电压信号与系统整体运行状态密切相关,电压信号的传感技术是电网安全稳定运行及电力系统实现电网智能化的关键技术之一。与传统电压互感器相比,基于压电材料和光学传感技术的电压传感器具有体积小、成本低、可靠性高等优势,但其存在测量频带窄的不足。因此,研究提升逆压电-光栅电压传感器频率响应特性的方法,能够拓展其电压测量频带、充分发挥光纤传感技术的优势,对推动电网智能化、数字化进程具有重要意义。本文针对现有逆压电-光栅电压传感器测量频带窄且无法测量冲击电压等高频暂态信号的局限性,提出逆压电-光栅电压传感器频率响应的提升方法。制作电压传感器并搭建电压传感器特性试验平台,测试传感器的基本工作性能,通过分析影响传感器整体性能的因素提出相应的改进措施。论文主要开展了以下工作:（1）详细阐述了逆压电-光栅电压传感器的基本原理,从压电模块对传感器频率特性的影响机理出发,提出了逆压电-光栅电压传感器频率响应提升的方法。在COMSOL中搭建三维有限元仿真模型,设计了压电模块结构,并通过介电频谱测试获取了压电模块尺寸参数。（2）制备选取了主要传感器件,研制出具有宽频响应的逆压电-光栅电压传感器。搭建了电压传感器特性试验平台,对电压传感器的传感性能进行测试。试验结果表明,传感器能够对0.25 k V-4 k V内的电压信号进行准确测量,对工频和1k Hz的三种典型波形、50 Hz-50 k Hz的正弦波形、μs级高频暂态冲击电压均能准确响应,在50 Hz-20 k Hz内频率响应特性稳定,-10℃-60℃范围内传感特性良好。（3）通过有限元仿真计算和传感特性试验分别研究了压电模块尺寸参数、待测电压施加方式、压电模块PZT堆叠片数对传感特性的影响规律。通过分析仿真及试验的结果,提出了针对以上三个因素的传感器性能改进方案。本文提出的逆压电-光栅电压传感器频率响应提升方法旨在拓展电压传感技术,为实现电压信号的宽频测量、丰富电压传感体系提供新的思路,对于促进基于压电材料和光学传感技术的电压传感器在实际电网中的应用具有重要的理论意义和应用价值。