光电混合式脉冲大电流互感器-光学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 OPTOELECTRONIC HYBRID CURRENT TRANSDUCER FOR LARGE PULSE CURRENT MEASUREMENT A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Optical Engineering Author: Hongnan Chang Advisor: Fushen Chen School: Communication Information Engineering 万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论 文 使 用 授 权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘要 摘 要 脉冲功率技术是随着国防科研的发展而发展起来的一门新兴基础学科，已经 越来越多地应用在工业和民用部门，该技术主要应用在电子及粒子加速、核聚变、 微波装置、大功率放电激光、电磁脉冲、闪光辐射照相、瞬时辐射效应等各种领 域，有着极其广泛的应用和发展前景。脉冲大电流的测量是脉冲功率技术研究领 域的主要研究内容之一。 本论文主要针对脉冲大电流的测量，研究并设计了光电混合式电流互感器系 统，可以实现脉冲电流信号的远距离测量和监控。光电混合式电流互感器系统主 体有两部分组成：采用 Rogowski 线圈电流互感器作为电流信号的采集部分，实现 脉冲电流信号的探测；采用光纤传输系统作为信号的传输部分，实现测量信号的 传输。基于光纤传输系统的技术比较成熟，本论文的侧重点在 Rogowski 线圈电流 互感器的研究及制作，论文的主要研究内容包括以下几部分： (1) 研究分析了 Rogowski 线圈的基本工作原理，对 Rogowski 线圈的两种精确 结构模型进行了计算及误差分析，并对 Rogowski 线圈实际测量环境中可能对测量 结果造成影响的因素进行了误差分析，具体包括外界干扰磁场、有限长载流导体、 载流导体位置偏离线圈中心轴、载流导体倾斜等。 (2) 研究分析了 Rogowski 线圈的结构参数、电磁参数、无源积分器以及有源 积分器对 Rogowski 线圈电流互感器工作特性的影响。 (3) 针对 8/20 μs 标准雷电波脉冲电流，根据设计流程图，采用 PCB 制作技术 设计制作了两种规格的 PCB Rogowski 线圈电流互感器，并对用于传输测量信号的 光纤传输系统提出了指标要求。利用设计好的 PCB Rogowski 线圈电流互感器和符 合指标要求的光纤传输系统搭建了光电混合式电流互感器系统，针对于不同大小 的脉冲电流，对 8/20 μs 的雷电波脉冲电流进行实验测试，并对实验得到的数据进 行了分析。 关键词：脉冲电流，光电混合，电流互感器，Rogowski 线圈 I AB ABSTRACT ABSTRACT Pulsed power technology is an emerging fundamental discipline with the development of defense-related research. The technology has been widely applied in the industrial and commercial department. It is mainly used in the fields of electronics and particle acceleration, nuclear fusion, microwave devices, large power discharge laser, electromagnetic pulse, flash radiography, the instantaneous radiation ef