姜明月 贾 磊 姜明顺 曹玉强

(山东大学控制科学与工程学院)

悬臂梁结构光纤光栅电流传感器的优化

姜明月 贾 磊 姜明顺 曹玉强

(山东大学控制科学与工程学院)

针对电力系统对电流测量高精度的要求，设计了一种基于等强度悬臂梁结构的光纤光栅电流传感器。将两根光栅分别粘贴于等腰三角形结构的悬臂梁上下表面，末端永磁体材料振子置于两螺线圈中间。当螺线圈接通电流时，形成的磁场将会引起永磁体振子偏移，进而引起光栅中心波长的变化。采用差分方式建立电流大小与光栅波长变化之间的关系，在提高测量灵敏度的同时消除了温度对测量结果的影响。实验结果表明：在0～5A的范围内，利用光纤光栅波长变化可准确反演待测电流值，与理论计算值相比，误差小于1.2%。

电流传感器 光纤光栅 等强度悬臂梁

随着科技的发展和进步，电力在工业生产和社会生活中占据着越来越重要的位置，对电流检测也提出了更高的要求。传统的基于电磁感应原理的电流传感器存在绝缘困难、温度稳定性差及有油易燃易爆等缺点，难以满足新一代电力系统的要求，因此新型磁场电流传感技术成为当前研究的热点[1，2]。目前研究较多的为基于法拉第效应的光学电流传感器、光纤光栅电流传感器以及采用光纤作为信号传输媒介的Rogowski线圈式电流传感器[3，4]。随着光纤技术的发展，光纤布拉格光栅被广泛地运用于传感系统并对温度、压力、应变及磁场等多种物理量进行测量[5]，与其他类型的传感器相比，该类传感器具有尺寸小、抗电磁干扰性强、灵敏度高及易封装等优点。……