光纖電壓傳感器采集信號(hào)的MATLAB輔助小波分析

研究了光纖電壓傳感器光路系統(tǒng)中光源、光纖、電光晶體和光電探測(cè)器對(duì)測(cè)量誤差的影響.結(jié)果表明,采用譜線(xiàn)寬度窄、溫度漂移小的光源,可減小電光效應(yīng)的相位延遲誤差;采用單模光纖有利于提高信噪比;采用多次提拉的純凈bgo晶體,可抑制雙折射的影響;采用暗電流小、線(xiàn)性度好的光電探測(cè)器,有利于減小傳感器的漂移,改善傳感器的線(xiàn)性度.

研究了光纖電壓傳感器光路系統(tǒng)中光源、光纖、電光晶體和光電探測(cè)器對(duì)測(cè)量誤差的影響．結(jié)果表明。采用譜線(xiàn)寬度窄、溫度漂移小的光源，可減小電光效應(yīng)的相位延遲誤差；采用單模光纖有利于提高信噪比；采用多次提拉的純凈bgo晶體，可抑制雙折射的影響；采用暗電流小、線(xiàn)性度好的光電探測(cè)器，有利于減小傳感器的漂移，改善傳感器的線(xiàn)性度．

文中介紹了光纖電壓傳感器的工作原理。并以小波變換為核心,為了改進(jìn)濾波效果,提高去噪質(zhì)量,在常規(guī)小波閾值去噪方法基礎(chǔ)上,提出了基于小波變換的改進(jìn)閾值函數(shù)去噪方法。與傳統(tǒng)的硬閾值和軟閾值比,該函數(shù)不僅易于計(jì)算,而且具有優(yōu)越的數(shù)學(xué)特性和清晰的物理意義。利用小波變換對(duì)所檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)理論模型進(jìn)行仿真,證明該方法有很好的去噪效果。

介紹了光纖電壓傳感器的工作原理,研究了光纖電壓傳感器的信號(hào)接收與處理電路部分,設(shè)計(jì)并測(cè)試了放大濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換及單片機(jī)的信號(hào)處理電路,對(duì)高壓測(cè)量中的誤差來(lái)源進(jìn)行了分析。

評(píng)述了光纖電壓傳感器研究的現(xiàn)狀,對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì),分析了光纖電壓傳感器的檢測(cè)原理及系統(tǒng)構(gòu)成、信號(hào)調(diào)理電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和光纖收發(fā)模塊原理.

光纖電壓傳感器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是傳感器的重要組成部分,其設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行.鑒于此,本文主要就光纖電壓傳感器模擬系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和制作進(jìn)行了探討.

設(shè)計(jì)了一種新型的光纖電壓傳感器。將fabry-perot腔(簡(jiǎn)稱(chēng)f-p腔)粘在石英晶體上,根據(jù)石英晶體的逆壓電效應(yīng),在高壓作用下晶體會(huì)發(fā)生形變,使粘于其上的f-p腔腔長(zhǎng)發(fā)生改變,相應(yīng)在f-p腔中的干涉波長(zhǎng)也發(fā)生變化。通過(guò)可調(diào)f-p腔對(duì)其輸出光譜進(jìn)行掃描,以實(shí)現(xiàn)光譜恢復(fù),得到中心波長(zhǎng)的變化,根據(jù)中心波長(zhǎng)與干涉腔長(zhǎng)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的實(shí)時(shí)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該電壓傳感系統(tǒng)可靠性好,精度高。

基于電光晶體的光學(xué)電壓傳感器由于其器件的加工和裝配工藝都比較復(fù)雜,限制了其應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的基于bgo晶體電光效應(yīng)的光纖電壓傳感器傳感頭結(jié)構(gòu),雖然犧牲了一定的精度,但可大大降低加工和裝配的難度。對(duì)此結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度進(jìn)行了分析,并利用虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng),對(duì)制作的光纖電壓傳感器的實(shí)驗(yàn)原型的性能進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性已基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

介紹了基于模間干涉的全光纖電壓傳感器結(jié)構(gòu)及原理,利用兩個(gè)光電二極管探測(cè)雙模光纖輸出的相干模斑光強(qiáng),通過(guò)模斑光強(qiáng)的變化測(cè)量待測(cè)電壓引起的模間相位差變化,討論了含源零差檢測(cè)法的相位跟蹤原理,給出了相位檢測(cè)系統(tǒng)及電路,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此設(shè)計(jì)方案能達(dá)到相位跟蹤的目的。

1 光電壓傳感器原理 光電壓傳感器 　　光波是一種橫波，它的光矢量與傳播方向垂直。如果光波的光矢量方向不變，大小隨相位改變，這樣的光稱(chēng)為線(xiàn) 偏振光；如果光矢量的大小不變，而方向繞傳播方向均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣的光稱(chēng)為圓偏振光；如果光矢量和大小都在有 規(guī)律的變化，且光矢量的末端沿著一個(gè)橢圓轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣的光稱(chēng)為橢圓偏振光。 　　在電場(chǎng)（或電壓）的作用下，一些本身沒(méi)有雙折射現(xiàn)象的材料會(huì)產(chǎn)生雙折射效應(yīng)，使光波的兩偏振分量之間出現(xiàn) 相位差，這就是電光效應(yīng)。檢測(cè)出相位差，就可以計(jì)算出電壓或電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。由于相位較難測(cè)量，故一般利用偏 光干涉原理將相位調(diào)制轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度調(diào)制，傳感器輸出光強(qiáng)的大小即能反映被測(cè)電壓，這就是光電壓傳感器測(cè)量電壓的 基本原理。 圖示：一種實(shí)用的光電壓傳感器示意圖 　　光電壓傳感器的檢測(cè)原理類(lèi)似于光電流傳感器，由一個(gè)1/4波長(zhǎng)板和兩個(gè)偏振器組成的偏振檢測(cè)系統(tǒng)將普克爾斯偏 振調(diào)制轉(zhuǎn)化

875型傳感器為靜電電荷累積在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)。該傳感器配備具有自動(dòng)校正技術(shù)的測(cè)量探針，即便是非接觸式探針和檢測(cè)面的距離發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)校正技術(shù)仍能保持高的精確度和速度，極大增強(qiáng)了傳感器的能力。采用din封裝設(shè)計(jì)，傳感器外殼安裝在35mm的din支架上。

電壓傳感器 (2)

清華大學(xué)2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第1頁(yè)共46頁(yè) 1引言 1.1研究背景及意義 隨著工業(yè)化的發(fā)展，我們的生活及環(huán)境的污染迅速增加，環(huán)境中存在著各種有毒有 害、易燃易爆氣體，從家用液化石油氣、城市煤氣以及天然氣到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的 廢氣、交通工具中排放的各種氣體都在不斷地污染環(huán)境，影響我們的生存。 此外，我國(guó)燃?xì)獾淖兏锛拔鳉鈻|輸工程的進(jìn)行，煤氣或天然氣已成為多數(shù)家庭的燃 料。這些氣體在帶給人們能源、生產(chǎn)生活提供方便的同時(shí)，它們本身是有毒、易燃的化 學(xué)物品，給燃?xì)馊季哂脩?hù)深深埋下了火災(zāi)、中毒、爆炸的隱患。一方面人類(lèi)對(duì)各種有毒 有害氣體的承受能力是有限的，另一方面易燃易爆氣體超過(guò)一定濃度，就可能引起火災(zāi) 或爆炸，造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。但是人的感官缺乏對(duì)各種有害氣體的感知，特別是 對(duì)有害氣體濃度定量的判斷能力，因而研制能夠感知并判別氣體的種類(lèi)和測(cè)量氣體濃度 的儀器系

電壓傳感器 電壓傳感器的歷史 在各國(guó)，傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字控制技術(shù)相比，傳感技術(shù)的發(fā)展都落后于它們。 從20世紀(jì)80年代起才開(kāi)始重視傳感技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，不少先進(jìn)的成果仍停留在研究實(shí)驗(yàn)階 段，轉(zhuǎn)化率比較低。 在我國(guó)，60年代開(kāi)始傳感技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)從"六五"到"九五"的國(guó)家攻關(guān)，在傳感 器研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、可靠性、應(yīng)用性等獲得進(jìn)步，初步形成傳感器研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn) 和應(yīng)用的體系，并在數(shù)碼機(jī)床攻關(guān)中獲得了一批可喜的、矚目的發(fā)明專(zhuān)利與工況監(jiān)控系統(tǒng)或 儀器的成果。但總體上，它還不夠滿(mǎn)足我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展，不少傳感器仍然依賴(lài)進(jìn) 口。 在國(guó)外傳感器技術(shù)分兩種路徑：一種以美國(guó)為代表的走先軍工后民用，先提高后普及。 另一種是以日本為代表側(cè)重實(shí)用化、商品化，先普及后提高。前種成本高，后種成本低，更 快些。而我國(guó)雖在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)涉足傳感器制作業(yè)，但現(xiàn)活

1/15 光纖地震波探測(cè)的研究進(jìn)展-1 http://hi.baidu.com/fibersensor/blog/item/66e8ee11cf1e531db9127b88.html 光纖傳感技術(shù)推廣，部分內(nèi)容來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)(標(biāo)注作者),如有侵權(quán),請(qǐng)及時(shí)聯(lián) 系.yyebuxing@hotmail.com---------廣交各行業(yè)的朋友；提供各類(lèi)光纖傳感產(chǎn)品；聯(lián)系qq： 42705607（請(qǐng)注明光纖傳感） 1引言 地震波是一種由震源發(fā)出，在地球內(nèi)部傳播的波。在地震學(xué)中，研究地 震波一直是探測(cè)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)最有效的手段?，F(xiàn)代地震儀通過(guò)探測(cè)地震波,得到 地震記錄來(lái)研究震源、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地震波本身，并實(shí)現(xiàn)臨震預(yù)報(bào)。在石油勘 探領(lǐng)域，地震勘探是地球物理勘探中最重要的方法。人工震動(dòng)引起的彈性波經(jīng)巖 層分界面發(fā)生反

以ni7813r智能數(shù)據(jù)采集卡為核心,硬件上利用信號(hào)調(diào)理電路板、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)構(gòu)建光纖電壓互感器信號(hào)采集系統(tǒng);軟件上以labview作為編程工具,分別在fpga和主機(jī)上設(shè)計(jì)fpgavi和hostvi,在fpga上對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理,在計(jì)算機(jī)上對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與記錄。為了滿(mǎn)足數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化的需求,采集系統(tǒng)采用以太網(wǎng)接口輸出,因此對(duì)以太網(wǎng)輸出的硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的論述,并在最后給出仿真結(jié)果。

為解決光學(xué)電壓傳感器測(cè)量精度的溫漂問(wèn)題,提出采用增加基準(zhǔn)測(cè)量源的方法,根據(jù)對(duì)基準(zhǔn)源的測(cè)量結(jié)果來(lái)調(diào)整實(shí)際測(cè)試結(jié)果,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感參數(shù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)補(bǔ)償。應(yīng)用該方法設(shè)計(jì)了自愈光學(xué)電壓傳感器,并進(jìn)行了精度檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明:在常溫下,自愈光學(xué)電壓傳感器的線(xiàn)性度可達(dá)0.2級(jí);當(dāng)環(huán)境溫度引起工作光強(qiáng)波動(dòng)或傳感參數(shù)漂移時(shí),自愈光學(xué)電壓傳感器的測(cè)量精度比補(bǔ)償前有大幅提高。該方法原理簡(jiǎn)潔,容易實(shí)現(xiàn),為高性能光學(xué)電壓傳感器的設(shè)計(jì)提供了新的解決思路。

萊姆電子推出dvl系列電壓傳感器，該系列傳感器的測(cè)量范圍為50～2000vrms，盡管通過(guò)8．5kv安全絕緣電壓實(shí)現(xiàn)了非常高程度的隔離，但是dvl傳感器外形非常小巧，僅為137．8×63×64．3mm。在功能、性能和安裝方面與之前的系列傳感器完全兼容，使精度和溫度穩(wěn)定性達(dá)到了新高度。

為了解決一般光電式電壓傳感器存在的溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果影響大、工藝上不容易實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題,提出了一種靜電振膜式電壓傳感器,建立了該傳感器的數(shù)學(xué)模型并分析了其工作穩(wěn)定性和測(cè)量準(zhǔn)確度.理論上靜電振膜式電壓傳感器要求極化電壓大于待測(cè)電壓的峰值,這一條件在工程上難以滿(mǎn)足.并且電網(wǎng)電壓主要存在奇次諧波,通過(guò)平方項(xiàng)以后就變成了偶次諧波,這是系統(tǒng)帶來(lái)的誤差.因此提出了一種降低極化電壓的方法,且采用陷波濾波器濾除偶次諧波來(lái)消除系統(tǒng)自身帶來(lái)的誤差.仿真結(jié)果表明在極化電壓小于待測(cè)電壓峰值的條件下,靜電振膜式電壓傳感器可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的電壓測(cè)量.

本文以線(xiàn)性光耦為核心設(shè)計(jì)了一種隔離式電壓傳感器。通過(guò)選擇最佳的工作區(qū),使傳感器具有線(xiàn)性的輸入輸出關(guān)系和高靈敏度。這種傳感器可以用于測(cè)量微型電機(jī)的電壓,由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、元件數(shù)量少,能夠直接集成到電機(jī)的控制電路中。

提出了一種基于普克爾效應(yīng)的雙晶體互易型光學(xué)電壓傳感器,利用兩塊電光晶體抵消無(wú)用雙折射引起的相位差,利用法拉第旋光器實(shí)現(xiàn)互易型光路模式,提高了光路的抗干擾能力。在常溫條件下,對(duì)傳感器進(jìn)行了直流和交流實(shí)驗(yàn)。0~3kv的直流電壓和0至約2.5kv的交流電壓測(cè)試結(jié)果表明,傳感器的輸出和輸入具有良好的線(xiàn)性關(guān)系,直流測(cè)量誤差不大于±0.28%,電壓較高時(shí)交流測(cè)量誤差不大于±0.22%。傳感器對(duì)于輸入電壓的響應(yīng)迅速?zèng)]有明顯拖尾現(xiàn)象且輸出穩(wěn)定,交流波形不失真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該系統(tǒng)方案的可行性。

霍爾電流、電壓傳感器/變送器介紹 摘要：霍爾電流、電壓傳感器/變送器模塊是當(dāng)今電子測(cè)量領(lǐng)域 中應(yīng)用最多的傳感器件之一，可廣泛用于電力、電子、交流變頻調(diào)速、 逆變裝置、電子測(cè)量和開(kāi)關(guān)電源等諸多領(lǐng)域，可完全替代傳統(tǒng)的互感 器和分流器，并具有精度高、線(xiàn)性好、頻帶寬、響應(yīng)快、過(guò)載能力強(qiáng) 和不損失測(cè)量電路能量等優(yōu)點(diǎn)。 1引言 近年來(lái)，新一代功率半導(dǎo)體器件大量進(jìn)入電力電子、交流變頻調(diào) 速、逆變裝置及開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域。原有的電流、電壓檢測(cè)元件已不適 應(yīng)中高頻、高di/dt電流波形的傳遞和檢測(cè)?；魻栯娏鳌㈦妷簜鞲衅?/變送器模塊是近十幾年發(fā)展起來(lái)的測(cè)量控制電流、電壓的新一代工 業(yè)用電量傳感器，是一種新型的高性能電氣檢測(cè)元件。 霍爾電流、電壓傳感器/變送器由于具有精度高、線(xiàn)性好、頻帶 寬、響應(yīng)快、過(guò)載能力強(qiáng)和不損失被測(cè)電路能量等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而被 廣泛應(yīng)用于變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、ups電