作者单位
摘要
昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500
针对基于超磁致伸缩材料的光纤布拉格光栅(GMM-FBG)电流传感器响应灵敏度低和温度补偿效果差的问题,提出并设计了一种双环杠杆式GMM-FBG电流传感器。首先,构建了该传感器的理论模型,并用COMSOL软件仿真了2个硅钢片之间的距离对2个FBG应变量差值的影响,得到了合理的磁路间距。然后,针对FBG的栅区长度,进行了参数优化。最后,考虑到磁路间距和FBG的栅区长度,仿真得到2个FBG应变量差值与被测电流之间的关系。结果表明,当磁路间距为16 mm,环境温度为20~70 ℃时,2个FBG上的温度变化趋势基本一致。当FBG的栅区长度为10 mm,输入电流为0~100 A时,传感器的灵敏度为45.4 pm/A;当FBG解调仪的分辨率为1.64 pm时,最小可测电流为0.036 A。
光纤光学 电流传感器 光纤布拉格光栅 磁致伸缩材料 温度 
激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1706004
作者单位
摘要
昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 云南 昆明 650500
为了提高GMM-FBG电流传感器的电流响应灵敏度, 设计了一种新型杠杆式GMM-FBG光纤电流传感器。应用杠杆原理, 使布拉格光纤光栅受力增大, 从而提高GMM-FBG电流传感器的灵敏度。构建了传感器的理论模型, 对传感器性能进行了分析; 采用COMSOL有限元数值分析法, 建立了传感器三维模型, 针对传感器的关键参数进行仿真优化。仿真结果表明, 当设计传感器中GMM是半径为1mm, 高度为26mm的圆柱, 不锈钢条的尺寸为32mm×1.4mm×2mm时, 在0~100A输入电流范围内, 线性度为0.999, 灵敏度0.0406nm/A; 当FBG解调仪的分辨率为1.64pm时, 传感器最小可测的电流为0.04 A。
光学测量 杠杆原理 GMM-FBG电流传感器 有限元法 optical measurement leverage principle GMM-FBG current sensor finite element analysis 
光学技术
2020, 46(4): 415

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