基于等应变梁的光纤光栅静电电压传感器 |
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引用本文: | 张开玉,赵洪,张伟超,陈俊岐,张印东.基于等应变梁的光纤光栅静电电压传感器[J].光学学报,2015(3):71-78. |
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作者姓名: | 张开玉 赵洪 张伟超 陈俊岐 张印东 |
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作者单位: | 哈尔滨理工大学工程电介质及应用技术教育部重点实验室 |
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基金项目: | 国家973计划(2012CB723308);黑龙江省科技攻关项目(GZ11A407) |
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摘 要: | 为了实现静电电压表的精确测量,提出了一种基于等应变梁和光纤布拉格光栅(FBG)的静电电压传感器。在一定温度范围内,由双FBG的结构方案实现了传感器的温度自补偿,通过对等应变梁的仿真分析和传感器系统的电场仿真,优化设计和制备了传感器结构系统。利用一对平板电极产生匀强电场,在静电力作用下等应变梁上的导体半球受力致使等应变梁发生变形,使得两个FBG反射光谱的中心波长产生偏移,通过FBG的波长差实现了电压的测量。实验结果表明:该传感器可实现5~24 k V直流(DC)高压和交流(AC)高压有效值的测量,5~12 k V的计算精度为2.1%,12~24 k V的计算精度为0.89%,传感曲线的拟合度为0.99985,基本满足高电压测量系统的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。
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关 键 词: | 光纤光学 静电电压传感器 光学电压测量 光纤布拉格光栅 等应变梁 |
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