實(shi)驗名稱(cheng)：電壓(ya)傳感(gan)器(qi)的傳感(gan)特(te)性試(shi)驗

　　實(shi)驗目的：本文提(ti)出(chu)的逆(ni)壓(ya)電-光柵(zha)電壓(ya)傳(chuan)(chuan)感(gan)器頻率(lv)響應(ying)(ying)提(ti)升方法旨在拓(tuo)展電壓(ya)傳(chuan)(chuan)感(gan)技術，為(wei)實(shi)現電壓(ya)信號(hao)的寬(kuan)頻測量(liang)、豐富(fu)電壓(ya)傳(chuan)(chuan)感(gan)體(ti)系提(ti)供新(xin)的思路，對于促進(jin)基于壓(ya)電材料和(he)光學(xue)傳(chuan)(chuan)感(gan)技術的電壓(ya)傳(chuan)(chuan)感(gan)器在實(shi)際(ji)電網中(zhong)的應(ying)(ying)用(yong)具有重要的理(li)論意義和(he)應(ying)(ying)用(yong)價(jia)值(zhi)。

　　測試(shi)設備(bei)：高壓放(fang)大器(qi)、示波器(qi)、函(han)數波形發生器(qi)、電容分壓器(qi)、電壓發生器(qi)等。

　　實驗過程：

　　圖：傳感器試驗(yan)平(ping)臺(tai)示意圖

　　搭(da)建(jian)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)特性(xing)試(shi)(shi)驗(yan)平臺，光(guang)(guang)學(xue)設備主(zhu)要(yao)(yao)包括(kuo)(kuo)C波段寬帶光(guang)(guang)源(yuan)和光(guang)(guang)電(dian)(dian)探測器(qi)(qi)(qi)，其作用分別是向傳感(gan)(gan)系統輸入(ru)寬帶光(guang)(guang)信號(hao)和對傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)輸出(chu)的光(guang)(guang)信號(hao)進行光(guang)(guang)強(qiang)檢測；電(dian)(dian)學(xue)設備主(zhu)要(yao)(yao)包括(kuo)(kuo)函數波形發(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)、高壓(ya)(ya)(ya)放大器(qi)(qi)(qi)、電(dian)(dian)容分壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)、小型沖擊電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)發(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)和示波器(qi)(qi)(qi)，分別用于(yu)產生(sheng)(sheng)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)特性(xing)試(shi)(shi)驗(yan)所需(xu)要(yao)(yao)的多種電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)信號(hao)和采集試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果及數據。

　　在實驗室中采用如上(shang)圖(tu)的布置方式，寬(kuan)帶(dai)(dai)光(guang)源發(fa)出的寬(kuan)帶(dai)(dai)光(guang)信(xin)號(hao)(hao)和高壓放大(da)器(qi)輸(shu)(shu)出的高壓信(xin)號(hao)(hao)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)至(zhi)電壓傳(chuan)(chuan)感器(qi)，經(jing)過(guo)傳(chuan)(chuan)感器(qi)的信(xin)號(hao)(hao)調制和光(guang)電探測器(qi)的光(guang)強檢(jian)測最終將(jiang)光(guang)強大(da)小轉換為(wei)電壓大(da)小，并通過(guo)同軸電纜線傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)至(zhi)示波器(qi)顯示。

　　使(shi)(shi)用函數波(bo)形發生器(qi)(qi)(qi)產(chan)生50Hz工頻(pin)正弦(xian)的(de)(de)低壓(ya)(ya)信(xin)(xin)號(hao)，通過(guo)高壓(ya)(ya)放(fang)大(da)器(qi)(qi)(qi)放(fang)大(da)500倍后(hou)作為(wei)待測(ce)(ce)電(dian)壓(ya)(ya)信(xin)(xin)號(hao)，輸(shu)出至寬頻(pin)逆壓(ya)(ya)電(dian)-光(guang)柵(zha)電(dian)壓(ya)(ya)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)傳(chuan)感(gan)(gan)單元。電(dian)容(rong)分(fen)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)寬頻(pin)逆壓(ya)(ya)電(dian)-光(guang)柵(zha)電(dian)壓(ya)(ya)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出信(xin)(xin)號(hao)均(jun)通過(guo)同軸電(dian)纜線(xian)傳(chuan)輸(shu)至示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)進行波(bo)形顯示(shi)和(he)(he)數據采集，使(shi)(shi)用交(jiao)流(liu)耦合模式消除光(guang)電(dian)探測(ce)(ce)器(qi)(qi)(qi)輸(shu)出的(de)(de)直流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)帶(dai)來的(de)(de)影響(xiang)。圖2記錄了待測(ce)(ce)電(dian)壓(ya)(ya)信(xin)(xin)號(hao)和(he)(he)電(dian)壓(ya)(ya)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出響(xiang)應(ying)，其中上(shang)方藍(lan)色(se)曲線(xian)表示(shi)待測(ce)(ce)電(dian)壓(ya)(ya)信(xin)(xin)號(hao)，下方紅(hong)色(se)曲線(xian)為(wei)電(dian)壓(ya)(ya)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出響(xiang)應(ying)。

　　圖2：工頻(pin)電(dian)壓作用下電(dian)壓傳感器的響應

　　實驗結果：

　　從上圖可以看出待測電(dian)壓信(xin)號(hao)(hao)與電(dian)壓傳感(gan)器輸出響(xiang)應之間(jian)具有較(jiao)好的一致性(xing)，傳感(gan)器的輸出響(xiang)應能夠準確(que)跟隨待測電(dian)壓信(xin)號(hao)(hao)的變化，相位差小于(yu)5.4°。

　　在函數波形發生器上調節輸(shu)入的(de)(de)待測電(dian)壓信(xin)號(hao)，從(cong)0.25kV起(qi)始，以(yi)0.25kV的(de)(de)間隔逐步升高待測電(dian)壓信(xin)號(hao)至4kV，記錄每次施(shi)加的(de)(de)待測電(dian)壓信(xin)號(hao)和傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)輸(shu)出信(xin)號(hao)幅值(zhi)，所得到的(de)(de)測試結果如圖3所示。

　　圖3：電壓(ya)傳感(gan)器的輸入輸出(chu)特性

　　圖4：輸(shu)入(ru)輸(shu)出特性(xing)擬合結果(guo)

　　對得到數(shu)據(ju)點進行線(xian)性擬合(he)(he)(he)分析，擬合(he)(he)(he)曲線(xian)的截距C、斜(xie)率k和線(xian)性擬合(he)(he)(he)度(du)(du)R等參數(shu)如圖4所(suo)示(shi)，參數(shu)C的值為(wei)53mV，參數(shu)k的值為(wei)193.2941，線(xian)性擬合(he)(he)(he)度(du)(du)R為(wei)0.9991。其中，k和C均(jun)表(biao)示(shi)與(yu)傳感器測量靈敏度(du)(du)相關的擬合(he)(he)(he)參數(shu)，R表(biao)示(shi)線(xian)性擬合(he)(he)(he)度(du)(du)且其值越(yue)接近(jin)1則說明(ming)擬合(he)(he)(he)度(du)(du)越(yue)高。

　　電(dian)壓放(fang)大器推薦：ATA-7050

　　圖：ATA-7050高壓放大器指標參數

　　本資料由Aigtek安(an)泰電(dian)(dian)子整理發布，更多(duo)案(an)例及產(chan)品詳情請持續(xu)關(guan)注我(wo)們。西安(an)安(an)泰電(dian)(dian)子Aigtek已經成為在業界擁有(you)(you)廣泛產(chan)品線，且具有(you)(you)相當(dang)規模的儀器設備供應(ying)商，樣機(ji)都支持免費試用。如(ru)想了(le)解(jie)更多(duo)功率放大器等產(chan)品，請持續(xu)關(guan)注安(an)泰電(dian)(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。