准互易数字闭环铌酸锂光波导交变电场/电压传感器

本发明包括光源、环形器、起偏器、相位调制器、保偏延时光纤、测量光路、补偿光路、光电二极管、信号处理及光源驱动电路和信号输出与控制接口。起偏器与相位调制器之间的保偏光纤偏振轴以45°对轴熔接,测量光路的铌酸锂直波导传感单元与补偿光路的补偿光纤以90°对轴耦合。参与干涉的两正交偏振模式往返两次通过光路时发生模式互换,且经过相同的光程,构成光纤传导和波导传感的准互易反射式光路。本发明利用铌酸锂晶体的泡克尔斯电光效应对光相位进行调制,实现电场/电压测量,具有较高的灵敏度和测量精度,能有效地分离出被测电压的交直流分量,减少光路空间,易于大规模生产。     

基于光纤的测量瞬态电场的球形传感器

在电力系统中，除了电场的计算方法外，电场的测量也是一种很重要的手段。在一些特殊的场合，测量甚至是唯一的方法。介绍了一种可用来测量随时间周期性变化或瞬变电场的球形传感器，对球形探头测量电场的基本原理和一、二、三维电场探头的结构及测量误差做了分析，并介绍了二维球形传感器测量系统及其应用。     

新型电场传感器应用于输电线电场测量

基于高性能的微电子机械系统(MEMS)工频电场传感器系统开展了高压架空输电线下电场测量应用研究.为了获得电场分布规律,基于模拟电荷法,建立了输电导线的二维电场计算通用模型.传感器系统核心敏感芯片基于电荷感应原理,采用MEMS技术加工制作.在0~1000kV/m工频电场范围内,传感器系统的总不确定度为1.53%,分辨力达到了20V/m.仿真与测试结果表明:35kV与10kV输电线下的电场计算结果与传感器系统的测量结果偏差分别为6%和10%,并与传统的Narda EFA-300电磁场分析仪测量结果具有较好的一致性.     

基于铌酸锂介质的SAW陀螺效应声光检测系统设计与分析

介绍了声表面波(SAW)陀螺效应和声光衍射效应之后,提出了SAW声光陀螺的概念和SAW陀螺效应的声光技术检测方案;论述了SAW陀螺效应检测原理,推导了基本测量公式.SAW陀螺效应声光检测技术的关键是寻找或生产出既有突出SAW陀螺效应,又有良好声光品质的压电-声光晶体.在介绍了铌酸锂(LiNbO3)晶体的主要声光性质后,说明了在LiNbO3上实现SAW陀螺效应声光检测的可行性.最后,指出了今后的主要研究方向.本方案的基本思想是通过声光相互作用,让光把寄载着陀螺效应的SAW信息从SAW介质(同时也是声光介质)中携带出来,通过声光测量技术达到推测声光介质旋转角速度大小的目的.     

铌酸锂中的反常声光互作用几何关系

介绍了一种新的反常声光互作用几何关系的计算方法，并给出铌酸锂晶体在ＹＯＺ平面内的声光互作用几何关系的计算结果     

铌酸锂晶片间的太赫兹无线传能

太赫兹无线传能在空间应用具备潜力。介绍了现阶段主要的太赫兹产生和接收方法,针对太赫兹波可以在亚波长铌酸锂晶片间的无线传输的现象,分析了利用片上微结构增强晶片表面倏逝场的可能,从而能够增加片间太赫兹无线传能的距离,为太赫兹无线能量传能的应用提供了一种可行性方案。     

铌酸锂晶片热释电红外探测器设计及性能测试

通过红外热释电探测器工作原理的分析,采用合适的半导体加工工艺将铌酸锂晶体母材减薄,并对减薄后铌酸锂晶片进行溅射、镀膜将其制成红外敏感单元。选用CMOS放大器与匹配的电阻、电容组成前置放大电路,对热释电信号进行放大和转换;根据红外光谱吸收原理,在敏感单元前封装了窄带滤光片从而提高了敏感单元选择吸收的性能。将敏感单元、前置放大电路和窄带滤波片三部分封装在一个壳体内,红外探测器制作成功。设计了信号调理电路,对从探测器得到的热释电信号进行二次放大和滤波;搭建了探测器响应测试系统,对探测器的性能进行测试,测试验证了该探测器设计的合理性。     

微型折叠式三维电场传感器

提出一种基于柔性衬底和三维组装方法的新型三维电场传感器.利用柔性衬底的折叠,构建一种互相垂直的新型三维电场传感器,研究了测量空间电场时的耦合,提出解耦算法,标定灵敏度矩阵,实现了空间电场三个方向分量的准确测量;通过一系列的温湿度实验研究了三维结构的形变,证明了三维电场传感器结构稳定可靠.实验结果表明:所研制的三维电场传感器不仅能消除耦合干扰,实现空间电场分量的准确测量,测量误差在3.61％以内;而且通过新的三维组装方法,大大减少了三维电场传感器的质量、体积,折叠工艺简化了三维传感器的组装,有利于批量化生产.     

钛铌酸锶膜光敏传感元件的制备与特性分析

利用镀膜技术和硅平面工艺在经过干氧氧化的硅衬底上制备一层钛铌酸锶(Sr NbxTi1-xO3)薄膜,然后制备成平面型薄膜光敏传感器。对钛铌酸锶薄膜的吸收光谱进行测定,得到其禁带宽度为2. 70 e V,对可见光有良好的敏感性。样品在稳定光照下,光电流随照度的增大而增大;温度对光敏特性影响很大,本传感器适用于稳定光照和室温下使用。     

电容式交变电场传感器与工频电场检测试验研究

介绍了交变电场传感器的设计方法,并进行了原理分析和理论推导,在此基础上进行了电场测量装置的制作,使用该装置在500 kV输电线下、变电站内的220 kV开关间隔与标准仪器进行了对比测量,结果证明使用该传感器的电场测量装置在1 kV/m以上场强范围内具有较好的线性度,测量数值与PMM8053仪器相比较具有较大的相关度,并具有较好抗干扰能力和稳定性,适合于电力系统工频电场长时间监测。     

基于旋转谐振结构的单芯片二维电场传感器

提出并研制了一种二维电场检测传感芯片,将四个电场测量微型单元和旋转式驱动微结构集成在3. 5 mm ×3. 5 mm的敏感结构上,实现了单芯片的电场二维测量.介绍了传感器的工作原理、敏感结构的设计,以及基于绝缘体上硅( SOI)工艺的单芯片微型二维电场传感器制备工艺技术.成功研制出传感器原理样机,研究了微型二维电场传感器的标定方法,开发了用于电场二维标定的测试装置,并在室温常压下对传感器进行了二维标定.实验结果表明:该传感器能够有效减小电场的轴间耦合干扰,测量误差优于7. 04%,线性度可达到1. 25%.     

实用新型光纤磁场强度传感器

在高压电气系统中 ,磁场的检测是非常重要的。新型实用光纤磁场传感器应用了现代光通信系统中的新型磁光晶体、准直器、带尾纤的半导体激光器、耦合器等多项技术 ,使传感器不仅结构紧凑 ,而且具有良好的抗震性能和测量准确度     

激光供电脉冲电场传感器设计

为解决复杂电磁环境中脉冲电场传感器的供电问题,设计制作了一种基于激光光电池供电的脉冲电场传感器,该传感器由激光光电池供电电路、电光转换电路和单极子天线构成。设计制作了采用恒流源电路驱动半导体激光器、光电池、来驱动构成的激光光电池供电电路,可将输入的特定波长的激光能量转换成电能提供给负载或者传感器端使用,从而能够实现远距离的非接触式供能。设计了一套系统标定设备,在一定空间内产生符合测试要求的电场。不同类型的传感器被安装在测试空间内,用来测量模拟器所产生的电场和磁场以及测试体内部电场、磁场等数据及波形,对电场传感器瞬态及稳定标定。测试结果显示,研制的脉冲电场传感器测量3dB带宽在20kHz~500MHz,动态范围100V/m~60kV/mm,负载阻抗125Ω,线性度优于10%,瞬态标定满足上升沿小于3.5ns。     

CMOS传感器在可编码三维测量中的应用

设计了一种可纠错的光栅条纹编码三维测量方案。采用CMOS图像采集传感器构建了一种三维测量系统,通过采用汉明码作为可纠错编码方案,解决了光栅交界处像素点编码错误的问题,并验证了可行性。     

光学视觉传感器技术研究进展

视觉传感是人类感知外界、认知世界的主要途径，研究表明人类获取的外界信息大约有80%来自于视觉。作为感知外界信息的“电子眼球”，视觉传感器是消费电子、机器视觉、安防监控、科学探测和军事侦察等领域的核心器件。近年来视觉传感器技术发展迅速，不同类型的传感器从不同维度提供丰富的视觉数据，不断增强人类感知与认知能力，视觉传感器研究工作具有重要的理论与应用需求。本报告以典型光学视觉传感器技术为主线，通过综合国内外文献和相关报道，从CCD图像传感器、CMOS图像传感器、智能视觉传感器以及红外图像传感器等研究方向，梳理论述近年来光学视觉传感器技术的发展现状、前沿动态、热点问题和趋势。     

基于霍尔传感器的高准确度磁场测量方法

霍尔传感器的测量准确度容易受到安装工艺和环境温度变化的影响。介绍了几种提高霍尔传感器的磁场测量准确度的方法:零位误差补偿法,温度误差补偿法和电压比测量法。其中电压比测量法不需恒流源电路,可以有效地减小环境温度变化所引起的磁场测量误差。试验表明:采用电压比测量法进行磁场测量,其准确度可以达到0.5%以上。