非线性误差是基于Faraday效应的干涉式数字闭环光纤大电流传感器基本测量准确度的主要影响因素。考虑到传感光路中偏振交叉耦合、圆偏振态不理想等因素的影响，计算了与调制信号同频的干涉信号，得到了闭环反馈相移与被测电流之间的非线性跟踪关系。仿真结果表明：传感光纤线性双折射、1/4波片方位角及相位延迟误差、相位调制器输出尾纤偏振串音是光纤大电流传感器产生非线性误差的主要原因。需根据被测电流的动态范围相应提高相位调制器输出尾纤耦合及熔接对轴精度。通过求解光纤敏感环微分模型方程，提出了波片参数与椭圆双折射光纤拍长-螺距比的匹配条件，实现了传感器对Faraday效应的线性响应，降低了椭圆偏振传感信号造成的非线性误差。实验结果表明：采用参数匹配的1/4波片后，在6~500 kA范围内，传感器比例因子随被测电流的变化量为0.2%，相比于理想1/4波片降低了一个数量级。

提升数据处理能力是实现光纤电流传感器（FOCS）在微弱电流检测领域中应用的重要支撑。针对独立成分分析（ICA）算法对信源数量的要求和变分模态分解（VMD）对冲击噪声处理能力不足的问题，采用优化参数的变分模态分解与独立成分分析联合算法（OVMD-ICA算法），提升微弱电流检测能力。首先，在分析全光纤电流传感器输出信号的特征和噪声特性的基础上，以能量谱熵为目标函数，采用捕食者算法（HPO算法）获取模态参数K和二次惩罚因子α，完成变分模态分解。然后，通过设置相关系数阈值，对各模态函数分类并构建虚拟通道，以满足ICA对信源数量的要求，并采用FastICA算法实现盲源分离。最后，通过对比实验确定了该方法的有效性，发现采用所提方法能够实现3 mA微弱电流的识别检测。

采用全光纤电流传感器实现微弱电流检测，可以拓展光纤传感技术在微弱磁场检测领域的应用。在分析全光纤微电流传感器的基本原理和主要光路结构的基础上，从增加光路循环次数、提高传感光纤性能、降低系统噪声三个方面，综述了全光纤微电流传感的最新研究成果及存在问题，并展望了全光纤微电流传感器未来发展趋势。

为给反射式全光纤电流互感器(光CT)出现测量偏差问题提供理论依据, 研究反射式光CT系统的主要光学器件对系统响应的影响机理, 分析光CT各主要光学器件非理想性对电流测量准确性的影响。首先, 采用琼斯矩阵描述了该系统各主要器件和数学模型, 并给出系统输出光的表达式和解调检测后系统的注入电流测量值；然后, 基于系统数学模型, 分别分析了传感光纤的线性双折射、圆双折射的偏差和保偏光纤的线性双折射对光CT的注入电流测量值的影响。研究结果表明: 传感光纤的线性双折射偏差对光CT注入电流测量准确度的影响最为突出；传感光纤的圆双折射的存在可以有效地抑制传感光纤线性双折射对光CT注入电流测量准确度的影响。

随着智能电网技术的发展, 电流参数的监测需求日益提升。提出了一种基于磁致伸缩效应的光纤布喇格光栅(FBG)电流传感器, 将FBG全部固定于磁致伸缩材料上, 使其感知通电螺线管所产生的磁场来实现电流传感。监测FBG的波长变化可知, FBG电流传感器在0~5 A电流范围最大实现了0.773 nm的布喇格波长漂移量, 传感灵敏度高达0.184 nm/A。

采用磁致伸缩薄膜FeGa作为敏感材料，优化设计了一种新型高灵敏声表面波(SAW)电流传感器。以中心频率150 MHz的延迟线型SAW器件作为传感元，利用射频(RF)磁控溅射法在其表面SAW传播路径上沉积FeGa磁性薄膜，由此构建SAW电流传感器件。将研制的传感器件接入由放大器及混频器组成的振荡电路中，通过与未镀膜参考器件进行差分，其输出信号用作传感信号。在电磁场作用下，FeGa薄膜产生的磁致伸缩效应引起SAW传播速度的改变，最终以相应的差分振荡频率偏移来评估施加的电流值。为进一步提升传感器性能，通过控制不同的溅射功率及退火热处理等制备工艺来确定优化的制备条件。实验结果表明，当FeGa薄膜厚度为500 nm，溅射功率为100 W，退火热处理温度为300 ℃时，所研制的电流传感器线性度及重复性良好，灵敏度较高(24.67 kHz/A)。

全光纤电流传感器作为智能电网中的重要设备之一, 具有比传统电磁式互感器更显著的优势, 在高压及超高压环境中有广阔的应用前景。首先阐明了影响全光纤电流传感器灵敏度的主要因素, 综述了近年来国内外学者提高电流传感灵敏度的解决方案和研究成果; 其次着重分析一些改进型结构的全光纤电流传感器消除温度、线性双折射等对传感灵敏度影响的工作原理, 并讨论了各自主要的优缺点; 最后, 结合高灵敏度全光纤电流传感器的研究现状, 指出了其未来发展趋势。

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。