基于锁相放大器的光纤电流互感器研究

从图3可得到，如果去除误差最大值，无论是单端输入或差分输入，其相位差基本保持在一条直线上。即在误差允许的范围内，在同一种输人情况下，SR530锁相放大器输入信号与参考信号间的相位差并未随着电流的增大而变化，这说明输入信号与参考信号的相位差基本保持不变，可保证测量的顺利进行。
根据式(10)可知，经过电路处理后的输出幅值与被测电流成比例关系，因此可将表1和表2作数据处理得图4、图5所示。

由图4可知，在0～800 A电流作用下，输出幅值与电流基本成线性关系。根据k的定义可得，其比例系数为k≈12．46。
由图5可知，在0～800 A电流作用下，输出幅值与电流基本成线性关系。同理，其比例系数为k≈5．2。
通过分析表1和表2以及图3～图5可得到如下结论：
(1)在同一种输入状况下，锁相放大器输入信号与参考信号间的相位差并未随着电流的增大而变化，这说明输入信号与参考信号的相位差基本保持不变，可保证测量的顺利进行。
(2)SR530锁相放大器测得的幅值均为mV量级。
(3)SR530锁相放大器单端输入所测得的幅值均小于相同电流作用下差分输入所测得的幅值，且差分输入的比例系数k比单端输入的比例系数小。相比之下，在电流为0～800 A作用时，使用差分输入测量数据时比单端输入线性度好。
(4)通过确认比例系数k以及输出测量值，反之可计算出被测电流值，即保证工作在线性区，经过进一步确认比例系数k与测量值的关系，该设备可用于测量电流。
(5)由于模拟高压线与传输导线之间的接入电阻较大，随着电流的增大，发热量也增大，若电流的输入值超过800 A，则严重影响测量结果。同时测量电流的传感器感应到的电流也将受到影响。
由于双折射、温度、振动等因素的影响，测试结果仍然存在一定的误差甚至错误。从图2锁相放大器测试系统可知，传感光纤绕制在模拟高压输电线上，随着电流的增大，变压器的抖动也越大，进而使绕制在模拟高压输电线上的传感光纤也不停的振动，既影响了光信号的传输模式的变化，又影响了传输光信号功率的稳定性。且由于模拟高压线与导线间的接入电阻较大，随着电流的增大，模拟高压线也越来越热，温度不断升高，使传感光纤的温度也逐渐升高。光纤的抖动以及温度的升高不仅会使光纤对称两侧受压、改变端面椭圆度还将影响到光纤的双折射效应和Verdet常数，以上因素的存在直接影响到光纤电流互感器的测量灵敏度和精度，是亟待解决的问题。

3 结束语
从SR530锁相放大器的测试中可看出，单端输入时，由于受到外界因素的影响，其输出结果较小。而差分输入可抑制振动、双折射等外界因素的影响，其输出结果比单端输入的结果大。当然测试结果仍不完善，仅能作定性分析，至于精度及准确度仍需进一步研究。