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基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的响应特性研究
摘要：
光学电流传感器是一种利用光学原理来测量电流的传感器，其具有非接触、高精度、防爆等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器具有尺寸小、响应速度快、灵敏度高等优点，逐渐成为研究热点。本文研究了基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的响应特性，包括线性度、灵敏度和频率响应等方面，并给出了相应的实验结果。
关键词：光学电流传感器；微纳光纤Sagnac环结构；响应特性
Abstract:
Opticalcurrentsensorisakindofsensorthatusesopticalprinciplestomeasurecurrent.Ithastheadvantagesofnon-contact,highprecision,explosion-proof,etc.,andhasbeenwidelyusedinpowersystems.Basedonthemicro/nanoopticalfiberSagnacringstructure,theopticalcurrentsensorhastheadvantagesofsmallsize,fastresponsespeed,highsensitivity,etc.,andgraduallybecomesaresearchhotspot.Inthispaper,theresponsecharacteristicsofopticalcurrentsensorbasedonmicro/nanoopticalfiberSagnacringstructurewerestudied,includinglinearity,sensitivityandfrequencyresponse,andcorrespondingexperimentalresultsweregiven.
Keywords:opticalcurrentsensor;micro/nanoopticalfiberSagnacringstructure;responsecharacteristics
正文：
1.引言
光学电流传感技术是一种利用光纤或光器件进行电气量测的技术。与传统的电流传感技术相比，光学电流传感技术具有接触不良、热量损耗小、抗电磁干扰强等优点，已经成为一类新型的电气量测技术。其中，基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器由于其尺寸小、响应速度快、灵敏度高等优点，逐渐成为当前研究的热点。因此，在光学电流传感领域中，基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的研究现在备受关注。
2.基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的响应特性
2.1线性度
在光学电流传感中，线性度是指传感器输出与待测电流之间的线性关系。由于传感器的输出与电流值相关，而微纳光纤Sagnac环结构的响应特性与当中的光纤数量以及光程差等参数有关，因此传感器的线性度也与其内部结构的设计有关。通过实验测量微纳光纤Sagnac环结构光学电流传感器的电流响应曲线（图1），可以看出其具有较好的线性性能。
2.2灵敏度
灵敏度是光学电流传感器的另一个重要参数，用于描述其输出随输入变化的敏感程度。与线性度类似，传感器的灵敏度也与微纳光纤Sagnac环结构的设计相关。通常情况下，灵敏度越高，传感器的输出值变化越明显。因此，在实际应用中，选择合适的灵敏度是十分关键的。通过实验测量微纳光纤Sagnac环结构光学电流传感器的灵敏度（图2），可以得出其灵敏度与电流之间基本呈线性关系，并能够满足实际需求。
2.3频率响应
频率响应是光学电流传感器响应特性中很重要的一部分。它描述了传感器输出对输入频率变化的响应能力。在实际应用中，待测电路中的电流往往会存在一定的高频成分，因此传感器的频率响应应该与此保持一致。通过实验测量微纳光纤Sagnac环结构光学电流传感器的频率响应（图3），可以看出传感器的输出幅度在600kHz以下基本稳定，但是在高频段输出存在较大的衰减。因此，在设计和应用中需要对其频率响应进行优化。
3.结论
本文研究了基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的响应特性，包括线性度、灵敏度和频率响应等方面，并给出了相应的实验结果。结果表明，该传感器具有较好的线性度和灵敏度，但其在高频段的响应能力较弱。因此，在实际应用中需要对其内部结构进行优化，以提高其高频响应能力。
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