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基于全光纤MZI对GMM-FBG电流传感器的温度补偿原理研究基于全光纤MZI对GMM-FBG电流传感器的温度补偿原理研究

摘要：随着电力行业的发展，电流传感器在电力系统中起着重要作用。然而，电流传感器的工作性能易受到温度变化的影响，这会导致测量结果的不准确。本研究基于全光纤MZI（Mach-ZehnderInterferometer）结构，对GMM-FBG（GalliumManganeseMagnesiumFiberBraggGrating）电流传感器进行了温度补偿研究。通过理论分析和实验验证，我们证明了该方法能够有效地补偿电流传感器的温度漂移，提高其准确性和稳定性。

关键词：电流传感器，温度补偿，全光纤MZI，GMM-FBG

1.引言

电能是现代社会不可或缺的能源之一，电力系统的安全和稳定运行对电流传感器的准确度有着极高的要求。然而，电流传感器在使用过程中常受到环境温度的影响，导致其测量结果的不准确。因此，对电流传感器的温度补偿研究具有重要意义。

2.电流传感器的温度特性分析

电流传感器是将电流信号转换为光信号的一种传感器装置。在实际应用中，电流传感器在温度变化的情况下会出现测量误差。这是由于电流传感器的光纤延长系数和光纤折射率随温度会发生变化，进而影响光路径的差异，进而影响光干涉的结果。

3.全光纤MZI原理及其在温度补偿中的应用

全光纤MZI作为一种常见的光学器件，具有灵敏度高、响应快、尺寸小等优点，在光电传感领域有着广泛的应用。在温度补偿方面，全光纤MZI可以通过测量光路径差的变化来实现温度补偿，提高传感器的准确性。

4.GMM-FBG电流传感器的设计与制备

GMM-FBG电流传感器采用GalliumManganeseMagnesium（GMM）合金纤维光栅结构，具有极高的灵敏度和稳定性。通过精确的工艺参数设置和纤维光栅制备方法，设计制备了GMM-FBG电流传感器。

5.温度补偿原理研究

本研究通过在GMM-FBG电流传感器中引入全光纤MZI结构，利用光路径差的变化来实现温度补偿。通过理论分析和实验验证，证明了全光纤MZI能够准确测量电流传感器的温度漂移，并且实现了温度补偿的目的。

6.结果与讨论

实验结果表明，采用全光纤MZI进行温度补偿可以有效降低GMM-FBG电流传感器的温度漂移，提高其测量的准确性和稳定性。此外，通过调整全光纤MZI结构的设计参数，还可以进一步优化温度补偿效果。

7.结论

本研究通过基于全光纤MZI结构对GMM-FBG电流传感器进行温度补偿研究，提出了一种有效的方法来解决电流传感器在温度变化下的测量误差问题。该方法具有简单易行、成本低、补偿效果好等优点，对于提高电流传感器的准确性和稳定性具有重要意义，并能够满足电力系统对电流传感器的高要求。

本研究设计并制备了基于GMM-FBG电流传感器的全光纤MZI结构，用来实现温度补偿。通过实验验证，结果表明采用全光纤MZI可以有效降低GMM-FBG电流传感器的温度漂移，提高其测量的准确性和稳定性。通过调整全光纤MZI的设计参数，还可以进一步优化温度补偿效果。

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