电能是我们生活生产中利用最普遍的能源形态之一，由于其来源广泛、便于传输、存储与使用，使电能成为能源与当今人类生活交互的枢纽。在民用领域，随着智能电网的建设，对电网的输送和测量提出了更高的要求，高压大电流的测量手段将面临严峻的考验。在军事应用领域，大功率电磁辐射装备如雷达、电子战干扰装备中，高压大电流电源模块是大功率微波发射分系统的必要条件，同样在对高压大电流监测时存在工作环境易受电磁干扰、近距离操作危险性大等问题。准确的电流计量与安全生产、节能减排、武器装备威力发挥以及重大科学研究密切相关，光纤电流传感器由于具有抗电磁干扰、动态范围大、绝缘性等优势而成为工业、国防及重大科学研究领域中电流测量的有效技术。

光纤电流传感器在二十世纪六十年代激光器发明之后，结合电力输送的要求，相关科学技术人员陆续开展了研究。有的方案已经获得了实际应用，并且针对光纤电流传感器的研究一直没有中断中，特别是随着工艺的提高与新型器件出现，科学技术人员对光纤电流传感的研究展现了光纤电流传感器潜在的优异特征。根据传感原理的不同，大致可以将光纤电流传感器分为法拉第效应偏振强度检测型、法拉第效应干涉型、磁致伸缩干涉型、电流热效应型、光纤光栅型这五类。

最近的报道，Mohammad Belal 等人利用微光纤制作了一个基于电流热效应的迈克尔孙干涉仪的光纤电流传感系统，利用电流的热量对微光纤双折射影响来改变光路的相位，采用迈克尔孙干涉仪的光路结构对其进行检测。
纵观各种光纤电流传感器的研究发展，玻璃或晶体传感元件法拉第效应偏振强度检测型的光纤电流传感器传感光路复杂，存在容易受外界磁场的干扰、光路元件易松动与光路过程易受污染等问题：光纤元件法拉第效应偏振强度检测型的光纤电流传感器，传感光纤过短则系统传感精度难以达到要求，加长传感光纤可以提高信噪比，但其在复杂的振动与温度环境下易受干扰，亦很难实现实用化；干涉型光纤电流传感器从原理上本身存在地球自转或振动的影响，且光路无法做到完全的互易性；光纤光栅型、电流热效应型以及磁致伸缩干涉型等方案皆是利用二次效应进行电流测量，如材料的热胀冷缩、磁致伸缩、电磁作用力里等，都需要借助于一定的结构将这些作用力传递给光纤敏感元件，其结构复杂，可靠性不高。偏振反射干涉式闭环光纤电流传感器，通过在光路中引入一个反射结构使传感光路互易，可有效的消除振动、温度变化弓起的光路双折射对传感性能的影响，且闭环的调制解调方式是该类型的电流传感器具有较大的测量范围与较好的线性度，是目前最接近实用化的光纤电流传感器，已有多个公司提供该方案的光纤电流传感器在变配电站、换流站、发电厂以及电解绍工业实现了小范围的应用。然而，这种光纤电流传感器采用光的圆双折射效应，传感器光纤保持固有的偏振的特性对传感器的稳定可靠性起着决定性的作用。传感光纤的内部残余应力与缺陷、光纤弯曲、温度变化、振动、或者封装结构件的热胀冷缩都会对传感光纤的偏振特性产生影响，故而影响到光纤电流传感器的性能。于此，研究人员针对这些问题进行了大量的研究工作，以提高光纤电流传感器稳定可靠性。

面向工业、国防及重大科学研究领域超大电流在线计量的迫切需求，全光纤电流传感器测量的准确度与稳定性是全面实现产业化的重要基础。在现有的激光与光纤的材料技术基础上，通过光纤传感感应元件的优化设计、温度补偿、降噪处理等一系列技术进一步提高光纤电流传感器的准确度与稳定性，准确的电流计量与安全生产、节能减排、武器装备威力发挥以及重大科学研究密切相关。挖掘现有光纤电流传感检测原理中的提升空间，弥补准确度与稳定性的短板，促进全光纤电流传感器向产业化应用，完善全光纤电流传感器技术的现有技术体系，同时对激光光源和特种光纤的技术发展具有一定的指导意义。

2. 研究的基本内容与方案

（1）研究内容
1）搭建反射式全光纤电流互感器系统；
2）温度对传感系统精度与可靠性影响的研究，并实现反馈式温度补偿系统；
3）降低温度影响的封装技术研究，获得传感器最佳封装结构；
4）信号解调处理中的闭环相位调制算法的优化与自动标定算法的设计。

（2）研究目标
通过反射式电流互感器理论基础研究，确立传感输出与测量电流以及光路中相关工艺参数的关系；获得偏振器与相位调制器的熔接角度的传感系数、光纤波片延迟度的传感系数、传感环双折射对轴向角的传感系数以及传感环的最佳设计参数。