A. Optisch meten

A.1. Inleiding

Men kan niet schrijven over het meten met glasvezels zonder het optisch meten te beschouwen. Optisch meten wordt gebruikt in omgevingen die aanleiding geven tot veel storing (zoals het nagloeien van vermogensschakelaars). Het is echter niet de bedoeling hier te diep op in te gaan, omdat dit slechts zijdelings te maken heeft met het werkelijke afstudeer project.

De belangrijkste referentie’s van het optisch meten van spanningen kan men vinden bij de KEMA.

A.2. Principe

Een aantal optisch isotrope materialen wordt onder invloed van een elektrisch veld anisotroop. Een voorbeeld hiervan is bismutgermanaat Als een dergelijk kristal tussen twee polaroid filters wordt geplaatst, blijkt dat er een verband is tussen het elektrisch veld, in de onderstaande tekening opgewekt door een condensator, en de lichtsterkte aan de uitgang.

De gemeten lichtsterkte aan de uitgang is echter niet lineair. Het blijkt dat de lichtsterkte evenredig is met (1-cos a), waarbij a evenredig is met het elektrisch veld. Als er echter twee sensoren gebruikt worden, een in de richting output ellips ( in mV) en een er loodrecht op ( in mV), dan blijkt

waarbij k varieert tussen de 0.03 en de 0.2 cm/kV en en de uitgang van de licht-gevoelige sensoren zijn op een willekeurige schaal.

Voor de cellen, zoals de KEMA die gebruikt gelden de volgende gegevens:

Range	670V
Noise level	0.1V, 1kHz bandwidth
	10V, 10MHZ bandwidth

Helaas zijn er nog een aantal andere problemen, die voortkomen uit het gebruik ven de kristallen. Als belangrijkste zijn er het piëzo-electrische effect en de elektrische oscillatie. Beide blijken grotendeels te verdwijnen, als het kristal op een bepaalde manier wordt geslepen.

A.3. Conclusie

Het optisch meten van spanningen is goed mogelijk. Men moet dan gebruik maken van speciale apparatuur, die echter niet zo duur hoeft te zijn (b.v. een LED als lichtbron). Sensoren van dit type zijn helaas nog niet kant en klaar in de handel.

Het probleem is echter het slijpen van kristallen. De kristallen moeten zo geslepen worden dat de licht bron en de uitgangsvezels makkelijk aan te koppelen zijn (zonder te veel verlies).

De sensoren zijn nog niet te koop. Een prijsindicatie is daarom moeilijk te geven.