Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-29Bitstream added on 2014-06-13T20:49:11Z : No. of bitstreams: 1 lima_ra_me_ilha.pdf: 2147608 bytes, checksum: ffed1e67ca6abfae1bf18b6925796fec (MD5) / Os transformadores de potencial baseados em tecnologia óptica têm sido desenvolvidos com as finalidades de melhorar o desempenho da proteção e medição dos sistemas elétricos de potência, para monitorar a tarifação do consumo ou a qualidade da energia desses sistemas. Apesar da tecnologia já consolidada dos transformadores para instrumentos convencionais, as versões ópticas possuem diversas vantagens, tais como: medições mais precisas, menor peso, reduzida necessidade de manutenção, facilidade na isolação física e galvânica, maiores faixa dinâmica e largura de banda, além dos enlaces de transmissão e recepção de sinais serem menos susceptíveis às interferências eletromagnéticas. Esses transformadores de potencial podem ser projetados em torno dos moduladores eletro-ópticos de amplitude que, por sua vez, podem ser baseados no efeito eletro-óptico em cristais que apresentam essa propriedade, em que a diferença de fase óptica induzida entre os modos ordinário e extraordinário pode ser relacionada à tensão elétrica aplicada. As medições foram realizadas para duas diferentes configurações: a primeira, dedicada a medir baixas tensões, apresenta campo elétrico externo aplicado na direção Z e propagação óptica na direção X dos eixos principais do cristal. Na segunda configuração, voltada para a medição de tensões mais elevadas (kV), a célula Pockels apresenta campo elétrico externo aplicado na direção Y e propagação óptica na direção Z (eixo óptico) do cristal. Para ambas as configurações foram usados cristais eletro-ópticos de Niobato de Lítio. Nesta dissertação de mestrado, relata-se a aplicação de diferentes formas de ondas periódicas à célula Pockels, a fim de realizar a medição óptica dessas funções comparando-se, posteriormente, os sinais de entrada e saída. Fazendo uso do... / Optical voltage transformers have been developed in order to enhance the performance of protection and measurement circuits in electric power systems, to monitor energy tax revenues and power quality of these systems. Although the technology for conventional instrument transformers has been consolidated for years, optical versions of these devices have several advantages, such as: more accurate measurements, lower weight, reduced maintenance requirements, easer insulation and isolation, higher dynamic range and bandwidth, and less susceptibility to electromagnetic interference when optical fiber links between transmitter and receiver are used. Such optical voltage transformers can be designed based on amplitude electro-optical modulator principle, and on Pockels cell devices. In turn, this last can be built according to the electro-optic effect in non-centro-symmetrical crystals, where the induced induced optical phase shift between ordinary and methods extraordinary modes can be directly related to applied voltage. Measurements were performed for two different sensor configurations: the first one is dedicated to measuring low voltages (few hundred of volts), in which the external electric field is applied in the Z direction (optical axis) and the optical propagation is in the X direction of principal axes of the crystal. In the second configuration, dedicated to measuring higher voltages (tens of kV), the external electric field is applied in the Y direction and optical propagation is in the Z direction of the crystal. For both configurations Lithium Niobate crystals were used. In this dissertation, the Pockels cell is driven by periodic waveform voltages, the photo detected signal is acquired and computationally processed, and the comparison between input and demodulated signals are compared. By using the Sampled Piece-Wise... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1982.pdf: 24286598 bytes, checksum: 32a93fa9238fceeb0d34dcefb57ca4dd (MD5) Previous issue date: 2006-08-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / The ferroelectric titanate of lead modified with Lanthanum metal system (or PLT) is the most studied of the perovskite structure. It is known that ceramic bodies with specify compositions and adequately chemical preparations can present transparency. However, a quantitative or qualitative analysis of its electro-optics characteristics was not carried through. Therefore, in this work it was ceramic preparation of PLT and the characterization and analysis of concentration of Lanthanum metal and the conditions of processing influence in its microstructural, dielectric, ferroelectrics, optic, structural and electro-optics properties. In this work the solid state was used in the obtained of PLT, using the nominal formula (Pb1-xLax)TiO3, with 0.18_ x _ 0.23. Ceramic bodies had been firing by the uniaxial Hot Pressing technique. Heat treatments in conventional oven under O2 and PbO atmosphere, had been used for the improvement of the transmitance of the samples. In the DRX analysis it was observed formation of perovskite phase with tetragonal symmetry as principal in the powder with little variation of the tetragonalidade factor in function of the Lanthanum metal concentration. For the densitied ceramics, it was meet perovskite phase with tetragonal symmetry and an reduction of the tetragonalidade factor of with the increase of the Lanthanum metal concentration. The grain average size of the ceramic bodies linearly increased with the Lanthanum metal concentration, presenting distinct dependence for each composition in relation to the heat treatment. The dielectric and ferroelectrics properties had been affected by the high conductivity presented for the ceramic bodies with less than 20h of thermal treatment. Such conductivity, as well as the opacity and the yellow color observed in the samples, was associated with the presence of the phase PbO in the grain boundaries. However, high values of transmitance in the next infra-red and visible region and less dielectric losses in low frequencies could have been observed in samples with 20h thermal treatment, depending on the Lanthanum metal concentration. For x=0.23, the highest concentration of analyzed La, the ceramic bodies thermal treatments presented a reduction in the transmittance, probably due ix to the effect of light scattering of rich Lanthanum metal phases precipitated in the grain boundaries (even though it was not detected for DRX). For the first time, the electro-optic coefficients could have been considered for PLT ceramics. The results had shown the importance of thermal treatment after-hot pressing and the concentration of Lanthanum metal in the obtaining of the transparent ceramic bodies with structural, microstructural, electric and optic properties adjusted for the technological applications. / O sistema ferroelétrico titanato de chumbo modificado com lantânio (ou PLT) encontra-se entre os mais conhecidos com estrutura perovskita. Sabe-se, também, por um único trabalho na literatura, que corpos cerâmicos de PLT em composições especificas e preparados adequadamente podem apresentar transparência. Contudo uma análise quantitativa, ou mesmo qualitativa de suas características eletro-ópticas ainda não foi realizada. Por isso, neste trabalho propôs-se a preparação de cerâmicas de PLT para a caracterização e análise da influencia da concentração de lantânio e das condições de processamento em suas propriedades estruturais, microestruturais, dielétricas, ferroelétricas, ópticas e eletro-ópticas. Este trabalho utilizou o processo de síntese por reação de estado sólido na obtenção de pós cerâmicos do sistema ferroelétrico de titanato de chumbo modificado com lantânio, utilizando a fórmula nominal (Pb1-xLax)TiO3, com 0,18 _ x _ 0,23. Corpos cerâmicos foram densificados pela técnica de prensagem uniaxial a quente, tratamentos térmicos, em forno convencional em atmosfera de O2 e PbO, foram utilizados para melhora do grau de transmitância das amostras. Com a análise por difração de raios X observou-se a formação de fase perovskita com simetria tetragonal como majoritária, nos pós com pouca variação do fator de tetragonalidade em função da concentração de lantânio. Para as cerâmicas densificadas, encontrou-se a fase perovskita com simetria tetragonal e uma diminuição acentuada do fator de tetragonalidade com o aumento da concentração de lantânio. O tamanho médio de grão dos corpos cerâmicos aumentou linearmente com a concentração de lantânio, apresentando dependência distinta para cada composição em relação ao tempo de tratamento térmico. As propriedades dielétricas e ferroelétricas foram fortemente afetadas pela alta condutividade apresentada pelos corpos cerâmicos densificados com menos de 20h de tratamento térmico. Tal condutividade, assim como a opacidade e a cor avermelhada observada nas amostras, foi associada à presença da fase de PbO em forma amorfa nos contornos de grão. Contudo altos valores de transmitância na região do visível e infravermelho próximo e menores perdas dielétricas em baixas freqüências puderam ser observadas em amostras com tratamento térmico de 20h, dependendo da concentração de lantânio. Para x=0,23, a mais alta concentração de La analisada, os corpos cerâmicos tratados termicamente apresentaram uma redução na transmitância provavelmente devido ao efeito de espalhamento de luz de fases ricas em lantânio precipitado nos contornos de grão (embora não detectadas por difração de raios X). Pela primeira vez, os coeficientes eletro-ópticos de cerâmicas de PLT puderam ser estimados. Os resultados obtidos mostraram a importância de tratamento térmico pós-prensagem a quente e da concentração de lantânio na obtenção corpos cerâmicos de PLT transparentes com propriedades estruturais, microestruturais, elétricas e ópticas adequadas a aplicações tecnológicas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-31Bitstream added on 2014-06-13T19:08:04Z : No. of bitstreams: 1 pereira_fc_me_ilha.pdf: 2358565 bytes, checksum: 4d967db226fa8d0d0a3f5e5792731645 (MD5) / O grupo de estudos do Laboratório de Optoeletrônica (LOE) da FEIS-UNESP trabalha há vários anos na área de interferometria óptica. A expressão geral da transmissão (razão entre o retardo de fase e a tensão aplicada) de um modulador eletro-óptico de intensidades é idêntica à expressão do sinal fotodetectado na saída de um interferômetro de dois feixes. Em 2012, um novo método de detecção interferométrica de fase óptica foi desenvolvido no LOE, sendo denominado de método de segmentação do sinal amostrado (SSA). Este método é imune ao fenômeno de desvanecimento, é capaz de mensurar o valor da diferença de fase quase-estática entre os braços do interferômetro, consegue medir o tempo de atraso entre o estímulo e a resposta, é pouco sensível ao ruído eletrônico, apresenta excelente resolução, tem ampla faixa dinâmica, permite caracterizar dispositivos não-lineares e pode operar com uma grande variedade de sinais periódicos não-senoidais. Beneficiando-se dessas informações, promoveu-se uma adaptação do método SSA para fins de se implementar um sensor óptico de tensão (SOT) elevada, a base do efeito eletro-óptico linear em cristais de niobato de lítio. O trabalho desenvolvido nesta dissertação se insere nesta linha de pesquisa, porém, ao contrário de trabalhos pregressos realizados no LOE, onde o sinal fotodetectado era amostrado por um osciloscópio digital e processado em microcomputador, agora, empregam-se processadores digitais de sinais (DSPs) tanto para amostrar quanto processar o sinal. Operando-se com a placa eZdspF28335, de ponto-flutuante, foram executadas medições da forma de onda de sinais de alta tensão, em 60 Hz e com elevado conteúdo de harmônicas superiores. Desta forma, gráficos de linearidade (relação entre o retardo induzido versus tensão elétrica aplicada)... / The Optoelectronic Laboratory (OEL) research group has been working for many years in the optical interferometry field. The general expression for the transmission (phase shift and drive voltage ratio) of an electro optic amplitude modulator is identical to the photo-detected signal at the output of a two-beam interferometer. In 2012, a new interferometry method for optical phase detection was developed at OEL, named Sampled Piece-Wise Signal (SPWS) method. This method, which is immune to fading, is used to measure the value of the quasi-static optical phase difference between the arms of the interferometer. The method has small influence from to electronic noise, provides excellent resolution, has a wide dynamic range, and allows the characterization of non-linear devices. Furthermore, the SPWS method is used to measure the time delay between stimulus and response and may operate with a wide variety of non-sinusoidal periodic signals. In this work the SPWS method is adjusted aiming the high voltage measurement by using an optical voltage sensor (OVT) based on the linear electro-optic effect in lithium niobate crystals. Unlike previous studies realized at OEL, where the photo-detected signal was acquired by a digital oscilloscope and processed with a microcomputer, a digital signal processor (DSPs) is employed for both signal acquisition and processing. Measurements of high voltage signal waveforms, at 60 Hz and with higher harmonic content, were performed using the eZdspF28335 card, with floating-point operation. Thus, OVT linearity (induced phase shift versus drive voltage) and frequency response curves were obtained. The spectrum of the high voltage signal was calculated, and hence, parameters such as THD (Total Harmonic Distortion) and IHD (Individual Harmonic Distortion) could be determined. Two different OVT configurations were tested... (Complete abstract click electronic access below)