文档介绍：安徽理工大学
硕士学位论文
光纤电压传感器的设计与研究
姓名:杨晶
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:朱宗玖
20090601
摘要传感器作为信息采集系统的关键元件,是现代测量和自动控制的主要环节。目前普遍使用的传统电磁式电压传感器存在二次短路与开路危险、磁饱和现象等缺陷。这些缺陷不仅降低了传感器的检测灵敏度,还会导致整个检测系统故障。因此迫切需要一种无电磁感应的电压检测装置。光纤电压传感器以光作为信号的载体,具有良好的电绝缘性能、不受电磁干扰、带宽高及体积小等优点,具有很高的应用价值。论文设计了光纤电压传感器模拟系统的硬件电路;利用锗酸铋遄魑光纤电压传感器的传感头,分析研究了宓呐菘硕效应:针对光路扰动、温度稳定性问题,采用双光路补偿和软件修正的方法,提出了光路扰动解决方案和温度补偿方法;以小波变换为核心,在常规小波阈值去噪方法基础上,提出了基于小波变换的改进阈值函数去噪方法。研究认为,该传感器模拟系统的设计有很好的稳定性和灵敏度,基本达到要求。双光路补偿方法可将光路中的各种扰动及光电探测器的温度漂移抵消掉,使传感器能够得到调制后的有用信号;使用改进后的小波阈值函数处理信号,信号的噪声部分被很好的抑制,而且信号较为光滑,有很高的信噪比。通过进行仿真实验,结果表明该软件补偿方案能够得到较好的去噪效果,提高了光纤电压传感器系统性能。餥】表【坎巍关键词:光纤电压传感器;电光晶体;误差分析;阈值算法分类号:摘要
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导η┟狠⊙裕学位论文作者签名:—驾翰签字日期:竹,月,日日期:坦铲耲日签字日期:月,日学位论文作者签名:藓独创性声明学位论文版权使用授权书安徽堡王太堂本学位论文作者完全了解塞筮理王太堂有保留、使用学位论文塞徵堡三太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难论文在解密后适用本授权书
绪论传感器的地位和作用在当今信息社会中,传感技术是高新技术之一,很多发达国家已将传感技术列为优先发展的重要课题】。光纤传感技术是伴随着光通信技术的发展而逐步形成的,而光纤传感器作为光子与承载信息传输的一个技术领域,凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用,是在生产实践中值得注意的一种传感器,倍受研究学者的青睐。近年来,光纤传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。不仅可以用来测量多种物理量,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务,例如在强电、磁场干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的能力【,起到人的“感官”的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息本文主要针对光纤传感器在测量电压方面展开理论、技术和工程方面的研究。光纤电压传感器利用光在磁场中的相位变化,强电、磁干扰不会影响光纤中的传输信号,是现代电力系统的在线检测、高精度故障诊断、计算机控制与管理的主要支撑。具有很大的实际意义,有很高的研究价值。所谓传感器,就是能感知规定的被测信息,并按照一定的规律转换成另一种形态的可用信息的器件或装置【俊4有畔⒓际醯慕嵌壤纯矗ǜ衅魇腔袢『妥;恍息的一种工具,这些信息包括电、磁、光、声、热、力、位移、振动、流量、温度浓度等。通常由敏感元件和转换元件组成,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。目前,在国防、航空航天、交通运输、能源、机械、石油化工、轻工纺织等工业部门和环境保护、生物医学工程等方面都需要使用各种各样的传感器【俊@纾在航空航天方面,大型飞机在云层中的自动驾驶,在恶劣的气候条件下安全着陆,人造卫星在太空中的遥感等都大量安装着各种各样的传感器;在工业生产方面,自动化生产流水线离不开传感器;在信息处理方面,电子计算机只能接收数字信号,对非电量式模拟信号是无能为力的。它需要传感器把非电量转换成电量,再把模拟信号转换成数字信号,然后送入计算机进行处理,再由计算机发出各种控制命令;即使在日常生活中的家用电器,如全自动洗衣机、洗碗机等也都安装着传感器。髀
光纤传感器的国内外现状传感器是信息采集系统的关键元件,是现代信息产业的源头,是信息社会赖