光纤电磁量传感器PPT学习教案.pptx

光纤电磁量传感器是一种用于测量磁场、电场和电流的精密设备，主要利用光纤的特殊物理性质，如法拉第效应、磁致伸缩效应和电光效应。在本PPT学习教案中，我们将深入探讨这些原理及其应用。 光纤电磁量传感器中的法拉第磁强计分为传感型和传光型。传感型传感器直接将外磁场作用于光纤轴向，导致光波的线偏振方向发生偏转，从而进行磁场测量。而传光型则采用其他材料作为磁场敏感元件，例如利用玻璃制成的法拉第盒，这种设计具有高灵敏度和良好的稳定性，适用于高压电力系统的实际应用。由于SiO2光纤的费尔德常数极小，法拉第效应通常用于检测高磁场和大电流。 马吕斯定律是描述偏振光通过检偏器后透射光强的定律。当入射偏振光与检偏器偏振化方向的夹角为α时，透射光强I=I0 cos²α。在特定情况下，通过调整角度和计算转换灵敏度，可以实现对磁场的精确测量。 磁致伸缩效应是另一种光纤磁场传感器的工作原理，特别适用于检测交流磁场。这种传感器利用材料在外磁场作用下产生的尺寸变化来感知磁场。在高压环境中，压电弹光效应则被用于光纤电场传感器的设计。压电材料（如压电陶瓷或高分子聚合物）的压电效应与光纤的弹光效应结合，可以测量电场。然而，压电陶瓷不适合高压测量，而高分子聚合物因其能与光纤合为一体，解决了耐高压问题。 电致光吸收原理是电场传感的另一种方法，外电场能够影响光纤中杂质离子的吸收光谱，改变光纤的透光率，从而实现电场测量。此外，BSO晶体传感器利用电光普克尔效应和磁光法拉第效应，通过晶体电场引起的双折射变化来调制光束，进而检测高压电场。BSO晶体因其温度系数小，适合作为电压电流传感器，且可以通过多重通道结构提升测量灵敏度。 光纤电流传感器可以采用金属被覆光纤、磁致伸缩材料被覆光纤或者结合法拉第效应和压电弹光效应来设计。这些传感器能够在不接触导体的情况下，准确测量电流，广泛应用于电力系统、高压设备和电流分布的监测。 光纤电磁量传感器利用了光纤的多种物理效应，包括法拉第效应、磁致伸缩效应、电光效应和电致光吸收效应，为电力工程和相关领域提供了高精度、非侵入式的测量解决方案。