光学电流传感器

光学电流互感器关键技术分析1 对光学电流互感器关键技术的认识光学电流互感器的产生，满足了人们对高压电流实现安全、迅速、高效测量的愿望，这种互感器的原理是以法拉第磁光效应原理为基础实现电流的测量，把被测电流周围的磁场进行线性积分，利用检偏器将偏振角的变化转变为输出光的变化，然后经过一系列信号处理不仅可以检测到变化电流的大小，还可以对稳恒电流做出精准的测量。

2 对光学电流互感器关键技术类型进行分类（1）全光纤类型。

这种类型的互感器是用单模光纤作为传感材料。

原理是在被测电流周围形成一个闭合回路，利用光纤的法拉第旋转角测量出导体通过电流的大小。

（2）磁光玻璃类型。

磁光玻璃类型光学电流互感器主要由偏振器、传感材料、检偏器组成。

原理是，光源发出的光通过光纤传送至偏振器，然后转变为线偏振光，在被测电流磁场中的Faraday效应作用下偏振面发生旋转，最后通过一系列的信号处理完成对电流的测量，此类型互感器结构复杂，对电流测量的精度较差。

3 光学电流互感器关键技术具有的优势（1）安全性能更高。

光学电流互感器是将高压信号转入低压的测量设备中进行测量，这样避免了直接与高压电进行接触，不存在高压互感器短路对测量人员造成威胁的问题。

在组成上没有易燃易爆的材料，不会发生爆炸等事故，这样就可以保障工作人员的安全。

（2）更高的测量精度。

传统的互感器结构单一，测量形式没有更新，这使得其测量精度达不到要求，而新式光学电流互感器在结构上可以与传统电压互感器结合，一次完成对多项数据的测量，并且不需要对电压进行保护，这极大地提高了工作效率和质量，提高了作业精度。

（3）携带性强。

组成材料中没有铁芯，减轻了传感器的重量，体积小的特性，使得运输和安装十分方便，便于大规模的投入使用。

（4）测量范围更大。

光学电流互感器的头部光纤具有十分优越的传导性能，这保证了测量数据的精度，也从侧面发映出能够覆盖的范围更广泛，实际测量的频率范围也更加大，满足了现代高压电力长距离传输的要求。

浅谈光电流互感器实际应用现场分析与处理[摘要]随着电力系统的不断发展，特别是电压等级的不断提高，传统电流互感器逐渐暴露出自身无法克服的缺点，如体积过大，绝缘结构越来越复杂，制造难度加大，磁滞饱和，动态准确范围小，输出为模拟信号，需要布设大量电缆等问题日益突出。

光学电流互感器是一种基于新型原理的电流互感器，由于采用光学特性实现测量功能，一二次全部采用光缆连接，因此绝缘简单，体积小，克服了传统互感器的磁滞和饱和。

本文论述了光学电流互感器的原理、结构、运行管理模式，并结合110kv东华山智能变电站运行中一起光电流互感器引起的事故分析了光电流互感器在运行中的注意事项。

[关键词]光电流互感器原理；变比；运行故障分析中图分类号：u262.46文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0000-01随着电力系统的不断发展，特别是电压等级的不断提高，传统电流互感器逐渐暴露出自身无法克服的缺点，如体积过大，绝缘结构越来越复杂，制造难度加大，磁滞饱和，动态准确范围小，输出为模拟信号，需要布设大量电缆等问题日益突出。

光学电流互感器（oct）作为一种新型的电流互感器，与传统的电流互感器相比，其优点主要表现在：优良的绝缘性能、无暂态磁饱和问题、动态测量范围大、易于与数字系统接口等，近年来受到相关科研单位的极大关注，发展迅速。

1 光学电流互感器的原理光学电流互感器的传感原理基于faraday电磁感应原理。

其传感原理如图2.1所示，线偏振光通过处于磁场中的faraday材料（磁光玻璃或光纤）后，偏振光的偏振方向将产生正比于磁感应强度平行分量b的旋转，这个旋转角度叫faraday旋光角，由于磁感应强度b与产生磁场的电流成正比，因此faraday旋光角与产生磁场的电流成正比。

（见图1）光学电流传感器采用光纤为faraday材料，将光纤环套在一次导体外感应一次电流产生的磁场，采用反射式光纤sagnac干涉技术实现对光信号的测量，反射式光纤sagnac干涉技术降低了传感器受环境温度、振动等因素干扰的影响，提高了传感器温度。

基于单片机的光学电流互感器设计光学电流互感器是一种用于测量电流的传感器，其原理是通过光学技术实现对电流的无接触式测量。

单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入输出接口的集成电路，具有运算速度快、功耗低、体积小等优点。

将单片机与光学电流互感器结合起来，可以实现对电流的精准测量和监控，本文将介绍基于单片机的光学电流互感器的设计。

1.光学电流互感器的原理光学电流互感器是指利用光学原理来测量电流的一种传感器。

其工作原理是通过电流在感应器中产生的磁场，使光源和接收器之间的光通量发生变化，从而实现对电流的测量。

当电流通过感应器时，感应器内的铁芯产生磁场，磁场的变化会影响光传感器的输出，通过测量光传感器的输出信号可以得到电流的大小。

2.单片机的应用单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入输出接口的微型计算机系统，具有运算速度快、功耗低、体积小等优点。

在光学电流互感器的设计中，单片机可以用于采集光传感器的输出信号、进行数据处理和显示。

通过单片机可以实现对电流的实时监测和数据记录，提高了光学电流互感器的测量精度和可靠性。

3.基于单片机的光学电流互感器设计方案（1）硬件设计在硬件设计方面，光学电流互感器主要由光源、感应器和单片机组成。

光源用于产生光源，感应器用于接收光源，单片机用于采集和处理感应器的输出信号。

光源和感应器之间通过电流产生的磁场相互作用，从而影响光传感器的输出，单片机通过AD转换器采集光传感器的输出信号，并进行数据处理。

同时，单片机还可以与外部显示器或电脑连接，实现对电流的实时监测和数据记录。

（2）软件设计在软件设计方面，单片机的程序需要实现光传感器数据的采集、处理和显示。

程序需要实现AD转换器的初始化和配置，以及对光传感器输出信号的采集和处理。

通过合适的算法和数据处理，可以得到电流的大小和波形，并在显示器上进行实时显示。

同时，程序还需要实现对电流数据的存储和传输，以便进行后续的分析和处理。

4.光学电流互感器的应用基于单片机的光学电流互感器可以应用于各种需要对电流进行精准测量和监控的场合，如电力系统、工业控制系统、电动汽车等。

光电流传感器的使用方法光电流传感器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，广泛应用于自动化控制系统中。

具有高精度、快速响应和稳定性好等特点，被广泛用于光电测量、环境监测、仪器仪表等领域。

在本文中，我们将探讨光电流传感器的使用方法。

首先，使用光电流传感器前，我们需要了解传感器的工作原理。

光电流传感器主要由光电二极管和放大电路组成。

当光照射到光电二极管上时，光电二极管产生光电流，并通过放大电路放大后得到电信号输出。

因此，为了获得准确的测量结果，我们需要根据实际应用需求选择合适的光电二极管和放大电路。

其次，选择合适的光源对于光电流传感器的使用至关重要。

不同的光源具有不同的光谱特性和光强度，因此我们需要根据具体的应用要求选择合适的光源。

例如，在光电测量中，我们可以选择可见光源，如白光LED或激光二极管，以获得所需的测量精度和稳定性。

接下来，我们需要根据实际应用需求来设计传感器的电路连接。

一般来说，光电流传感器的输出信号为模拟电信号，我们可以直接连接到数据采集卡、示波器或控制系统中进行信号处理和分析。

如果需要数字化处理，我们可以通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，然后再进行相应的数字信号处理。

此外，为了获得更准确的测量结果，我们还需要注意光电流传感器的环境条件。

光电流传感器对环境光的干扰较大，因此在测量过程中，我们应该尽量避免强光照射到传感器表面。

同时，传感器的工作温度和湿度也会对其性能产生影响，因此我们需要根据具体的技术规格书来选择适合的工作环境。

最后，光电流传感器的安装和维护也是使用过程中需要注意的事项。

在安装过程中，我们应该保证传感器与光源之间的光轴对准，并且要注意避免其他物体的遮挡。

同时，在长时间使用过程中，我们还需要定期清洁传感器表面以保持其灵敏度和响应速度。

此外，如果发现传感器性能发生明显变化，应及时进行维修或更换。

综上所述，光电流传感器是一种重要的光电信号转换装置，在自动化控制系统中发挥着重要作用。

传感器的十种类型
传感器是一种用于检测和测量物理量的设备，常用于自动化控制、工业生产、医疗诊断和科学研究等领域。

传感器可以根据其检测的物理量和原理分类为以下十种类型：
1. 压力传感器：用于测量流体和气体的压力，常用于汽车、工业生产等领域。

2. 温度传感器：用于测量物体的温度，常用于空调、冰箱、汽车等领域。

3. 光学传感器：用于测量光的强度、颜色、位置等信息，常用于相机、传感器网络等领域。

4. 加速度传感器：用于测量物体的加速度，常用于汽车、手机、运动传感器等领域。

5. 重力传感器：用于测量物体受到的重力作用，常用于游戏手柄、手机等领域。

6. 声音传感器：用于测量声音的声压级、频率等，常用于音频设备、语音识别等领域。

7. 气体传感器：用于检测空气中的各种气体成分，常用于煤气检测、室内空气质量检测等领域。

8. 电流传感器：用于测量电路中通过的电流，常用于电力监测、电子设备等领域。

9. 磁力传感器：用于测量磁场的强度和方向，常用于指南针、传感器网络等领域。

10. 湿度传感器：用于测量空气中的相对湿度，常用于气象观测、室内环境监测等领域。

综上所述，传感器的种类繁多，涉及到物理、化学、声学等多个领域。

随着技术的不断发展，传感器的应用领域也将更加广泛和多样化。

光学传感器工作原理
光学传感器是一种能够检测和测量光的传感器，其工作基于光的吸收、散射、反射和透射等原理。

具体而言，光学传感器通过光电效应将光能转化为电信号或者将电信号转化为光能。

光学传感器通常由光源、光源调制器、光学器件、探测器和信号处理器等组成。

当光源发出光线时，经过光源调制器的调制，光线被引导到被测物体表面。

光线与物体相互作用后，产生反射、透射或散射等现象。

这些现象会改变光线的强度、频率或者方向。

被测物体与光线的相互作用会导致光的吸收和散射。

光学传感器中的探测器接收到经过物体反射、透射或散射后的光线，将光信号转化为电信号。

经过信号处理器的处理和分析，最终得到所需的测量结果。

除了吸收和散射，光学传感器还可以利用光的透射现象进行测量。

通过对透射光线的强度、频率或者方向进行测量，可以获得被测物体的相关信息。

总的来说，光学传感器工作原理基于光的吸收、散射和透射等现象，通过将光信号转化为电信号或者将电信号转化为光信号来实现对光的测量和检测。

光学传感器被广泛应用于工业、医疗、通信、环境监测等领域，起到了重要的作用。

光学式电流互感传感器的研究与设计作者：高楷然来源：《经营管理者·上旬刊》2017年第01期摘要：本文以光学式电流互感传感器的设计理论为切入点，就其具体的传感器结构设计与仿真试验，进行细致的探讨研究，期望为推动光学式电流互感传感器的研究，解决当前光学式传感器设计上的困难与问题，提供有益的参考。

关键词：光学式电流互感传感器研究设计电流互感传感器是保障电网运行质量与安全的重要部件，传统电流互感传感器以电磁式为主要作用形式，在各类电网运行工作中发挥着无可替代的作用。

但伴随电网本身规模的扩大的结构运行压力、复杂性的增加，原有的电磁式电流互感传感器已难以应对不断提升的电网运行压力，进而出现电磁干扰、磁饱和等一系列隐患问题。

对此人们不但尝试对电流互感传感器进行改进优化，基于光纤等技术的高速发展，光学式电流互感传感器凭借其克服传统电磁式传感器缺陷的优势，逐渐成为新的研究热点，但其传感器当前的研究设计主要集中在大电流的测量工作上，量程较大设计的传感器灵敏度与稳定性均较差，无法适应目前电网的运行需求，因此需要对其设计理论与结构应用进行详细的研究分析。

一、设计理论研究1.法拉第效应。

光学式电流互感传感器的设计原理最为主要的就是法拉第效应，其效应指的是外磁场令光学材料磁化反应后，可令其材料具备磁矩特性，进而在其材料内部所传输的偏振光电磁场，将会与磁矩之间发生相互作用反应。

以此改变材料原有的光波电场分布，也可以说是令光波的偏振态产生旋转作用。

这其中光波偏振态的具体旋转角度就是法拉第偏转角，经由对其偏转角的检测就可了解光波区域外磁场的大小以及相应的电流量。

2.线性双折射效应。

光学式电流互感传感器的另一设计原理为线性双折射效应，其指的是如果外磁场作用的光学材料本身的介电常数（ε）属于非等值分布特性，则其光波的线偏振光就会于传输进程中发生线性双折射作用，进而令入射线偏振光发生退偏作用，成为椭圆偏振光。

二、光学式电流互感传感器的结构设计分析依据其传感器的工作理论所设计的高灵敏度的光学式电流传感器，具体结构构造如图1所示，属于对称光程反射类型的光学式传感器。