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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李沐臻
研究生(外文):Mu-Jhen Li
論文名稱:使用雙光纖光柵電流感測器之研究
論文名稱(外文):Study Of Dual-Fiber-Grating Currrnt Sensing System
指導教授:王立康
指導教授(外文):Li-Karn Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:電流感測器光纖光柵磁致伸縮磁滯曲線
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在本篇論文中,我們提出了一種對溫度無感的光纖電流感測器來量測電流。我們使用了一對反射頻譜在同樣波長的布拉格光纖光柵,由其中一根布拉格光纖光柵黏在一根會受到外在磁場大小而產生變化的磁致伸縮棒上,藉由外加電流使磁致伸縮棒的長度發生變化,導致反射波長的移動。在與另一根反射波長在相同位置的布拉格光纖光柵做光頻譜的重疊,使用optical power meter去做光功率量測。
傳統的光纖電流感測器在架構及測量方面,不但成本需要使用到相當昂貴的高圓低線性雙折射光纖,架構上也使用了許多容易收到外界環境干擾的干涉儀,因此在使用上有很大的限制。
在實驗方面,我們使用了兩根繞在鐵棒上的螺線圈,利用電流通過螺線圈在鐵棒上產生磁場,藉由磁場的變化去改變磁致伸縮棒的長度,進而拉動布拉格光纖光柵,造成我們所需要的量測。
在溫度補償方面,我們使用了石英以及鋁片,藉由我們準確的設計,使得FBG2在石英及鋁片上的熱膨脹係數與FBG1在磁致伸縮棒上的熱膨脹係數相等,進而達到溫度無感的效果。
在實驗的數據方面,我們得到了在直流的量測方面,在量測範圍4安培到9.2安培間,其靈敏度為0.032安培,且線性度為9.049%。交流量測方面,在量測範圍5.4安培到10.8安培間,其靈敏度為0.067安培,且線性度為2.02%。而溫度補償方面,在室溫26度C到55度C之間,我們也得到了2.48%的溫度穩定度。
由於電流產生的磁場與線圈匝數成一正比關係,當我們使用較少匝數的線圈時,可量測的範圍將可視匝數的增減而變動。可預見在大電力電流量測方面,我們提的此種良測方法將有很大的貢獻。
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