基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器设计.pdf

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1、48传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第12期DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)12--0048-03雩、{≯、。。设计与制造(I、0基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器设计雷文锋，马跃(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：针对高压输电中直流的检测，提出一种基于偏磁薄膜矫正的直流光学电流传感器。偏磁薄膜固定磁场在石榴石材料中的方向提高了传感器测量精度，采用偏振计直接检测偏振角的方法消除了偏振面预偏角度误差对测量系统的影响。对传

2、感器实现直流检测进行理论分析，设计了传感器的光路结构，并使用传感器进行直流检测实验。结果表明：该传感器能兼顾灵敏度和测量范围的需要且测量输出线性度高，线性拟合度为0．99953，多次测量重复性好，误差小于0．4％。关键词：偏磁薄膜矫正；直流光学电流传感器；高压高直流中图分类号：TM452．92文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)12-0048-03DesignofDCopticalcurrentsensorbasedoncorrectionoOfIbiasing[magneticfi[ilmLEIWen-feng，MAYue(Sch

3、oolofOptical-ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：AimedatDCcurrentdeectioninhigh—voltagetransmission，aDCopticalcurrentsensorbasedoncorectionofbiasingmagneticfilmisproposed．Biasingmagneticthinfilmfixeddirectio

4、nofthemagneticfieldingarnetmaterialimprovesmeasurementprecisionofsensor，themethodthatusingpolarimeterdirectlydetectpolarizationangleandeliminateeffectofpresetangleerorofthepolarizationplaneonmeasuringsystem．TheoreticalanalysisiscarriedoutonsensorforDCdetction，opticalpathstructu

5、reofsensorisdesigned，andsensorisusedforDCdetctionexperiment．Theexperimentalresultsshowthatsensitivityofsensorcanmatchtherequiredmeasurementrangeandoutputlinearityofmeasurementishigh，linearfittingdegreeis0．99953，alsorepeatabilityofmultiplemeasurementisgoodandtheerrorislessthan0．

6、4％．Keywords：corectionofbiasingmagneticfilm；DCopticalcurentsensor；highvoltagehighDCcurent0引言方向的线偏振光的振动面夹角变化来间接实现电流的检在输电工程中，电流传感器是实现输电系统的监视和测。与采用测光强变化的方法来得到旋转角度相比，两偏保护的一种重要测量设备J。基于电磁感应原理的传统振片的偏振面不需要严格的成45。，消除了偏振面预偏角电流互感器暴露出铁心易饱和，绝缘越来越困难，绝缘费用度误差对测量系统的影响。这种传感器结构简单，动态响昂贵，充油易爆等内在的缺点已

7、渐渐不能满足特高压中电应大，测量精度高，实验表明：该传感器能兼顾灵敏度和测流的检测。与传统的电流互感器相比，光学电流传感器具量范围的需要且测量输出线性度高，多次测量误差小于有绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、造价低、动态测量范围0．4％。大、暂态响应范围大、测量精度高、频率响应范围宽、不存在1传感器测量原理与结构设计磁饱和、无铁磁谐振、体积小、重量轻等优良性能，是未来电1．1工作原理网中理想的电流检测设备。直流光学电流传感器的基本工作原理是Faraday效本文提出的基于偏磁矫正的光学电流传感器，采用镀应，如图1所示偏振光在通过平行外加磁场方向的磁光介偏磁

8、薄膜的石榴石材料作为传感器的敏感元件，以保偏光质后外部磁场会使偏振光的偏振面产生旋转，旋转角度

9、B纤作为传输