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1、(10)申请公布号 CN 102628886 A (43)申请公布日 2012.08.08 CN 102628886 A *CN102628886A* (21)申请号 201210112998.5 (22)申请日 2012.04.18 G01R 15/24(2006.01) (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上大路 99 号 (72)发明人 肖悦娱 颜锦奎 (74)专利代理机构 上海上大专利事务所 ( 普通 合伙 ) 31205 代理人 陆聪明 (54) 发明名称 无源偏置全光纤电流互感器非线性补偿电路 (57) 摘要 本发明公开一种无源偏置全光纤电流互感器 的非线性补。
2、偿电路， 属于测试技术领域。 该电路包 括无源偏置全光纤电流互感器、 光电探测器、 隔直 电路、 低通滤波电路、 非线性补偿电路 ； 所述无源 偏置全光纤电流互感器的输出信号进入到所述的 光电探测器， 得到与被测电流相关的电信号， 电信 号通过所述的隔直电路去除其中的直流信号， 通 过所述低通滤波电路滤出交流信号后， 进入所述 非线性补偿电路， 进行近似反正弦运算， 输出与被 测电流信号相关的并经过非线性矫正的信号。该 电路的功能完全由模拟电路元件实现， 因此结构 更简单， 成本更低廉。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产。
3、权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种无源偏置全光纤电流互感器的非线性补偿电路， 其特征在于， 包括无源偏置全 光纤电流互感器 （1） 、 光电探测器 （2） 、 隔直电路 （3） 、 低通滤波电路 （4） 、 非线性补偿电路 （5） ； 所述无源偏置全光纤电流互感器 （1） 的输出信号进入到所述的光电探测器 （2） ， 得到与 被测电流相关的电信号， 电信号通过所述的隔直电路 （3） 去除其中的直流信号， 通过所述低 通滤波电路 （4） 滤出交流信号后， 进入所述非线性补偿电路 （5） ， 进行近似反正弦运算， 输 出与被测电。
4、流信号相关的并经过非线性矫正的信号。 2. 根据权利要求 1 所述的无源偏置全光纤电流互感器的非线性补偿电路， 其特征在 于， 所述非线性补偿电路 （5） 包括 ： 第一乘法器 （51） 、 第二乘法器 （52） 、 第一系数分配网络 （53） 和第二系数分配网络 （54） ； 所述低通滤波电路 （4） 输出的交流信号进入所述第一乘法 器 （51） ， 并经所述第二系数分配网络 （54） 作为所述第二乘法器 （52） 的一路输入， 所述第一 乘法器 （51） 的输出经所述第一系数分配网络 （53） 后作为所述第二乘法器 （52） 的另一路输 入 ； 所述非线性补偿电路 （5） 产生高阶信号， 。
5、进行近似反正弦运算， 实现非线性矫正。 权 利 要 求 书 CN 102628886 A 2 1/2 页 3 无源偏置全光纤电流互感器非线性补偿电路 技术领域 0001 本发明涉及一种无源偏置全光纤电流互感器的非线性补偿电路， 属于测试技术领 域。 背景技术 0002 电流互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的重要设备， 随着电力工业的 发展， 电压运行等级越来越高， 传统的电磁式电流互感器在绝缘上遇到了极大的困难。 利用 光纤制成的电流互感器在绝缘上具有天然的优势， 还具有抗电磁干扰、 测量频带宽、 可实现 数字化输出等优点， 是未来电流互感器发展的趋势。 0003 光纤电流传感的基本原。
6、理是法拉第磁光效应， 即当施加外加磁场时， 传输的线偏 振光的偏振方向会旋转一个角度， 其大小与磁场强度成正比， 因此可通过测量偏振光在磁 场中的角度变化来得到被测电流的大小 （见专利 US 6037770， CN 2403033 等） 。但是由于该 角度很小， 电流测量的灵敏度和精度都不高。1996 年， J. N. Blake 首先提出了萨格奈克干 涉型光纤电流传感器的方案 （US 5644397） ， 将偏振角度变化的检测转变为两干涉光路相位 差变化的检测， 提高了光纤电流传感器测量的灵敏度和稳定性。 0004 无源偏置的萨格奈克干涉型光纤电流传感器的输出信号与被测电流信号成正弦 关系。。
7、由于光纤的费尔德常数较小， 在相当大的电流范围内， 非线性并不明显。但是当被测 电流较大， 或者传感光纤圈数较多时， 非线性就会影响测量的准确性。 发明内容 0005 针对已有技术存在的不足， 本发明的目的是提出一种无源偏置全光纤电流互感器 的非线性补偿电路， 具体的说， 是一种由乘法器构成的近似反正弦电路， 可对无源偏置全光 纤电流互感器的输出信号进行非线性矫正。利用两个乘法器产生信号的高阶分量， 并通过 一定的系数分配网络， 使其与原信号的高阶分量相抵消， 实现近似反正弦的运算。 由于补偿 电路全部由模拟电路元件构成， 因此该方案结构非常简单， 成本也非常低廉。 0006 为达到上述目的，。
8、 本发明采用如下技术方案 ： 一种无源偏置全光纤电流互感器的非线性补偿电路， 包括无源偏置全光纤电流互感 器、 光电探测器、 隔直电路、 低通滤波电路、 非线性补偿电路 ； 所述无源偏置全光纤电流互感 器的输出信号进入到所述的光电探测器， 得到与被测电流相关的电信号， 电信号通过所述 的隔直电路去除其中的直流信号， 通过所述低通滤波电路滤出交流信号后， 进入所述非线 性补偿电路， 进行近似反正弦运算， 输出与被测电流信号相关的并经过非线性矫正的信号。 0007 上述非线性补偿电路包括 ： 第一乘法器、 第二乘法器、 第一系数分配网络和第二系 数分配网络 ； 低通滤波电路输出的交流信号作为两路输。
9、入信号进入第一乘法器， 并经第二 系数分配网络作为第二乘法器的一路输入， 第一乘法器的输出经第一系数分配网络后作为 第二乘法器的另一路输入 ； 所述非线性补偿电路产生高阶信号， 进行近似反正弦运算， 实现 非线性矫正。 说 明 书 CN 102628886 A 3 2/2 页 4 0008 相比于已有技术， 本发明的突出的优点为 ： 本发明的无源偏置全光纤电流互感器的非线性补偿电路完全采用模拟电路元件， 由两 个模拟乘法器和系数分配网络构成， 极大的简化了信号处理电路， 降低了电路成本。 附图说明 0009 图 1 是本发明一个实施例的结构框图。 具体实施方式 0010 如图 1 所示， 一种。
10、无源偏置全光纤电流互感器的非线性补偿电路， 包括无源偏置 全光纤电流互感器 1、 光电探测器 2、 隔直电路 3、 低通滤波电路 4、 非线性补偿电路 5 ； 所述 无源偏置全光纤电流互感器 1 的输出信号进入到所述的光电探测器 2， 得到与被测电流相 关的电信号， 电信号通过所述的隔直电路 3 去除其中的直流信号， 通过所述低通滤波电路 4 滤出交流信号后， 进入所述非线性补偿电路 5， 进行近似反正弦运算， 输出与被测电流信号 相关的并经过非线性矫正的信号。上述非线性补偿电路 5 包括 ： 第一乘法器 51、 第二乘法 器52、 第一系数分配网络53和第二系数分配网络54 ； 低通滤波电路。
11、4输出的交流信号作为 两路输入信号进入第一乘法器 51， 并经第二系数分配网络 54 作为第二乘法器 52 的一路输 入， 第一乘法器 51 的输出经第一系数分配网络 53 后作为第二乘法器 52 的另一路输入 ； 所 述非线性补偿电路 5 产生高阶信号， 进行近似反正弦运算， 实现非线性矫正。 0011 本发明采用的模拟乘法器为模拟器件公司 （ADI） 的 AD633， 该电路在电流传感器 两干涉信号相位差为 20的范围内， 成功的将非线性误差降低到 IEC60044-8 标准规定的 0.2 级电流互感器的误差限值之内。 说 明 书 CN 102628886 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 102628886 A 5 。