Abstract
利用兩根鍍金的光纖所構成馬進德(Mach-Zehnder)干涉儀型式的電流量測 技術,提供了線性量測關係,寬量測範圍及高靈敏度的量測特性.但是其頻 率響應卻呈現近乎反比於待測電流頻率的現象.為了改變此高頻響應低落 的特性,以達到寬頻帶的電流量測,於是,在本論文中,我們提出了改善的方 法,此方法仍然使用兩根鍍金光纖之干涉儀型式,但是在待測量輸入前先經 過一微分器微分,然後,分流輸入至兩片鍍金金屬薄膜.因為經過微分器微 分後之待測量是隨頻率線性的增加,以此方法來補償於高頻時靈敏度的低 落.如此,不僅使得靈敏度提高,且量測頻寬能提高到數百赫茲(Hz).在理論 分析中,首先探討了光纖受熱所造成的相位變化,接著分析鍍金屬光纖內之 熱傳遞,再者,討論交流電流所造成的相位變化,最後,說明我們所提出寬頻 帶電流量測方法的原理.由實驗結果可以看出,我們所提出的方法,不僅具 備良好的線性量測關係,寬量測範圍,穩定且高靈敏度,及改善其原本低落 的頻率響應,並且我們所提出的寬頻帶電流或電壓感測技術,在量測一寬頻 帶的信號時,是更為實際而可行的.此外,我們對應用此感測技術量測時所 可能遭遇的問題,亦提出可行的解決方法.在本實驗中,量測的頻寬可以達 到 500 赫茲(Hz). An electric current sensing scheme employing two metal- coated single-mode optical fibers is developed for the purpose of linear wide-band measurement. In a structure similar to that of the previous two-metal-coated-fiber sensing scheme, the measurand is first differentiated and then splits into two parts that flow on the two metallic coatings, respectively. Experimental results show that a measurement bandwidth of ~ 500 Hz can be obtained in using such a sensing scheme for linear electric current measurement.