虚拟仪器是充分使用核算机技能,并可由用户自己规划、界说的仪器。它一般由核算机、仪器模块和软件三部分组成,仪器模块中的数据采集卡、GPIB卡、 VXI模块等用于信号的输入输出。虚拟仪器具有很强的剖析处理才能,跟着核算机技能和虚拟仪器技能的开展,用户只能运用制造商供给的仪器功用的传统观念正在改动,而用户自己规划、界说的规模进一步扩展,同一台虚拟仪器可在更多的场合运用。LabVIEW是美国NI公司开发的虚拟仪器开发渠道软件。 LabVIEW有丰厚的库函数和功用模块,并且能够方便地与Matlab、C等通用编程言语进行通讯,以满意各种需求[1][2]。
光纤电流传感器,是为了供给电力工业等运用高电压电流之企业与工厂,关于继续运作设备需求高度可靠性之需求而开展出来的。光纤电流传感器从前期运用检偏器来丈量线偏振光对磁场的相位改变量;之后提出运用光纤作为感测电流磁场的组件,可是因为光纤自身关于磁场产生相位改变之系数(费尔德常数)很小,所以直接量测并不行精确,然后改用干与式来将相位改变量转成为光能量改变,然后经过调查光能量的改变来核算相位改变与电流巨细。运用干与方法将相位信号转化为光能量改变,而相位改变也从自动解调转为被迫解调,这是因为自动调变比较简单受到影响,并且有能量消耗,藉此削减从自动解调部分产生的噪声[3][4] [5]。本文所规划的依据虚拟仪器技能的光纤电流是一种新式电流丈量体系,它把虚拟仪器技能应用到光纤式电流互感器中,可用于丈量母线电流,实时显现丈量信号的参数和波形,可对丈量数据进行剖析、存储。
2. 光纤电流感测体系的硬件组成
图1 依据虚拟仪器的光纤电流感测体系
如图1所示是整个硬件体系的方框图。光纤电流感测体系输出的光纤干与信号经过光电转化电路变成电信号,再由数据采集卡搜集信号数据传输到虚拟仪器的软件体系。
2.1光纤电流感测基本原理
在本文光纤电流感测体系中,是使用法拉第(Faraday)效应来感测电流所产生的磁场强度。所谓法拉第效应便是电磁波经过一个磁场时,若磁场方向与光的传达方向平行,电磁波会因为磁场的影响,产生出射的线偏振光的偏振平面相对入射偏振光的偏振平面的旋转,并且此偏振光的偏振平面的旋转量与磁场强度和电磁波在磁场中跋涉间隔成正比。而磁场对电磁波的这种影响称为法拉第效应,这种影响是电磁场固有的特性,由物理学家法拉第发现,并由此命名。
因而在体系中,咱们将光纤盘绕在待测电流上,使光纤与磁场方向相互平行,使有用的法拉第效应最大,因为光也是电磁波,所以光在磁场中会受法拉第效应影响产生相位旋转,而依据旋转的量,能够核算待测磁场的巨细。在此体系中,是使用电流来产生磁场,传达的线偏振光的偏振方向所产生的总的偏转角为:
(1)
这儿V为光纤的费尔徳常数,l为受法拉第效应影响的光纤长度,而Hl为平行光纤跋涉方向的磁场重量。依据安培规律以光纤环状盘绕待测电流,公式(1)经过环积分运算为
(2)
N为光纤盘绕圈数,i为待测电流强度,因而θF为光纤盘绕圈数与待测电流的函数。
从上面剖析可知,在闭合光路的条件下,经过光纤并盘绕截流导线的线偏振光的偏振角的改变,与光纤所围的电流成正比。