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Temperature Compensation for a Piezoelectric Fiber-Optic Voltage Sensor

电压 材料科学 传感器 补偿(心理学) 光纤布拉格光栅 压电 信号(编程语言) 温度测量 声学 堆栈(抽象数据类型) 波长 光学 电子工程 光电子学 电气工程 计算机科学 工程类 物理 心理学 量子力学 精神分析 复合材料 程序设计语言
作者
Paweł Niewczas,Łukasz Dziuda,Grzegorz Fusiek,J.R. McDonald
标识
DOI:10.1109/imtc.2006.328394
摘要

In this paper we demonstrate a temperature compensation technique for the previously developed hybrid voltage sensor that employs a single fiber Bragg grating (FBG) bonded to a piezoelectric stack element. The FBG is used to measure voltage-induced strain within the piezoelectric transducer, and its wavelength readings can be calibrated to recover the instantaneous voltage value. Since only the ac voltage measurement is required in the given application, the local temperature is recovered by way of discriminating between the semi-static temperature signal and the dynamic voltage signal in frequency domain using low-pass filtering. Knowing the thermal behavior of the voltage sensor, voltage readings are readily corrected using the local temperature information. The transducer was thermally cycled between 20 and 100degC, and the proposed method provided compensation of temperature induced errors from 2%/100degC down to the experimental error below 0.5% (full scale output)
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