光纖大電流傳感器研究

將表1中的電流值作為橫坐標(biāo)，電壓值作為縱坐標(biāo)繪制成曲線，如圖5所示?？梢钥闯?，電壓與電流是近似成正比的。

從圖5的數(shù)據(jù)可看到在100～3 000 A范圍內(nèi)，系統(tǒng)具有良好的線性度。
3．2 用脈沖電流測(cè)實(shí)驗(yàn)
由于一般測(cè)試機(jī)構(gòu)中很少測(cè)試上萬(wàn)安的交流電，圖6和圖7是在某測(cè)試院中用脈沖電流實(shí)驗(yàn)時(shí)在示波器上顯示的波形圖，上面曲線是通過(guò)光纖電流傳感器得到的波形，圖中曲線是通過(guò)電流互感器得到的波形。

圖6是用B=45°、峰值為32 kA的脈沖電流實(shí)驗(yàn)得到的圖像。從圖中可看出光纖電流傳感器在10 kA左右的波形突然向下凹陷。經(jīng)檢驗(yàn)是所測(cè)電流超過(guò)其最大測(cè)量范圍所致，即出現(xiàn)飽和失真。
圖7是B＝80°、峰值為32 kA的脈沖電流實(shí)驗(yàn)得到的圖像。在圖中，用光纖電流傳感器測(cè)得的電流波形曲線沒(méi)有失真，并且與用電流互感器測(cè)得的波形線較好的吻合，說(shuō)明32 kA的電流在其動(dòng)態(tài)范圍之中，并且響應(yīng)時(shí)間小于10μs。

綜合上述實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)在小電流測(cè)試時(shí)具有較好的線性度和穩(wěn)定性。在大電流測(cè)試中，第一次測(cè)試出現(xiàn)了飽和失真，第二次用增大角B的方法解決了失真的問(wèn)題，并且動(dòng)態(tài)范圍較大，響應(yīng)時(shí)間短。其實(shí)．由式(4)還可看出，通過(guò)增大verdet常數(shù)v，或磁光晶體長(zhǎng)度L還可以使測(cè)量范圍變得更大，但這就需要重新定制、加工磁光晶體，使成本更高和制作時(shí)間更長(zhǎng)。故第一次出現(xiàn)飽和失真后選擇了增大角B的方法。

4 結(jié) 語(yǔ)
在此用磁光晶體作材料，以法拉第旋光效應(yīng)為原理設(shè)計(jì)和制作了光纖電流傳感器的傳感頭，并用所設(shè)計(jì)的傳感頭搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和進(jìn)行大電流的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)的傳感器在高電壓下能較準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)32 kA電流的測(cè)量。而且該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、響應(yīng)時(shí)間短，具有較好的實(shí)用價(jià)值。