Abstract
在過去中,利用光纖來做為量測電流的方法裡,當被量測之電流很小時(如毫安培以下之電流),即呈現出非線性關係和低靈敏度特性.為改善此種不良的關係和特性,本論文裡,我們提出了一種新的光纖感測技術來量測電流.這種量測技術的方法是利用一種具有兩根鍍金的單模光纖之馬進德(Mach-Zehnder)干涉儀來量測光相位之變化.此光相位之變化是由於電流流入金薄膜中所產生之熱改變了光纖裡的溫度,使得光纖的特性(如長度,折射率等)受到影響,如此,使得干涉結果之相位有了改變.而其相位改變之大小正比於所要量測的電流.在理論分析中,首先探討了光在光纖進行中光相位之溫度靈敏性其中溫度對光纖之影響亦被討論之,再來,分析了光纖裡之熱傳遞問題,此熱是由電流所產生的,最後我們分別針對AC和DC電流,推導出所引起之光相位變化的理論公式.在實驗過程中,為突顯我們所提出之量測方法是非常優於以往只有單根鍍金屬單模光纖之干涉儀量測方法.是故,我們將這兩種方法做了實驗上的比較,並且也有理論上模擬結果的比較.利用我們所提出之方法來量測AC和DC電流的實驗結果皆有理論模擬結果來作為應證.從實驗的結果不僅可看出我們所提出的方法除了具有線性量測關係和寬量測範圍外還具有可增強式高靈敏度的量測特性.A new fiber-optic sensing technique for electric currentmeasurement is proposed in this paper. The technique is basedon the use of the sensitivity thermal detection in which twometal-coated single-mode fibers in an interferometer of Mach-Zehnder type are used. The experimental results prove that notonly the sensitivity of measurement can be well enhanced butalso a wide dynamic range and good linearity can be obtainedusing the new method proposed here.