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摘要:针对泡克耳斯(Pockels )效应光学电压传感器中温度补偿问题,在双光路硬件补偿的基础上,提出一种基于BP 神经网络的软件补偿方案。
该方案利用BP 神经网络算法训练出在不同环境温度下传感器输出电压值与实际测量电压值之间的映射关系,并通过引入虚拟仪器技术在Labview 软件开发平台中调用Matlab 进行信号的处理与分析,提高了系统的可视性。
仿真结果表明,系统采用神经网络温度补偿后,大大提高了光学电压传感器的稳定性和精确度。
关键词:光学电压传感器;温度补偿;双光路补偿;BP 神经网络;Labview 软件;Pockels 效应中图分类号:TP212.1文献标志码:A 文章编号:1673-4343(2019)04-0033-08Research on Temperature Compensation Technology of Optical Voltage Sensor Based on BP Neural Network and Labview Software Realization HUANG Yan(Electronic Engineering Department,Zhangzhou Institute of Technology,Zhangzhou 363000,China )Abstract:To solve the temperature compensation problem in Pockels effect optical voltage sensor,a software compen-sation scheme based on BP neural network on the basis of double optical circuit hardware compensation is proposed.In this scheme,BP neural network algorithm is used to train the mapping relationship between the output voltage of sensor and the actual measured voltage under different ambient temperatures.By introducing virtual instrument technology to call MAT-LAB in Labview software for signal processing and analysis,the visibility of the system is improved.The simulation results show that the stability and accuracy of the optical voltage sensor are greatly improved by using neural network temperature compensation.Key words:optical voltage sensor;temperature compensation;double light route compensation;BP neural network;labview software;Pockels effect 基于BP 神经网络光学电压传感器温度补偿技术的研究与Labviwe 软件的实现黄艳(漳州职业技术学院电子工程学院,福建漳州363000)收稿日期:2019-04-28作者简介:黄艳,女,福建闽清人,讲师。
光学电场传感器的仿真与实验研究张朕搏;李岩松;张敏;刘君【摘要】传统电场传感器中的金属设备会对被测电场产生影响,导致测量精度下降,为此设计出光学电场传感器.本文在有限元分析软件Comsol中使用晶体微元建立了Pockels效应的模型,从微观的角度阐述Pockels效应,得到了仿真结果,并搭建了实验平台,实验晶体在频率50Hz、电场强度0～8×105V/m条件下进行测试,验证了仿真结果,输出与输入有良好的线性关系.本文所进行的研究可为以后光学传感技术的发展提供基础.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】5页(P27-30,35)【关键词】光学电场传感器;Pockels效应;Comsol仿真【作者】张朕搏;李岩松;张敏;刘君【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206;华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206【正文语种】中文电子式传感器在电网自动化中具有广泛的应用[1-2]，基于Pockels效应的光学电场传感器是一种新型电场测量传感器，相比于传统的基于电磁学原理的传感器，其具有体积小、传感元件对被测电场的影响小、绝缘效果好、动态范围大、响应速度快、传感信号失真小、无磁饱和等诸多优点[3-4]，有望在电力系统高压电场测量中成为主流产品。
目前，对于光学电场传感器的研究主要集中在如何提高其稳定性及测量精度。
为了提高传感器测量精度，首先仿真了光波在锗酸铋（Bi4Ge3O12，BGO）晶体中的传播情况，有助于对Pockels效应产生比较直观的理解。
在信号处理方面，利用卡尔曼滤波能够有效滤除噪声，提高测量精度。
对光学电场传感器进行试验研究，结果表明，所设计的传感器输出信号与所加电场有良好的线性关系。
当晶体处于电场中时，内部电荷会重新分布，从而产生电光效应。
第28卷 第5期2006年5月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.28 No.5 May 2006光纤电压传感器光学头的设计和性能测试张学明1,江 源2,江 军1,黄 鹰1,陈海清1(1.华中科技大学光电子工程系,武汉430074;2.华中科技大学武昌分校2系,武汉430064)摘 要: 介绍了电压传感头的工作原理,探讨了横向电光调制和纵向电光调制各自的特点;设计了光纤电压传感器中光学传感头的系统结构,从B G O 晶体和相应的装调工艺等方面分析了影响光学传感头稳定性的关键因素。
并在0～1.6kV 电压范围对所设计的光纤电压传感头的输入输出特性进行了测试,结果表明该光纤电压传感头的电压测量精度达到2%,温度稳定性也得到了明显改善。
关键词: 波克尔效应; 光纤电压传感器; 稳定性中图分类号: O 436.4文献标志码: A 文章编号:167124431(2006)0520113203Design and Characteristics Measurement of Optical Sensorof Fiber 2optic Voltage T ransducerZHA N G X ue 2mi ng 1,J IA N G Y uan 2,J IA N G J un 1,HUA N G Yi n 1,CH EN Hai 2qi ng 1(1.Department of Opt 2electronic ,Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China ;2.Department Ⅱ,Huazhong University of Science and Technology Wuchang Branch ,Wuhan 430064,China )Abstract : The working principle of voltage sensor was introduced.Each characteristics of transverse electroo ptic modulation and longitudinal electrooptic modulation were discussed.The system construction of fiber 2optic voltage transducer was designed.Stability of influencing fiber 2optic voltage transducer were analyzed from key factors of B G O crystal and installation and adjust 2ing techniques.And also measured in put 2output characteristics of designed voltage sensor from 0kV to 1.6kV voltage range.Result indicated 2%of voltage measuring accuracy of the fiber 2optic voltage transducer were obtained ,and the tem perature sta 2bility was improved.K ey w ords : pockels effect ; optical voltage transducer ; stability收稿日期:2005212205.基金项目:电子部八所合作项目.作者简介:张学明(19682),男,讲师.E 2mail :optzhang @1 电压传感器工作原理及其调制方式的比较1.1 工作原理在一块2端面平行的双折射晶体的入射面输入一束单色平行光束,双折射晶体的折射率会有随外加电压的变化呈线性变化的波克尔电光效应发生。
雷云电场传感器的标定方法李迪飞;毕武;张明远;王力峰【摘要】介绍了电场测量传感器的标定原理和方法,进行误差分析并给出提高标定精度的措施.所设计的雷云电场传感器标定电场的范围为10V/m～50kV/m,标定误差小于±5%.在我国目前尚未建立电场专业标准的情况下,通过设计的电场标定系统可对电场传感器进行标定校准,为电场测量数据的准确性提供依据.【期刊名称】《林业机械与木工设备》【年(卷),期】2010(038)002【总页数】3页(P37-39)【关键词】电场传感器;电场标定;误差【作者】李迪飞;毕武;张明远;王力峰【作者单位】国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨,150086;中国林科院林业新技术研究所,北京,100091;国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨,150086;中国林科院林业新技术研究所,北京,100091;国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨,150086;国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨,150086【正文语种】中文【中图分类】TN2191 标定原理电场标定要在一个已知数值的均匀电场中进行。
根据处于不同电位的两块相互平行、且有无限尺度的导电板之间存在均匀电场的原理，在两块距离为一定的平板电极之间加上一已知的稳定电压便成为一基本的电场标定装置，其原理示意图如图1所示。
平板间电场的大小可表示为：式中：V为加在两极板间的电压（V）；L为两极板之间的距离（m）。
被标定的传感器放在C的位置，并使其接收面与B板的内表面平齐。
改变两极板间的电压大小就改变了电场值，从而使传感器输出信号数值发生变化，据此即可得到不同电场值E所对应的传感器输出信号大小曲线——标定曲线。
图1 电场标定装置原理示意图2 误差分析与设计本装置要求标定电场的范围在10V/m～50kV/m之间，标定误差小于±5%。
影响本装置标定精度的因素除式（1）中的V和L外，因式（1）本身是建立在二块无穷大平行板的理想情况下，而实际的平行板尺寸是有限的，因此会因边缘效应的影响而产生误差。
光电集成电场传感器的设计应用、改良、或维护等等即可，内容不要很多，20多页即可。
摘要在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
基于光电集成技术的电场传感器具有良好的抗电磁干扰能力和很快的响应速度。
为了能够测量高电压电力系统中的瞬变电场，该文在基于光电集成技术的电场传感器工作原理的基础上，提出了一种适用于强电场测量的光电集成传感器设计方案。
该文将电场传感器分解为调制器和偶极子天线，给出了传感器的等效电路，分别计算了调制器和偶极子天线的参数，最后对电场传感器传递函数的幅频特性及最大可测电场进行了计算。
分析计算的结果表明，所设计的电场传感器最大可测电场幅值接近lO6V／m，同时具有较好的频响特性。
关键字：光电效应光电元件光电特性传感器分类传感器应用电场传感器SummarThe rapid development of science and technology in the modern society, human beings have into the rapidly changing information era, people in daily life, the production process, rely mainly on the detection of information technology by acquiring, screening and transmission, to achieve the brake control, automatic adjustment, at present our country has put detection techniques listed in one of the priority to the development of science and technology. Because of microelectronics technology, photoelectric semiconductor technology, optical fiber technology and grating technical development makes the application of the photoelectric sensor is growing. The sensor has simple structure,non-contact, high reliability, high precision, measurable parameters and quick response and more simple structure, form widely applied in photoelectric effect as the theoretical basis, the device by photoelectric material composition. Based on the photoelectric integration technology electricfield sensor possesses excellent anti electromagnetic interference ability and soon response speed. In order to be able to measure the high voltage power system transient electric field, this paper based on the photoelectric integration technology in the electric field sensor based on principle of work, this paper puts forward a kind of suitable for strong electric field measurement photoelectric integrated sensor design. This paper will field sensor is decomposed into modulator and dipole antenna, given the equivalent circuit, sensor was calculated respectively modulator and dipole antenna parameters, finally to electric field sensor transfer function of amplitude frequency characteristics and maximum measurable electric field were calculated. Analysis shows that the design of the electric field sensor (maximum measurable electric field amplitude close to lO6V/m, and has better frequency response characteristics.Keywords ：Photoelectric effect optoelectronicsPhotoelectric characteristicsSensor classificationSensor applicationsElectric field sensor目录一光电传感器基本知识1、光电传感器的概述2、光电传感器的原理2、1光的性质2、2光源2、3光纤型二光电元件及特性1、光电管2、光电倍曾管3、光敏电阻三、光电传感器四光电转换器1、光电转换器2、线缆选型2.1光缆的选择2.2双绞线的选择五传感器的分类1、标准光电传感器2、安全光电传感器3、门控光电传感器六光电传感器特点七传感器的静态特性八传感器的动态特性九传感器的线性度十传感器的灵敏度十一传感器的分辨力十二传感器的迟滞特性十三内光电效应1、半导体的内光电效应十四外光电效应1 、外光电效应定义十五生伏特效应1、价带2、导带3、能带十六 PN结光伏效应的应用1、太阳能电池2、光电探测器十七光生伏特效应1、光电伏特效应概述1.1P-N结1.2光生伏特效应1、3光电伏特效应的应用1、4光电伏特效应与光电池1、5光电池基本特性的种类十八光电传感器的作用十九创新应用举例1、测温功能2、火焰探测报警器3、光控大门4、烟尘浊度监测仪5、光电池在光电检测和自动控制方面的应用结论 53致谢 54参考文献 55一光电传感器基本知识光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
