目前众多工业、军事以及民用领域都对高压直流电有着广泛的应用需求。传统的直流高压测量方法,如高阻分压器、静电电压表等,都存在精度不高、可靠性低、操作复杂等缺点,无法满足对测量精度和响应速度的需求。鉴于此,本课题拟研究电压等级为6k V,体积小、重量轻、使用方便、能够以较高的精度和响应速度对高压直流电压进行测量的新型光学电压传感技术,为直流高压测量技术在工业和军事领域的应用提供新思路和新方法。主要工作内容如下。首先,从理论上明确压电陶瓷的逆压电效应响应特性以及光纤光栅的传感特性,构建了传感单元的基本模型;利用参考光栅法解决光栅温度和应变的交叉敏感性,阐述了基于光纤光栅的直流电压传感技术的基本原理及设计方案。其次,对比分析不同压电陶瓷的材料、结构尺寸及加压方式对灵敏度的影响规律,优化了实验方案;基于耦合模理论对光栅光谱特性进行仿真分析,研究了施加轴向预应力和剥离涂覆层对光纤光栅传感特性的影响;设计传感单元封装结构来规避压电位移的损耗,并对该结构实际应用效果进行了验证。然后,在低电压环境中对传感器进行基本传感特性测试。设计了温度特性检测方案,分析了参考光栅温度补偿方法的可行性和具体效果。最后,在高电压环境中进一步研究传感器的传感性能及测量性能。对传感器的重复性、稳定性和误差进行了分析。研究结果表明,本文设计的传感器具有良好的线性度及重复性,可以实现直流高电压的快速准确测量。