FBG电流互感器非线性校正系统研究

为了提高电流互感器的测量精度,减小相位误差 ,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的光纤光栅(FBG)电流互感器非线性校正系统,分析 了超磁致伸缩材料GMM,giant magnetostrictive material)的 磁滞特性,采用参数可变曲线拟合法实现数据的非线性校正处理。通过FP GA完成数据采集、 滤波、缓存、分频、校正处理和数据转换等单元的设计,实现了对电流互感器输出信号的实 时非线性校正,减小了GMM的磁滞特性对FBG电流互感器的影响,使电流互感器的 相位误差由7°降为1°,幅度误差小于1%,提高了电流测试系统的测量精度。     

光电探测器传输特性测试方法研究

散射参数(S参数)可精确表征光电探测器的传输特性,本文针对现有测试方法及系统中存在的问题,分析了光波元件分析仪的原理和光电探测器测试误差来源,提出了一种光电探测器的传输特性测试方法,构建了光电探测器的测试误差模型和信号流图,推导了光电探测器的散射参数(S参数)求解公式。基于光电探测器的器件特性,对其测试过程进行优化,将测试过程分为微波域校准与光波域测试两步进行。对10 MHz^40 GHz范围内对光电探测器的S参数进行了测试,实验结果表明,该方法测量结果与经过计量的是德科技N4373D的测量结果数据一致性较好,在高频范围内,测量偏差小于0.5 dB,是一种有效的光电探测器传输特性参数测量方法。     

基于Sagnac干涉的光纤对冲床脉动电流计量技术的研究

基于Sagnac干涉原理的全光纤光电互感器具有响应特性好、精度高、安全性好的特性,是解决脉动电流测量的新技术之一。以J21-40T普通冲床为研究对象,应用光波的偏振性和法拉第磁光效应理论,探究了全光纤光电互感器测量冲床脉动电流的工作机理。通过对Sagnac调制技术的全面分析,设计了系统框图。借助测量数据,阐述了测量重复性、温度变化、1／4波片、Verdet常数误差。研究结果表明：这一技术可以普遍用于冲床脉动电流的准确测量,是一种有效的大电流计量技术。     

基于光电位置传感器的发射轨道空间几何坐标一致性校正系统设计

在现代发射轨道空间弹丸飞行姿态研究中,通过轨道上的多组阴影相机基站瞬态捕捉弹丸姿态图像数据,对图像数据进行处理计算可以获得弹丸的飞行轨迹数据。因此,阴影相机的空间坐标校正对飞行姿态数据的获取以及测量精度有着重要的影响。针对传统悬线型基准系统校正误差大以及因每组相机间独立校正而导致的空间几何坐标校正一致性低的问题,基于光电位置传感器和光学杠杆原理,设计了新型阴影相机空间几何坐标校正系统。阐述了该系统的理论背景、组成以及调校方法,并对该系统进行了实验分析。实验结果表明,采用该系统校正阴影相机俯仰角精度优于10″,单组相机校正实验测量结果误差不超过0.06mm,多组相机校正一致性误差不超过0.1mm。     

基于目标照明回光的瞄准误差修正方法精度分析及实验验证

激光发射系统通常受到瞄准误差的影响,使得发射光束的中心偏离靶目标,造成能量传输损失和系统性能下降。激光对目标照明后的散射回光信号可以反映瞄准误差的信息,通过对散射回光信号的测量可以对瞄准误差进行修正来提高激光发射系统的瞄准性能。研究了一种基于目标照明回光的瞄准误差修正方法。利用目标回光信息与瞄准误差的关系,通过随机并行梯度下降(SPGD)算法对瞄准误差进行校正,分析了影响瞄准误差校正精度的因素。实验数据验证了理论分析结果。     

光电测量系统几何畸变数字校正的一种新方法

提出了一种将畸变参数求解独立于相机方位元素求解、同时考虑到校正时光电测量系统光轴与标定板平面不垂直的几何畸变数字校正方法——旋转搜索法。介绍了这种方法的校正原理，建立了相关的数学模型，给出了校正实例，并通过畸变评价函数对校正结果进行了评价。实验证明，该方法获得的校正效果较好，对实验图像的校正使总体畸变误差减为校正前的7．7％，且过程简单，易于实现。     

光电经纬仪动态误差修正方法

针对光电经纬仪红外相机测量系统动态测量精度低的问题,提出了一种通过修正各分系统之间延时时间从而提高动态测量精度的方法。首先介绍了光电经纬仪红外相机测量系统的组成和测量原理,分析了大地坐标系下物像空间的对应关系,指出了影响光电经纬仪红外相机测量系统的原因是相机内方位元素的准确性和光学畸变校正效果。分析了影响光电经纬仪红外相机测量系统动态测量精度的原因,提出了采用各分系统根据工作参数采用不同延时时间的误差修正方法。实验结果验证了该方法的正确性和准确性,标定结果与精度比对实验结果表明,经过动态测角修正的方位角与高低角测角误差均方根值分别由27.89与17.67提高到10.07与8.56,该方法有效地提高了动态测量精度,并且对其他光电测量设备具有参考价值。     

新型光电混合式电流互感器设计

设计了一种光电混合式电流互感器,它由传感头、光纤传输和光电转换器、信号处理电路和工作电源4部分组成。这种结构具有绝缘性能高、可靠性强、质量小等特点,并对误差情况进行了分析。     

基于支持向量机的光电测量系统畸变校正

畸变直接影响光电测量系统的测量效果,为了提高光电测量系统的测量精度,提出基于支持向量机的光电测量系统畸变校正模型。首先对当前光电测量系统畸变校正的研究现状进行分析,指出它们存在的不足以及难题;然后对光电测量系统畸变校正原因进行分析,采用支持向量机建立光电测量系统畸变校正模型,消除畸变对光电测量系统的干扰;最后通过实验对光电测量系统的测量精度进行分析。结果表明,所提模型可以有效抑制光电测量系统畸变带来的干扰,提高光电测量系统的测量精度,是一种性能优异的光电测量系统畸变校正工具。     

条纹投射技术中的投影机非线性自校正方法研究进展

在条纹投射技术中,投影机光强非线性是影响测量精度的关键因素之一。投影机非线性会在条纹信号中引入高阶谐波,从而导致位相测量结果中出现波纹状误差。投影机非线性的自适应校正方法,也即自校正方法,可以从测量数据中直接估计投影机输入输出光强曲线或位相误差函数,从而避免了繁琐的前标定过程,并因此在应用中具备很强的适应性。文中拟对投影机非线性自校正算法的研究进展作一个系统性的概述。这些方法中,其一,是从采集的条纹图像中利用迭代拟合算法直接估计投影机的非线性曲线,并依据其校正位相误差;其二,是从单幅测量位相图中识别并移除由非线性引起的位相误差;其三,是利用两幅不同频率的测量位相图估计误差系数,并补偿其影响。实际测量结果表明:上述自校正方法,在无需标定数据条件下,可以有效地解决投影机非线性误差问题,有助于提高条纹投射技术的测量精度。     

基于光移相器的全光正交频分复用技术研究

为了克服光正交频分复用系统中傅里叶变换和数模转换实现的＂电子瓶颈＂,达到提高系统传输速率的目的,采用光延迟器和光移相器构建全光离散傅里叶逆变换（IDFT）和离散傅里叶变换（DFT）的方法,设计一个3路全光IDFT/DFT模块,利用Optisystem软件平台仿真实现一个3×40Gb/s的全光正交频分复用实验系统,并分析系统性能,获得发射光脉冲宽度与系统传输误码率的关系,得到了光脉宽越大误码率越大的结论。     

非线性负荷背景下电流互感器计量特性研究

非线性负荷和电力电子器件的大量使用,导致电网中电压、电流波形畸变越来越严重,不仅存在含有率较大的整数次谐波,而且还存在频谱分量丰富的非整数次谐波（间谐波）。通过搭建好的实验平台,测量了电流互感器在10 Hz-2.5 kHz下的频率特性,同时采用了传递函数的角度从理论上分析了电流互感器的频率特性,实际测量与理论之间很好地相互验证,研究发现,间谐波及高次谐波下,电流互感器的误差都比工频时大;采用实际采集数据分析了谐波负荷下电流互感器对电能计量的影响,发现由电流互感器引入的基波及谐波功率误差相对于其本体的误差都明显增大,而谐波功率误差影响最大至141.799 %。     

基于频域数字散斑相关方法的面内微位移测量

使用传统数字散斑相关方法对物体面内微小位移进行测量时,由于受到噪声影响和算法本身的局限,会出现测量精度低、数据处理速度慢等问题。针对以上缺点,应用频域数字散斑相关方法,通过散斑记录和MATLAB软件编程,实现了物体面内微小位移的测量。这种方法不但弥补了传统数字散斑相关方法的不足之处,而且简化了一般光学测量过程中的反复调校过程。理论分析及实验结果表明,应用频域数字散斑相关方法测微位移的系统结构简单、处理速度快、精度高,能够达到微米级,相对误差小于1%。     

下一代光传输系统中超高速ADC芯片性能测试方法

针对下一代光传输系统对模数转换器（ADC）高采样率、大带宽的要求,提出一种针对该类ADC动态性能的测试方法.通过分析光传输系统中ADC芯片的特点,解决了采样时钟无法直接测量,输出数据难以捕获,分辨率不易统计,插损非线性导致带宽测量偏差等问题,并将该方法应用于光传输、雷达、卫星等高数据率场景所用超高速ADC芯片的评测中.测试结果表明,该方法解决了最高采样率70GSPS带宽16GHz的超高速ADC测试的关键问题,基本满足下一代400Gbps光传输系统对ADC动态性能测试的要求.     

基于FPGA和LabVIEW的电流互感器校验仪

随着智能电网、数字化变电站的快速发展,对电流互感器及其校验的要求越来越高。本文介绍了一种基于FPGA技术和LabVIEW开发平台的电流互感器校验仪,采用差值测量、可编程增益放大、FPGA数字锁相倍频、Rocket IO传输核光纤通信,有效地减少了高频干扰、频率波动等因素的影响,保证了数据同步和数据精度。通过计算机对数据进行分析处理、显示和保存,实现了整个测量的全自动化。多次校验结果表明,该校验仪可适用于准确度小于0.2级的电流互感器。     

光纤传输在数字阵雷达中的应用

分析了数字阵雷达的信号特点和传输要求,采用光纤传输技术设计了阵面上下之间的信号传输链路.设计运用数字复接和光波分复用的方法大幅度提高了单纤信道的传输容量,有效解决了数字阵雷达阵面大赶L/Q数据的回传问题;运用电中继与光功率分配相结合的方法实现了上行光信号的传输和广播式发送.设计综合分析了信道数量、带宽、传输距离、延时、抖动等因素对系统性能和扩展的影响.工程实践表明,光传输系统能够有效解决数字阵雷达的信号传输要求.     

一种测量1/4波片相位延迟量的新方法

提出了一种通过软件计算输出椭圆偏振光矢的长短轴来测量1/4波片相位延迟量的新方法,其测量光路简单易行,仅由光源、起偏器、待测1/4波片、检偏器和光功率计组成,测量结果通过Mathcad进行分析运算,得到波片的相位延迟量。文中详细论证了新方法的原理过程,给出了应用实例与误差分析,结果表明:新方法的绝对测量误差小于0.26。该方法的主要优点是光学器件少,操作简单,易于实现,引入误差小,测量精度高。     

浅析10kV组合互感器误差检定方法

10kV组合互感器是一种专用的计量仪器,其计量准确与否直接影响着供电系统电能的管理和用户费用的支出,所以对于10kV组合互感器误差的检定方法进行综合分析十分必要.