脉冲频率调制光纤高压测量传输系统的研究及应用

论述了脉冲频率调制（ＰＦＭ）光纤测量系统的特点，研制了采用ＰＦＭ的光纤高压测量信号传输系统。它可用于大电流、雷电流、１．２／５０μｓ雷电冲击全波、操作冲击波和波尾截断波的测量。报导了对衰减振荡大电流的测量结果。     

再入式光纤电流互感器及信号检测

为改善光纤电流互感器的性能,设计了一种再入式光纤电流互感器.基于光干涉、相干信号检测和耦合模理论,研究了再入式光纤电流互感器的光源选择、核心器件参数确定及信号的调制与解调方式.理论研究结果表明,宽带光源是再入信号检测的重要前提;通过选择适当的调制信号占空比来控制采样时间点,是实现再入信号检测的必要保证;传感光纤环中耦合器的耦合比的最佳值由信号再入次数决定.基于对第5次再入信号的有效检测,当环境温度在-10~60℃范围内变化时,实现了对10~60A范围内电流的测量.实验结果表明,系统标度因子的线性度良好.用信号再入代替多匝传感光纤,可有效抑制绕制过程引入的应力双折射对系统标度因子线性度的影响;结合结构参数优化,还能有效克服单匝传感光纤情形下材料低维德尔系数导致的测量灵敏度较低的问题.     

微型光纤加速度计系统研究

光纤加速度计作为新型光纤传感器的一种,在高精度测量领域中有着不可替代的作用.实现光纤加速度计信号的解调,对于进一步提高传感器测量精度以及实用化都有着重要的意义.光源调频相位生成载波技术(PGC)常用于干涉型光纤传感器的信号解调,为了实现整个光纤传感系统的小型化,提高数据处理速度和解调精度,设计制作了应用于盘式光纤加速度计数字解调系统,系统以DSP和FPGA数字系统作为解调硬件电路的核心,实现对微型盘式光纤Michelson干涉仪相位信号检测.实验结果表明,微型盘式光纤加速度测量系统对微小振动信号检测有着很高的灵敏度,是高精度测量领域中的一个重要研究方向.     

对双折射不敏感的光纤电流传感器系统研究

讨论了双折射对光纤电流传感器稳定性影响，并介绍了一种采用光学偏振控制器、块状玻璃传感头和单光路检测的光纤电流传感器。理论分析和实验结果表明，这种结构的光纤电流传感器能够有效地消除输入、输出光纤及传感头的双折射对系统测量灵敏度的影响，使系统工作稳定可靠。     

数字式磁光光纤电流计的研究

论述了磁光式光纤电流测试系统的原理 ,并设计了一种数字式磁光光纤电流计 ,该装置所运用的测量方法是电力系统中高压大电流测量技术的一个新方向 ,随着光纤技术和电子器件可靠性的发展 ,磁光式电流检测技术可望得到推广使用。     

扭转高双折射光纤扭转比的测量及光轴的确定

用温度调整法测量了扭转高双折射光纤的扭转比η,测量重复性优于10%。在测量过程中,同时确定了光纤输入及输出端的光轴,精度达±1°     

高精度光纤宽带大电流测量仪实现国产化

<正>由中国计量科学研究院牵头承担的国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项"宽带大电流测量仪开发与应用"项目经过近三年的努力,研制出了以光纤宽带大电流传感器、宽频带高精度电磁式标准电流传感器为主体的国产化宽带大电流计量仪器,突破了从核心器件/部件到系统集成的多项关键技术。近日,项目通过了科技部高技术中心组织的中期检查。宽带大电流测量仪在冶金、电力、重大科学研究领域应用广泛。光纤宽带大电流测量     

智能化光纤位移传感测试系统的设计

依据光纤反射调制原理进行了反射型光纤位移传感测试系统的设计，由位移测量装置、光纤位移传感器、并口数据采集卡PG812、PC机以及数据采集软件构成一个智能化的测试平台，通过PC机实时读取和处理测量数据．     

干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

光纤光栅传感信号的Sagnac环境边沿滤波解调方法

利用高双折射光纤构成的Sagnac环境做为边沿滤波器件,应用于光纤光栅传感系统中,实现了7nm范围内的线性波长解调．采用全光纤设计,系统的解调速度可达数kHz．该解调方案基于光强度测量,适用于动态和静态测量,具有系统反映迅速,性能价格比高等优点．     

矩形阵列涡流传感器设计与实现

提出一种单激励发射接收式阵列涡流传感器模型。在对该传感器进行原理分析的基础上,通过有限元仿真分析及实验验证了该阵列涡流传感器在扫描铝板表面及下表面裂纹过程中9个检测线圈对裂纹长度进行定量的能力;并且采用聚类分析方法对9个检测线圈按灵敏度进行分类。再通过对各个检测线圈的检测数据进行数据融合,减小误差,提高了该阵列涡流传感器的检测精度。     

面向穿戴或植入式临床应用的ssDNA-GFET纳米生物传感器发展现状

单链DNA探针-石墨烯场效应管（ssDNA-GFET）纳米生物传感器在可穿戴或可植入式临床应用领域有着广泛前景。介绍了现有ssDNA-GFET的应用、标志物检测性能提升方法、真实人体样本溶液中标志物检测,以及面向可穿戴或可植入式临床应用的柔性化研发现状,总结了ssDNA-GFET在投入实际可穿戴或可植入式临床应用前有待解决的问题。     

油气管道涡流变形检测探头研制

针对传统的管道变形内检测探头环向检测面积较小的问题,在磁旋转编码检测技术的基础上,结合电涡流检测技术,研制了一种涡流变形内检测探头。文中首先介绍了电涡流管道变形检测的理论基础,设计了管道涡流变形检测探头的机械结构及电路系统,利用有限元方法得到探头与被测件距离d的增加引起传感器输出电压峰值信号呈现非线性减小的变化规律,同时研究了激励信号峰值和激励线圈内径变化对d值检测的影响。后进行实验验证,结果表明基于电涡流检测技术的管道变形检测具有可行性,实验测量精度达到1mm。该检测探头的研制对于提高管道变形内检测环向检测精度、降低检测成本具有一定的意义。     

可用于＋300℃检测的新型硅扩展电阻温度传感器

提出一种结构新颖的硅扩展电阻温度传感器，这种传感器与硅平面加工技术兼容，易于集成化，当传感器在２ｍＡ的正向偏置电流下，由于少数载流子的不连纽性以及多数载流子的注入，传感器电阻的正温度系数区拓宽到５７３Ｋ以上。本文探讨传感器的图形设计理论和电阻－温度关系，与实验结果吻合。这种ＳＲＴ传感器在温度和流速检测中将得到广泛应用。     

一种机车霍尔电流传感器的研究与设计

现有机车车辆段的电流检测多使用零磁通式霍尔电流传感器,为了解决该传感器受环境温度影响大,线性度低等缺点,设计了一种温度特性较好的高性能霍尔电流传感器,由坡莫合金材料的圆环磁芯以及具有温度补偿功能的信号调理电路组成。实验测试表明,该电流传感器的总精度在0.8%之内,具有高达150kHz的频带宽度,不超过0.5mA的零点偏移电流以及不高于2.5%的输出电流温度漂移等性能。     

基于FFT的互感式电流信号检测装置的设计

为解决对电路中电流信号的实时监测及谐波分析问题,利用传感器技术设计出一套高精度基于FFT( Fast Fourier Transform) 的互感式电流信号检测装置。该装置可对环路电流信号进行非接触式测量,硬件电路包括互感式电流传感器和检波电路,软件部分以STM32 为主控制器,对信号进行傅立叶变换得到频率和幅度信息。这种以微处理器为核心的测量装置可以实现测量自动化和功能多样化,在工业领域具有一定的应用价值。经实验检测,该系统的频率分辨率可达到1 Hz,幅度分辨率可达到0． 5 mA,测量电流信号频率误差小于2% ,幅度误差小于5%。     

一种新型电涡流传感器的理论分析

为提高普通电涡流传感器的灵敏度和增大检测距离,对一种新型电涡流传感器从理论上进行了分析.文中列出了重叠双线圈和同轴三线圈两种电涡流传感器的结构,并利用电磁场相关理论对同轴三线圈电涡流传感器及其设计进行了较详细地分析,并给出了测量电路单元.通过与普通电涡流传感器线圈进行仿真比较,得出了该结构电涡流传感器在长距离测量时的优缺点.     

新型方向性自差分涡流传感器的仿真设计与研究

传统涡流检测技术采用一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,通过用检测线圈来收集扰动磁场,然而由于激励线圈引起的磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度低,需采用差分的方法来获取缺陷信息。提出了一种新型涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励磁场的空间分布,使得无需采用差分方法就可以获得缺陷信息。在对新型传感器进行原理分析的基础上,仿真分析了其与传统传感器探头缺陷检测灵敏度之间的差异。并对传感器尺寸和激励频率进行了优化设计,最后验证了该新型传感器对缺陷长度的定量检测能力。仿真结果表明,该新型传感器具有较高的检测灵敏度和缺陷定量精度,为以后单激励多检测阵列涡流传感器的研究奠定了基础。     

监测PCB电镀电流的无线传感器网络

利用计算机、传感器技术和无线通信,设计了用于PCB电镀电流检测的无线传感器网络监测系统.该监控系统以NRF9E5单片机为无线传感器节点核心,运用霍尔电流传感器和检测电路的设计,实现了无线传感器节点与计算机的无线通信.     

基于调频式涡流传感器的金属微位移检测电路的设计

涡流传感器具有对介质不敏感、非接触的特点，广泛应用于金属检测中。本文研究一种基于调频式涡流传感器的金属微位移检测电路，采用最小二乘法处理实测数据，探索位移与检测信号的线性关系，实测数据的拟合曲线表明，该电路能在0到4．2 mm小位移内呈现比较好的线性关系。