光纤电压传感器采集信号的MATLAB辅助小波

光纤电压传感器

介绍了光纤电压传感器的工作原理,研究了光纤电压传感器的信号接收与处理电路部分,设计并测试了放大滤波电路、模数转换及单片机的信号处理电路,对高压测量中的误差来源进行了分析。

评述了光纤电压传感器研究的现状,对其系统进行了研究与设计,分析了光纤电压传感器的检测原理及系统构成、信号调理电路的系统结构和光纤收发模块原理.

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．

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.

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。

基于电光晶体的光学电压传感器由于其器件的加工和装配工艺都比较复杂,限制了其应用。本文设计了一种简易的基于bgo晶体电光效应的光纤电压传感器传感头结构,虽然牺牲了一定的精度,但可大大降低加工和装配的难度。对此结构的稳定性和准确度进行了分析,并利用虚拟仪器测试系统,对制作的光纤电压传感器的实验原型的性能进行了测试,结果表明系统的准确度和稳定性已基本达到设计要求。

介绍了基于模间干涉的全光纤电压传感器结构及原理,利用两个光电二极管探测双模光纤输出的相干模斑光强,通过模斑光强的变化测量待测电压引起的模间相位差变化,讨论了含源零差检测法的相位跟踪原理,给出了相位检测系统及电路,仿真和实验结果表明此设计方案能达到相位跟踪的目的。

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

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。

电压传感器 (2)

清华大学2012届毕业设计说明书 第1页共46页 1引言 1.1研究背景及意义 随着工业化的发展，我们的生活及环境的污染迅速增加，环境中存在着各种有毒有 害、易燃易爆气体，从家用液化石油气、城市煤气以及天然气到工业生产过程中产生的 废气、交通工具中排放的各种气体都在不断地污染环境，影响我们的生存。 此外，我国燃气的变革及西气东输工程的进行，煤气或天然气已成为多数家庭的燃 料。这些气体在带给人们能源、生产生活提供方便的同时，它们本身是有毒、易燃的化 学物品，给燃气燃具用户深深埋下了火灾、中毒、爆炸的隐患。一方面人类对各种有毒 有害气体的承受能力是有限的，另一方面易燃易爆气体超过一定浓度，就可能引起火灾 或爆炸，造成人身伤亡和财产损失。但是人的感官缺乏对各种有害气体的感知，特别是 对有害气体浓度定量的判断能力，因而研制能够感知并判别气体的种类和测量气体浓度 的仪器系

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

1/15 光纤地震波探测的研究进展-1 http://hi.baidu.com/fibersensor/blog/item/66e8ee11cf1e531db9127b88.html 光纤传感技术推广，部分内容来自于网络(标注作者),如有侵权,请及时联 系.yyebuxing@hotmail.com---------广交各行业的朋友；提供各类光纤传感产品；联系qq： 42705607（请注明光纤传感） 1引言 地震波是一种由震源发出，在地球内部传播的波。在地震学中，研究地 震波一直是探测地球内部结构最有效的手段。现代地震仪通过探测地震波,得到 地震记录来研究震源、地球内部结构和地震波本身，并实现临震预报。在石油勘 探领域，地震勘探是地球物理勘探中最重要的方法。人工震动引起的弹性波经岩 层分界面发生反

以ni7813r智能数据采集卡为核心,硬件上利用信号调理电路板、数据采集卡、计算机构建光纤电压互感器信号采集系统;软件上以labview作为编程工具,分别在fpga和主机上设计fpgavi和hostvi,在fpga上对信号进行解调处理,在计算机上对采集数据进行实时显示与记录。为了满足数字化变电站网络化的需求,采集系统采用以太网接口输出,因此对以太网输出的硬件和软件设计进行了全面的论述,并在最后给出仿真结果。

为解决光学电压传感器测量精度的温漂问题,提出采用增加基准测量源的方法,根据对基准源的测量结果来调整实际测试结果,从而实现了对传感参数的实时自动补偿。应用该方法设计了自愈光学电压传感器,并进行了精度检测。检测结果表明:在常温下,自愈光学电压传感器的线性度可达0.2级;当环境温度引起工作光强波动或传感参数漂移时,自愈光学电压传感器的测量精度比补偿前有大幅提高。该方法原理简洁,容易实现,为高性能光学电压传感器的设计提供了新的解决思路。

莱姆电子推出dvl系列电压传感器，该系列传感器的测量范围为50～2000vrms，尽管通过8．5kv安全绝缘电压实现了非常高程度的隔离，但是dvl传感器外形非常小巧，仅为137．8×63×64．3mm。在功能、性能和安装方面与之前的系列传感器完全兼容，使精度和温度稳定性达到了新高度。

2012年10月9日,全球知名的传感器专家莱姆电子(lem)根据适用于牵引行业的最新标准进行设计,采用符合所有相关阻燃要求的轨道应用场合强制使用的材料,针对牵引应用场合中的绝缘额定电压测量研发推出了dvl系列电压传感器。与所有莱姆的轨道产品一样,该款传感器也通过了ce认证,在功能、性能和安装方面与之前的系列传感器完全兼容,使精度和温度稳定性达到了新的高度,

11月27日，全球知名的传感器专家莱姆电子（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。该系列传感器将莱姆成熟的绝缘技术和新的绝缘技术融为一体，其测量范围为50～2000vrms，绝缘技术获得专利。尽管通过8．5kv安全绝缘电压实现了非常高程度的隔离，但是dvl传感器外形非常小巧，仅为（137.8×63×64．3）mm。

为了减少光纤电流传感器的噪声影响，提高传感器的信噪比，提出了一个基于小波变换理论的数字信号处理系统。文中简介了小波变换的优点及特性，设计了基于小波变换的带通滤波器，组建了一套光纤电流传感器带通滤波系统。该系统能实现１ｈｚ的带通滤波特性，并能根据需要经改变软件参数很方便地实现不同频率、不同带宽的信号提取。这个系统及分析方法对其他参数测量用光纤传感器及其他类型的传感器信号处理系统也是适用的

阐述了光纤光栅传感系统的信号解调技术,光纤光栅传感器的信号解调技术的实际应用提供了理论依据。