高壓光學(xué)靜電電壓傳感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、與傳統(tǒng)電阻分壓和阻容分壓的電壓測(cè)量方法不同，靜電電壓表的交直流高壓測(cè)量方法在電壓測(cè)量過(guò)程中因其有著極大的內(nèi)阻抗，不會(huì)影響到高壓輸入端電壓或電荷的分布，在高電壓測(cè)量中有著非常重要的作用。本文對(duì)高壓光學(xué)靜電電壓傳感系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。
　　研究了基于均勻場(chǎng)下電場(chǎng)力的傳感方式，用聚酯膜作為均勻場(chǎng)的另一電極，用法布里?珀羅（Fabry-Perot，F(xiàn)P）干涉儀原理測(cè)量膜的撓度力與電場(chǎng)力平衡時(shí)的應(yīng)變量，實(shí)現(xiàn)對(duì)外施電壓的有效值測(cè)量。利用

2、靜電力學(xué)理論、泊松的圓薄板小撓度理論和FP干涉理論建立了 FP靜電電壓傳感器的傳感測(cè)量數(shù)學(xué)模型，通過(guò)傳感單元的力學(xué)仿真分析，優(yōu)化了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了基于該傳感器的電壓傳感測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展了均勻場(chǎng)中FP靜電電壓傳感器的電壓測(cè)量試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了一定量程范圍的靜電電壓測(cè)量。在此基礎(chǔ)上，研究了用應(yīng)變梁平衡電場(chǎng)力的靜電電壓傳感器結(jié)構(gòu)，通過(guò)力學(xué)仿真分析研究，研究了進(jìn)一步提高均勻電場(chǎng)下靜電電壓傳感器電壓測(cè)量靈敏度的可行性。
　　研究了均

3、勻場(chǎng)中導(dǎo)體半球形成的非均勻場(chǎng)電場(chǎng)力與等應(yīng)變梁撓度力平衡的電壓傳感方式。由靜電力學(xué)和光纖光學(xué)理論分析建立了等應(yīng)變梁光纖光柵靜電電壓傳感器的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)傳感器的電場(chǎng)分布與力學(xué)仿真分析，優(yōu)化了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究了用兩支 FBG傳感器實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，通過(guò)FBG的溫度傳感特性研究，所設(shè)計(jì)的FBG溫度自補(bǔ)償方案具有較好的補(bǔ)償效果。在此基礎(chǔ)上，制備與構(gòu)建了等應(yīng)變梁光纖光柵的靜電電壓傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)開(kāi)展了電壓測(cè)量試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明