviceatpresent，theapplicationofthehighcurrentmeasuringtechnologybasedontheFaradaymagneto-opticeffectwillnotberealizeduntilafartherfuture.Key

7、words：faradaymagneto-opticeffect；highcurrentmeasuring；magneto-opticglass；wollastonprism0前言电冶炼、电阻焊等生产过程的工作电流都非常大（几千安、几万安甚至几十万安）。为保证生产质量，需对生产过程的工作电流进行控制，因而需要精确测量工作电流。传统的电流测量装置存在响应慢、收稿日期：2013－06－11；修回日期：2013－11－12作者简介：朱卫安（1963—），男，江西临川人，高级工程师，主要从事电子技术与应用、电力电子技

8、术、信号处理、电阻焊电源等方面的教学与应用研究工作。精度低、测量范围与应用场合受限等不足，已逐渐不能满足生产技术发展的需要。基于法拉第磁光效应的电流测量技术具有响应快、精度高、测量范围大、绝缘性能好、抗干扰能力强等优点，是一种极有发展前途的大电流测量技术，深受国内外研究者的重视[1]。刘晔等人对以光纤为敏感元件的光纤电流传感器传感头的结构进行了研究[2]，分析全光纤型传感头、混合型传感头的不同结构