相比于利用电光效应和逆压电效应的光学电压传感器,基于电致发光效应的电压传感器具有结构简单、成本低、无须载波光源等优点.该文首先设计和制作了基于电致发光效应的电压传感器,并对其传感特性、频率响应和温度漂移进行研究,发现其传感特性具有超线性关系.由于其温度稳定性较差,提出了考虑温度影响的传感特性经验公式,在20～100℃温度范围内,对2.5～15kV的工频电压实现了误差在3％以内的测量.最后,对电致发光效应进行了仿真研究,在宏观上建立阻容等效电路来求解发光层的电流,从而推算发光波形;在微观上建立双极载荷子输送模型,具体解释电流(载荷子的运动)和发光波形的关系.两模型的仿真结果均表明:发光波形会超前于施加的工频电压,且前者的频率是后者的两倍,与实验结果相符.研究结果可为电致发光型电压传感器在电气领域的应用提供参考.
电致发光 电压传感器 传感特性 温度稳定性 输送模型