便携式光纤电流互感器传感头误差对其精度的影响分析

"传感头误差对便携式光纤电流互感器的影响——王夏霄、张宇宁等发表于《激光与光电子学进展》的研究文章，探讨了在电解领域大电流测量中，如何通过改进便携式光纤电流互感器（P-FOCT）来提高测量精度。文章分析了在设计和安装P-FOCT时，柔性传感头光路不闭合和导体偏心导致的法拉第相移误差，以及这些误差对电流计精度的影响。研究发现，法拉第相移误差与传感头不闭合角度成正比，与导体到非闭合长度中心的距离成反比。增加传感头匝数可以降低这种误差，从而提升测量精度。" 本文深入研究了便携式光纤电流互感器（P-FOCT）在实际应用中面临的挑战，特别是在电解领域的高精度大电流测量。传统的光纤电流互感器（FOCT）虽有优势，但在便携性和精度上仍存在局限。因此，研究人员提出了P-FOCT，这是一种新型的、更适合现场使用的电流测量装置。 文章重点讨论了两个关键因素：传感头的不闭合误差和导体的偏心误差。当P-FOCT的柔性传感头光路未能完全闭合时，会导致法拉第效应产生的相移发生变化，这种相移误差直接影响到电流测量的准确度。通过理论分析，研究团队发现，不闭合角度的增大将线性增加法拉第相移的相对误差。同时，如果导体相对于传感头的位置发生偏心，误差会随着导体到非闭合部分中心距离的增加而减小。 为了减少这些误差，作者提出了增加传感头匝数的策略。通过增加匝数，可以有效地平均化不闭合误差和偏心误差对测量结果的影响，从而提高P-FOCT的总体测量精度。这一发现对于优化P-FOCT的设计和安装过程，以及改进电解领域大电流测量的准确性具有重要意义。 此外，文章还涵盖了光纤光学和光纤传感的基础概念，以及法拉第相移在光纤传感中的作用。法拉第效应是由于光在磁场中传播时的磁光效应，使得光的偏振方向发生改变，这种改变与磁场强度和光路径长度有关。在电流测量中，这种效应被利用来转换电流信号为可检测的光信号变化。 这篇研究揭示了P-FOCT中传感头误差的特性，并提供了减小这些误差的有效方法，这对于提升光纤电流互感器在实际应用中的性能具有实践价值。未来，该领域的研究可能会进一步探索更优化的结构设计和技术方案，以应对更复杂、更高精度的电流测量需求。