光纤直流大电流传感器非线性机理及校准技术

非线性误差是干涉型数字闭环光纤电流传感器超大电流测量的主要误差源之一.借助琼斯矩阵方法,推导了光纤1/4波片不理想条件下传感器输出与被测电流的理论关系,确定了1/4波片的方位角和相位延迟误差是造成光纤电流传感器超大电流测量非线性的主要原因之一.仿真结果表明:在5 ～ 300 kA范围内,方位角误差小于4.53°,相位延...     

一种新研闭环大电流传感器校准装置

主要叙述闭环大电流传感器结构特点与工作原理,并对闭环大电流传感器校准现状进行分析。介绍了闭环大电流传感器校准装置研制解决的关键技术及装置组成、工作原理等。实验结果表明,该装置能够满足大电流传感器校准需要。     

在线磁粉探伤机磁化电流校准装置研制

磁粉探伤机广泛应用于制造加工业的产品检测中,是一种必不可少的无损检测设备,一般具有周向磁化电流和纵向磁化电流两组电流回路。磁化电流的精度是磁粉探伤机进行计量校准时重要的计量指标,是保证磁粉检测质量的主要参数,其准确度等级一般为5级或10级。通过分析磁粉探伤机磁化电流校准时存在的问题和现场校准需求,结合国内外大电流测量技术现状,提出一种基于分流器和霍尔传感器采样的在线磁粉探伤机磁化电流校准装置。通过优化分流器设计和采取合适的霍尔传感器,实现在线磁粉探伤机交直流周向磁化电流和纵向磁化电流校准。同时,可通过集成化设计实现磁化电流工作时间测量功能和基本误差、频率、波形等参数分析功能。最后,对研制的校准装置样机进行交直流周向磁化电流和纵向磁化电流校准试验验证,结果表明磁化电流准确度可达0.5级,完全满足校准规范要求,且其结构精简、校准便捷,有利于实现现场在线校准,可为磁粉探伤机无损探伤质量提升提供更多技术保障。     

光纤电焊电流测量技术研究

针对直流逆变电阻焊机焊接电流精确测量的需求,提出基于光纤电流传感技术的焊接电流测量方法。建立了光纤电流传感器闭环检测系统动态模型,通过优化系统的前向增益,提升了传感器响应速度和带宽。仿真和实验结果表明:传感器的上升时间约为4.1 μs,在DC~30kHz范围内幅频特性衰减小于0.3%。基于该动态模型计算传感器对焊接电流纹波分量的响应,仿真结果表明:系统的动态跟踪能力可满足对纹波电流的测量需求。利用等安匝法对光纤电流传感器进行校准,在直流5~50kA范围内,传感器的测量误差优于±0.05%。现场实验结果证明了光纤电流传感器用于直流逆变焊接电流测量及电焊电流测试仪现场校准的可行性。     

脉冲大电流校准及溯源技术研究

为解决1~100kA的脉冲大电流校准问题,建立了脉冲大电流校准系统,开展了脉冲大电流校准及溯源技术研究。校准系统由脉冲大电流发生装置、脉冲分流器组、光纤电流传感器、罗氏线圈电流传感器、宽带数据采集系统及测量软件组成;通过该校准系统,可开展脉冲幅度为1~100kA,持续时间为20μs~100ms的脉冲大电流发生/测量系统的校准,开展罗氏线圈传感器、光纤电流传感器等测量器具的校准,校准不确定度优于1%。     

新型光纤电流传感器的研制

光纤电流传感器运用Faraday效应,将光纤绕在电流母线上可以方便地测得电流母线中的电流,但光纤电流传感器的信号受环境振动、温度变化的影响严重,从而限制了其应用。本文从分析振动、温度变化的干扰机理出发,提出一种新型的在线校正方法来抑制干扰的影响,并进行了原理性实验。研究结果表明,用这种方法实现的光纤电流传感器在40～400A之间有良好的线性度和精度。     

反射式Sagnac型光纤宽带大电流测量仪的研制与性能评估

为解决大型装备电焊和电镀装置的大电流量值传递及在线校准的难题,研制了一种反射式Sagnac型光纤电流互感器样机(光纤宽带大电流测量仪)。采用了线性双折射抑制、温敏变比自补偿、数字闭环信号检测等关键技术,对柔性光纤敏感头进行了优化设计。对样机进行了主要技术性能验证测试,试验结果表明,在所述试验条件下的测量准确度优于±0.2%,温度、振动、磁场变化下变比误差皆小于±0.2%,频率响应1kHz衰减0.14%,-3dB带宽大于10kHz,验证了测量仪的可靠性及在线校准大电流的适用性。样机测量结果的相对扩展不确定度为0.10%,测量仪的精度等级达到了0.2级。     

一种大电流电池放电仪校准方法和校准装置的研究

本文对大电流电池放电仪的校准方法进行研究,研制了一套大电流电池放电仪校准装置,对校准装置测量准确度进行了验证,并分析了环境温度和分流器自热对校准装结果的影响。所提出的校准方法能够满足大电流电池放电仪量值溯源的要求,并能够在客户现场进行校准,校准结果可溯源至国家计量基准。     

直流大电流比例加法校准线路的研究

本文介绍了用加法实现直流大电流比例溯源的自校系统的线路和原理。并通过误差公式的推导、试验和实验数据,验证该自校系统的测量不确定度。     

高温压电加速度传感器绝对法校准

针对高温环境下压电加速度传感器的灵敏度幅值随环境温度改变而改变的问题,提出了基于正弦逼近法的耐高温压电加速度传感器绝对校准方法,并搭建相应实验校准系统。使用该方法对高温压电加速度传感器进行室温～400℃不同温度下的灵敏度测量校准试验,实验结果表明当环境温度升高时,加速度传感器的灵敏度呈现出近似线性增大的趋势。     

基于图像识别算法的图像传感器质量检测方法改善研究

针对图像传感器质量检测结果可信度低的问题，基于Laplacian算子图像识别技术，借助Matlab软件，建立图像识别模型，实现图像采集、图像边缘智能识别、图像特征信息智能提取与分析的功能。通过实验对比，证明改善后的检测方法能更准确地反映产品质量特性。     

光子晶体光纤F-P干涉式高温传感器研究

本文提出一种用于高温测量的光子晶体光纤F-P干涉传感器,通过熔接机放电使无截止单模光子晶体光纤(ESM-PCF)一个端面完全塌陷,然后再将其与单模光纤(SMF-28e)熔接起来,最后按照设计长度切断ESM-PCF。由于在熔接点处ESM-PCF完全塌陷使其模场直径扩大,减小了与SMF-28e的模场失配损耗,并提高了熔接面的反射光强。这种方式制作简单,相对于以往的光子晶体光纤F-P干涉传感器具有更高的干涉光强度。实验结果表明,该传感器测量温度可达1100℃,温度灵敏度为29.4nm/℃,可以预见这种结构稳定、线性度好的全光纤传感器在机械、航空、冶金领域等具有一定的潜在应用价值。     

闭环光纤电流传感器高阶动态模型及仿真

为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析.结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动平均滤波器对超调振荡有明显的抑制作用,但同时也会降低系统的响应速度和测量带宽.搭建了频率响应...     

高电压脉冲校准装置研究

为解决高电压脉冲的校准问题,对高电压脉冲的校准方法进行研究,并建立了一套脉冲校准装置。校准装置将高电压脉冲信号进行电压转换,变为脉冲小电压,通过数据采集系统,在频带范围10Hz~1kHz、电压范围1~1600V内,对脉冲电压的关键参数进行测量,得到高电压脉冲的电压幅度、脉冲频率、脉冲宽度、上升时间和下降时间。通过实验室标准仪器设备对高电压脉冲校准装置进行测试,其中脉冲幅度的测量误差为 0.02%~0.4%。     

一种振动转矩传感器标定方法研究

提出了一种标定振动转矩传感器的方法。标定系统包括振动转矩激励源、振动转矩传感器和可调负载,工作时3者同轴相连。振动转矩激励源通电后产生的电磁转矩包括恒定分量和振动分量,且两者的幅值大小相同,因此,标定系统稳态运行时,根据转矩平衡方程可知,负载值与振动转矩的幅值相同,通过记录振动转矩传感器的输出电压和负载值即可实现标定。最后对振动转矩传感器进行了标定实验,振动转矩传感器的灵敏度系数达到4.58V/(N·m)。