宽频逆压电-光栅电压传感器的性能提高研究

摘要

现有的PZT-FBG电压传感器体积小、成本低廉、易加工和易批量生产,已成为目前运用最为广泛的压电材料。采用有限元方法改善PZT-FBG电压传感器的频率特性,通过初步计算谐振频率来选择最优的基本结构。结合仿真计算与实验验证,深入分析了压电模块尺寸参数、待测电压施加方式和压电模块堆叠PZT片数对传感器性能的影响规律。结果表明,对电压传感单元和光信号解调单元同时施加极性相反的待测电压,可以显著提高传感器输出特性的分辨率;PZT堆叠片数的增加能够提高传感器输出特性的分辨率,但也会降低传感器的测量准确度。最后提出相应的传感器传感特性改进方案,可为进一步改进该传感器及其他同类压电陶瓷传感器提供参考。