随着电力工业的发展,传统的电流传感器已经不能很好的满足当今工业技术发展的需要。光纤电流传感器由于其具有电气绝缘性好,不受周围磁场的影响,无电源,体积小,灵敏度高等优点,将成为传统电流传感器的最具优势的替代品。对光纤电流传感器的研究也在普遍开展。 光纤布拉格光栅是近年来发展最为迅速的光纤无源器件之一。布拉格光栅直接制作在光纤纤芯上,体积小,具有确定的中心波长,布拉格反射波长可受温度、应变等物理量调制的特性,广泛的应用于光纤传感等领域。 本实验采用将光纤布拉格光栅与超磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe结合起来的方式测量电流。首先模拟交流大电流,经过一系列变换得到满足传感器要求的电流,利用Tb-Dy-Fe在磁场下的伸缩效应,引起光纤光栅的轴向应变,产生布拉格波长的漂移,来测量产生磁场的待测电流的大小。主要内容如下: 1.结合光纤光栅和磁致伸缩材料,确定满足工业测量交流大电流的传感器系统方案设计。 2.在实验室条件下模拟交流大电流,获得等效现场的被测电流。 3.设计采样、AC—DC变换、放大电路、高压侧电子线路的供能电路,得到满足能驱动磁致伸缩材料带动光纤光栅轴向应变的电流。 4.结合实际的磁致伸缩材料和光纤光栅,完成装置的机械设计和优化。包括核心材料设计,主线圈设计,磁回路设计,隔热层的设计和优化。 5.完成了光纤光栅电流传感器进行电流的数据测量和分析,得到的传感器测量灵敏度为3.47×10^-4nm/mA 最后,对所在的工作作了总结,针对实验中的不足之处提出了改进措施。