基于等应变梁的光纤Bragg光栅静电电压测量系统及采用该系统实现的测量方法

摘要

基于等应变梁的光纤Bragg光栅静电电压测量系统及采用该系统实现的测量方法，属于静电电压测量领域。解决了现有静电电压测量系统测量精度低和动态测量范围窄的问题。首先，使调压器、精密直流高压电源、精密电压计、光源、信号隔离器、耦合器、光谱仪和信号处理器处于工作状态，使精密直流高压电源输出的电压加在FBG电压传感器上，光源输出的光依次经信号隔离器和耦合器后，分别入射至1号FBG和2号FBG，耦合器先后接收1号FBG和2号FBG反射的光，并将该反射光送至光谱仪，光谱仪的信号输出端与信号处理器的信号输入端连接，信号处理器对接收的信号进行处理，最终获得该测量系统测量的电压值。本发明主要用于电压测量领域。

主权项

基于等应变梁的光纤Bragg光栅静电电压测量系统，其特征在于，它包括FBG电压传感器、调压器(10)、精密直流高压电源(11)、精密电压计(12)、保护电阻R、电阻R₁、电阻R₂、光源(13)、信号隔离器(14)、耦合器(15)、光谱仪(16)和信号处理器(17)；所述的FBG电压传感器包括导体半球(1)、1号FBG(2)、2号FBG(3)、固定块(4)、等应变梁(5)、高压电极(6)、绝缘装置(7)、接地电极(8)、调节螺栓(9)；接地电极(8)和高压电极(6)镜像相对设置，且接地电极(8)和高压电极(6)之间的垂直距离d，d的范围为大于20mm且小于50mm，接地电极(8)的引出端通过夹固器件与绝缘装置(7)固定连接，高压电极(6)的引出端与调节螺栓(9)螺纹连接，调节螺栓(9)通过夹固器件与绝缘装置(7)固定连接，等应变梁(5)采用聚酯板实现，等应变梁(5)通过固定块(4)与绝缘装置(7)固定连接，且等应变梁(5)位于接地电极(8)和高压电极(6)之间，等应变梁(5)的两个侧面分别粘贴有1号FBG(2)和2号FBG(3)，且1号FBG(2)和2号FBG(3)镜像对称，1号FBG(2)与高压电极(6)相对，且之间留有间隙，2号FBG(3)与接地电极(8)相对，且之间留有间隙，等应变梁(5)的一个侧面的自由端还粘贴有导体半球(1)，该导体半球(1)为封闭的空心导体半球，且导体半球(1)与1号FBG(2)位于等应变梁(5)的同一侧，调压器(10)的信号输出端与精密直流高压电源(11)的信号输入端连接，该精密直流高压电源(11)的电信号输出端与保护电阻R的一端连接，保护电阻R的另一端同时与电阻R₁的一端和高压电极(6)的引出端连接，电阻R₁的另一端与电阻R₂串联后连接精密直流高压电源(11)的电源地，精密电压计(12)的电压输出端并联有电阻R₂，接地电极(8)接精密直流高压电源(11)的电源地，光源(13)输出的光依次经信号隔离器(14)和耦合器(15)后，分别入射至1号FBG(2)和2号FBG(3)，耦合器(15)先后接收1号FBG(2)和2号FBG(3)反射的光，并将该反射光送至光谱仪(16)，光谱仪(16)的信号输出端与信号处理器(17)的信号输入端连接。