基于霍尔元件的大电流测定仪的设计

利用霍尔元件设计一种能测量交、直流大电流的仪器,其基本测量原理是:通过测量被测电流的磁场大小来显示被测电流的大小,磁场大小通过霍尔传感器转换成霍尔电压,再经过单片机处理后在液晶屏上显示。电流测量范围为0.1~500 A,测量精度达3位有效数字。     

组合磁光光纤光栅的磁场敏感性分析

磁光光纤光栅是一种具有磁光效应的特殊光栅,可直接用于本征型的磁场传感或通过磁控的方式实现可调光子信息处理。该文采用分段均匀模型分析了几种组合磁光光纤Bragg光栅中左右旋圆偏振光的偏振相关损耗对磁场的敏感性,计算表明,均匀磁光光纤光栅的中心区段对磁场最为敏感。提出了一种比均匀磁光光栅更加灵敏的F-P型组合光栅传感结构,可更好地用于较弱磁场下偏振相关损耗的检测。     

任意偏置磁场中微波静磁波传播特性

研究了任意倾斜的直流偏置磁场作用下磁光薄膜中激发的微波静磁波传播规律,为下一步分析基于静磁波的磁光Bragg器件衍射性能提供基础。计算了YIG薄膜中传播的静磁正向体波特性,结果表明:在倾斜偏置磁场中沿不同方向激发的静磁波具有不同的辐射阻抗,这与垂直磁化情形明显不同;适当倾斜偏置磁场可降低静磁波的插入损耗,从而可增强静磁波对导波光的衍射效应。     

霍尔效应磁传感器的相敏特性研究

检测强噪声背景中的微弱特征磁场信号,方法通过和低通滤波器相结合,利用磁传感器所产生的磁场信号和参考控制电流的相关输出,给出正比于待测磁场信号的直流输出电压。＊用计算机对霍尔传感器进行模拟。结果给出了有关噪声特性、谐波抑制和灵敏度的理论结果。＊结论由上述理论演变而成的仪器其最小可测磁场为１０－６Ｔ。除了直流输出之外,此类具有磁电相＊乘功能的传感器还可测量待测磁场信号的相位,并有良好的谐波抑制和噪声去除能力。     

基于虚拟仪器的方形磁光玻璃电流传感器

理论分析和实验研究了以方形磁光玻璃作为传感头敏感元件的光学电流传感器的传感特性,利用基于LabVIEW的虚拟仪器技术实现了该光学电流传感器的信号处理,同时从理论分析和数值模拟2个角度分析全反射引入的反射相移对系统输出的影响.实验结果表明,当待测电流值从100～340A线性增大时,传感器系统的输出具有很高的线性度,实验值与理论值仅相差1个比例系数,与反射相移的模拟结果相符.通过虚拟仪器的"校准"操作修正后,实验值与理论值十分吻合.     

磁光效应在磁场测量中的应用

本文分析了利用光学中线偏光的法拉第效应和磁致双折射对磁场进行测量的基本原理，重点介绍利用磁流体的磁致双折射对磁场测量的原理和方法。     

AMR薄膜弱磁场传感头的优化设计

镍铁基合金薄膜是各向异性磁电阻传感器常用的传感材料，基于光刻工艺的弱磁场传感器的灵敏度与传感头的图形设计有关，传感头磁电阻图形的优化设计可以使薄膜具有更好的各向异性磁电阻效应。在研究了基于光刻工艺的弱磁场传感器基础上，为了提高弱磁场的测试灵敏度，结合具体的光刻工艺对传感头的磁电阻图形作了优化设计。结合对具体的材料分析阐述了设计原理，给出了设计对灵敏度和输出产生的影响。     

新型大电流测量系统研究

论述了利用法拉第效应进行光测大电流的原理,根据琼斯矩阵法推出了光测大电流公式.介绍了作者设计的光测大电流测量系统,进行了模拟实验,给出了实验结果.然后对测量系统的误差进行了全面系统地分析.研究表明,这种测量系统与传统测量方法相比具有绝缘性能好、抗电磁干扰、动态范围大、测量精度高等优点,因此有望应用于未来的电力系统中测量大电流.     

新型大电流测量系统研究

论述了利用法拉第效应进行光测大电流的原理,根据琼斯矩阵法推出了光测大电流公式.介绍了作者设计的光测大电流测量系统,进行了模拟实验,给出了实验结果.然后对测量系统的误差进行了全面系统地分析.研究表明,这种测量系统与传统测量方法相比具有绝缘性能好、抗电磁干扰、动态范围大、测量精度高等优点,因此有望应用于未来的电力系统中测量大电流.     

电磁力式光纤光栅直流大电流传感技术研究

直流大电流的计量在电镀、电冶、电池、电气机车等领域占有重要地位。介绍了电磁力式光纤光栅电流传感的原理,设计了基于光纤光栅的大电流传感器结构,借助光纤光栅直流大电流传感实验平台,在直流电流(0～500～0A,步进50A)激励下,光纤光栅传感器的中心波长偏移855.2pm,电流敏感度为34.1pm/(100A)2,试验结果表明该方法可以进行直流大电流的测量。     

光纤电流传感器偏转角及线性双折射研究

光纤电流传感器中由于光纤的弯曲以及自身特性,会同时存在线性双折射和法拉第效应,致使法拉第效应的偏转角无法被准确测量出来,这是造成光纤电流传感系统测量误差的一个重要因素。利用MATLAB模拟了线偏振光转化为圆偏振光和椭圆偏振光以及法拉第效应,并对法拉第效应中左右旋圆偏振光相位差设定了不同参数,利用MATLAB得出最终合成的线偏振光,观察其偏转角为所设左右旋圆偏振光相位差的1/2,之后进行了理论推导,验证了上述结论,为后续的线性双折射补偿研究奠定良好的基础。     

舰船远场微气泡尾流的退偏特性

为研究船远场微气泡尾流对偏振光的消偏作用,采用偏振光传输的Monte Carlo模拟程序仿真了尾流气泡幕前向散射偏振度和穆勒矩阵元的二维分布模式,计算了入射光的偏振态、气泡幕的散射系数、气泡幕的厚度以及气泡平均粒径4个类型参量改变时尾流气泡幕前向散射的退偏特性.研究结果表明:尾流气泡幕前向散射偏振度随着入射光偏振态的变化存在不同的方位选择取向,相比于圆偏振光气泡幕对线偏振光有较强的退偏作用,尾流气泡幕退偏作用随着气泡幕厚度和散射系数的增加而增强,随着气泡幕平均粒径的增大偏振度的震荡增大并最终趋于平稳.     

仅使用偏振片精确测量偏振态

提出仅使用偏振片进行偏振态精确测量的方法,相对传统偏振态测量方法,本方法所需装置简单、操作简便,且不仅可以测量一束光的整体偏振态,还可以测量光束截面的偏振态分布.通过旋转1片偏振片,测量透射光强,测量除圆偏振光和自然光以外的任何种类偏振光.如需区分圆偏振光和自然光,则需增加1片非理想偏振片于第一片偏振片之前,此时圆偏振光经过非理想偏振片变成椭圆偏振光,而自然光变成部分偏振光,然后重复上诉方法即可区分椭圆偏振光和部分偏振光.这种测量偏振态的方法非常适用于光刻系统中,不仅节省光刻系统中偏振检测系统的成本,也提高检测精度和实用性.     

根据布儒斯特定律确定偏振光元件的透光轴方位

研究提出了以布儒斯特角反射偏振为基准,精确确定偏振元件透光轴方位的方法。分析表明,透光轴定位精度高于0.15°.     

基于角锥棱镜的反射式位相延迟系统

针对传统应用于投影系统的线偏振光源中消色差位相延迟器件的制作成本较高的问题,设计了角锥棱镜（corner-cube-reflector）反射式位相延迟系统.利用射线追踪理论分析了当一束线偏振光以不同偏振方位角和不同入射角入射至角锥棱镜后,经过三次全内反射后反方向出射光的偏振特性.使用旋转坐标进行解析,按不同反射顺序、经不同反射面时出射光的琼斯矩阵表达式,计算出不同入射条件下的出射椭圆偏振光的状态参数,得到了出射光偏振状态相对入射光偏振方位角和入射角的变化规律,采用斯托克斯参量法进行了实验验证,得到了最优入射方位角为（-15°,＋15°）,偏振方位角为（-63°,-52°）.     

线偏振光反射时的偏振态分析

激光是一种目前广泛使用的优质光源，而激光基本上是线偏振光，因此研究线偏振光反射时的偏振态便显得十分重要．利用菲涅尔公式讨论了几种不同界面上线偏振光反射时的偏振态，分析了振动方位角的变化情况．     

线偏振光反射时的偏振态分析

激光是一种目前广泛使用的优质光源,而激光基本上是线偏振光,因此研究线偏振光反射时的偏振态便显得十分重要.利用菲涅尔公式讨论了几种不同界面上线偏振光反射时的偏振态,分析了振动方位角的变化情况.     

虾蛄眼识别偏振光机理的分析

虾蛄眼最显著的特点是它可以识别偏振光,这种特性对偏振探测和目标识别的研究有很大的帮助。通过实验对虾蛄眼的生物特征参数进行了测试,获得微绒毛尺寸,本文主要分析了虾蛄眼光感细胞微绒毛之间的关系、微绒毛的排列方向以及微绒毛内壁发色团的特性,即平行排列在微绒毛内壁的发色团具有二向色性,并且研究该特性与圆偏振光探测机理的关系,从而为虾蛄眼圆偏振光识别机理的研究奠定了基础。     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。