基于鎖相放大器的光纖電流互感器研究

從圖3可得到，如果去除誤差最大值，無論是單端輸入或差分輸入，其相位差基本保持在一條直線上。即在誤差允許的范圍內，在同一種輸人情況下，SR530鎖相放大器輸入信號與參考信號間的相位差并未隨著電流的增大而變化，這說明輸入信號與參考信號的相位差基本保持不變，可保證測量的順利進行。
根據式(10)可知，經過電路處理后的輸出幅值與被測電流成比例關系，因此可將表1和表2作數據處理得圖4、圖5所示。

由圖4可知，在0～800 A電流作用下，輸出幅值與電流基本成線性關系。根據k的定義可得，其比例系數為k≈12．46。
由圖5可知，在0～800 A電流作用下，輸出幅值與電流基本成線性關系。同理，其比例系數為k≈5．2。
通過分析表1和表2以及圖3～圖5可得到如下結論：
(1)在同一種輸入狀況下，鎖相放大器輸入信號與參考信號間的相位差并未隨著電流的增大而變化，這說明輸入信號與參考信號的相位差基本保持不變，可保證測量的順利進行。
(2)SR530鎖相放大器測得的幅值均為mV量級。
(3)SR530鎖相放大器單端輸入所測得的幅值均小于相同電流作用下差分輸入所測得的幅值，且差分輸入的比例系數k比單端輸入的比例系數小。相比之下，在電流為0～800 A作用時，使用差分輸入測量數據時比單端輸入線性度好。
(4)通過確認比例系數k以及輸出測量值，反之可計算出被測電流值，即保證工作在線性區，經過進一步確認比例系數k與測量值的關系，該設備可用于測量電流。
(5)由于模擬高壓線與傳輸導線之間的接入電阻較大，隨著電流的增大，發熱量也增大，若電流的輸入值超過800 A，則嚴重影響測量結果。同時測量電流的傳感器感應到的電流也將受到影響。
由于雙折射、溫度、振動等因素的影響，測試結果仍然存在一定的誤差甚至錯誤。從圖2鎖相放大器測試系統可知，傳感光纖繞制在模擬高壓輸電線上，隨著電流的增大，變壓器的抖動也越大，進而使繞制在模擬高壓輸電線上的傳感光纖也不停的振動，既影響了光信號的傳輸模式的變化，又影響了傳輸光信號功率的穩定性。且由于模擬高壓線與導線間的接入電阻較大，隨著電流的增大，模擬高壓線也越來越熱，溫度不斷升高，使傳感光纖的溫度也逐漸升高。光纖的抖動以及溫度的升高不僅會使光纖對稱兩側受壓、改變端面橢圓度還將影響到光纖的雙折射效應和Verdet常數，以上因素的存在直接影響到光纖電流互感器的測量靈敏度和精度，是亟待解決的問題。

3 結束語
從SR530鎖相放大器的測試中可看出，單端輸入時，由于受到外界因素的影響，其輸出結果較小。而差分輸入可抑制振動、雙折射等外界因素的影響，其輸出結果比單端輸入的結果大。當然測試結果仍不完善，僅能作定性分析，至于精度及準確度仍需進一步研究。