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光纤电流传感器关键技术研究

作　者: 王天祺
导　师: 代燕
学　校: 长春理工大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 光纤电流传感器前置放大电路相位调制器激光器驱动滤波器
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文对光纤电流传感的基本原理、检测原理和检测系统以及光纤电流传感器的分类等进行了论述。在与国外光纤电流传感器的对比下,对国内光纤电流传感器落后的原因进行了分析。同时对光纤电流传感器在检测时受到的各种影响进行了理论分析,对光纤电流传感器提出了整体设计方案,并进行了初步的实验研究。本文对现阶段国内光纤电流传感器存在的固有问题进行了分析,同时提出了设计方案。其中包括光纤电流传感器的光学系统部分和数字信号处理部分,光学系统设计中主要包括对激光器驱动电路设计、光路优化设计、λ/4波片相位延时器设计以及相位调制器设计。信号处理设计包括双高速A/D采样设计、前置放大电路设计、滤波器设计。通过对光纤电流传感器的光学系统部分和数字信号处理部分的设计,进行了相关的实验研究,并测试出了四组数据,对测试中产生的误差进行了分析,并且对下一步的工作进行了阐述。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-12
  1.1 光纤传感技术的发展  8-9
  1.2 电流传感器研究现状  9-11
  1.3 本章小结  11-12
第二章光纤电流传感器原理  12-22
  2.1 光纤电流传感器的基本原理  12-15
    2.1.1 光的偏振  12-13
    2.1.2 Faraday旋光效应  13-14
    2.1.3 Jones矩阵  14-15
  2.2 光纤电流传感器的检测原理及检测系统  15-17
    2.2.1 光纤电流传感器的检测原理  15-16
    2.2.2 光纤电流传感器的检测系统  16-17
  2.3 光纤电流传感器的种类  17-21
    2.3.1 无源式光纤电流传感器(OFCT)  18-19
    2.3.2 全光纤式AOFCT  19-20
    2.3.3 有源式光纤电流传感器(OFCT)  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章光纤电流传感器的光学系统设计  22-32
  3.1 晶体光学器件设计  22-25
    3.1.1 偏振器件  22-23
    3.1.2 波片和补偿器  23-24
    3.1.3 光纤准直器  24-25
  3.2 光学系统设计  25-31
    3.2.1 光路系统优化设计  25-27
    3.2.2 λ/4波片相位延时器的设计  27-28
    3.2.3 相位调制器的设计  28-29
    3.2.4 光探测器的设计  29-31
  3.3 本章小结  31-32
第四章光纤电流传感器电路设计  32-42
  4.1 激光器的选型及驱动电路设计  32-35
    4.1.1 激光器  32-33
    4.1.2 激光器驱动电路设计  33-35
  4.2 信号处理系统整体设计  35-41
    4.2.1 前置放大电路的设计  36-37
    4.2.2 滤波器设计  37-38
    4.2.3 电源模块优化设计  38-39
    4.2.4 数模转换器的设计  39-41
  4.3 本章小结  41-42
第五章实验结果及分析  42-47
  5.1 实验系统  42-44
    5.1.1 系统组成  42-43
    5.1.2 性能的分析  43-44
  5.2 实验及结果  44-45
  5.3 实验结果分析  45-46
  5.4 后续研究方向  46
  5.5 本章小结  46-47
第六章结论与展望  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-50

光纤电流传感器关键技术研究

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