文档介绍：第卷第期电工技术学报年月
光纤电场和磁场传感器中传感
信号的数字检测方法
张卫东崔翔华北电力大学
姚若亚北京电力高等专科学校
二二,
氏毋
摘要
针对光纤电场和磁场传感器中传感信号模拟检测方法的一些不足, 设计实现了一种数字检测
方法, 详细讨论了该方法的墓本原理和数字检测电路的软硬件设计。实验表明, 该方法具有较好
的线性性质。
叙词光纤传感器检测采样
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压
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引官合
。测强
基于泡克尔斯效应和法拉第效应的光纤电场和式中—光检器光
, 光的衰减系
磁场传感器为电力系统电压和电流的测量提供了—路数
。、由外加电场引的电延迟角
一种新方法它的许多优点特别是抗电磁干扰良起光
—。
、磁场传感信号与式相似对于式的传感
好的电绝缘性高灵敏度和快的响应速度等更使其
,
、。信号检测方法一般是利用滤波器和检波器将其交
适用于电力系统高电压大电流的测量
流分量别检出, 由除法得到正比于被测量
电场作用下传感信号的表达式为直分再器
的调制度。该方法虽然抑制了光源不稳定的影
国家自然科学基金资助项目。一一收到初稿, 一一收到修改稿。
, , , ,
张卫东男年生北京广播学院电磁场与微波技术专业毕业现在华北电力大学攻读硕士学位研究方向为光
纤技术在电力系统中的应用。
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崔翔男年生中国原子能科学研究院加速器物理专业毕业工学博士华北电力大学教授理论电工专业,
博士生导师, 从事电磁场理论及其应用、光纤与光传感技术在电工领域中的应用研究。
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电工技术学报年月
响, 但是由于未能消除低频特别是工频干扰, 因考虑到工频干扰、噪声、光源不稳定性和
此, 检测精度不高。文献【曾提出基于光斩波暗电流的影响, 其波形如图所示。将采样脉冲频
的光调制电解调的模拟检测方法, 有效地抑制了上率设定为尸的两倍, 由于采用了同步采样技
述干扰, 提高了检测精度, 但是, 由于在检测电路术, 因此, 能够使采样点如图中、、、、
中解调和运算功能全部由模拟电子电路实现, 仍存、、⋯所示。图中, 、、、⋯等点落在包
在以下几点不足络线上, 、、、⋯等点落在尸为零处。
当式较大使传感特性出现非
线性时, 较难实现非线性补偿。
趁妇厂卜
, 日阵月
难以检测被测信号可能出现的谐波分量钾困︵︶、之
月曰
当被测信号的谐波分量较大时, 将降低检测精度。
通用性较差, 当参数发生变化时, 需重新
设计电路。
为此, 本文设计实现了一种传感信号的数字检
一一
测方法。时间,
图光源加调制后的传感信号波形
基本原理
本文数字检测方法包括以下两大步骤
数字检测方法就是利用模数转换器将传感信号数字滤波和数字解调。因为传感信号是调
, 、
数字化再由单片机对数字信号进行分析处理和制波, 所以必须首先进行解调。为消除工频干扰和
。,
运算的方法