Устройство для бесконтактного измерения силы тока Советский патент 1985 года по МПК G01R13/40 

1 .

Лзобретенне относится к электроизмерительной технике и предназначено для ис.пальзовггн11Я при измерениях постоянного или медленно меняющегося тока в установках высокого напр51 :сения.

Цель изобретения - повьппение точности измерения путем исключения погреипюсти от наличия и изменения двулучепреломления в первичной ячейке Фарадея.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для бесконтактного измерения силы тока.

Устройство содержит источник 1 пол51рр зованного ..света, азимутальный модулятор 2, компенсатор 3, первичную ячейку 4 Фарадея, компенсггтор 5, азимутальный модулятор 6, анализатор 7, фотодетектор 8, селективный усилитель 9, синхронный детектор 10 :усилитель 11 постоянного тока, шунт 12, сумматор 13, селективный усилитель 14, синхронный детектор 15, усилитель 16 постоянного тока, .цунт 17 и генераторы 18 и 19 модуляционного тока. Первичная ячейка 4 Фарадея распололсена на стороне высокого напряжения, остальные блоки -- на стороне низкого напряжения. В оптический тракт измерения входят последовательно установленные источник 1 поляризованного света, дополнительный азимутальньй модулятор 2, .дополнител.ьный компенсатор 3, первичная ячейка 4 Фарадея, основной компенсатор 5, основной азимутальный модулятор б, анализатор 7 и фотодетектор 8. Электрические входы азимутальных модуляторов 2 и 6 соединены с выходами соответственно генераторов 18 и 19 модуляционного тока. |0сновной контур (петлю) отрицательной обратной связи составляют последовательно соединенные селектив ный усилитель 14, вход которого подключен к выходу фотодетектора 8, синхрониьм детектор 15, управляющий вход которого подключен к вьжоду rcHepajopa 19 модуляционного тока усилитель 16 постоянного тока, компенсатор 5 и шунт 17, включенньп на .выходе компенсатора 5. Дополнительный контур (петлю) отрицательной обратной связи составляют последовательно соединенные селективный усилитель 9, вход которого подключен

U1 2

к выходу фотодетектора 8, синхронный ;.1,етектор 10, управляющий вход, которого подключен к выходу генератора 18 модуляционного тока, усилитель 11 постоянного тока, компенсатор 3 и шунт 12, включенный на выходе компенсатора 3. Выходы компенсаторов 3,5 соединены с входами сумматора 1 3.

Устройство.для бесконтактного измерения силы тока работает следующим образом.

Линейно-поляризованный свет от источника I с азимутом Ы отсчитанным от произвольно выбранного направления, всегда перпендикулярного к направлению распространения света, проходит через азимутальный модулятор 2. После модулятора 2

азимут линейнополяризованного света совершает гармонические колебания с частотой i; и угловой амплитудой о f относительно азимута о/ , Далее свет проходит компенсатор 3,

в котором происходит поворот плоскости. пол51ризации на угол с (. пропорциональный току компенсации .1

После прохож,дения света через первичь ую ячейку 4 Фарадея азимут поляризации изменяется на угол б пропорциональный измеряемому току I. Затем свет через компенсатор 5, где азимут плоскости поляризации изменяется на угол ср j пропорциональный току компенсации Г.. В

К Э

модуляторе 6 азимут плоскости поляризации света приобретает также гармонические колебания с частотой {.pj и амплитудой б , Далее свет

через анализатор 7 поступает на фоп

тодетектор 8, где падающий поток

излучения преобразуется в электрический сигнал.

При компенсационном способе измерения с помощью двух идентичных . петель отрицательной обратной связи первые гармоники потоков излучения исключаются в результате автоматического управления углом поворота плоскости поляризации в компенсаторах 3 и 5. Селективные усилители 9 и 14 совместно с синхропньЕ-ш детекторами 10 и 13 обеспечивают выделенир. и детектирован1 е составляюш.их потока излучения с соответствуюишми частотами модуляции 1, и .f,, , После детектирования постоянные напрялсения, пропорциональные амплиту- ;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СИПЫ ТОКА, содержащее на стороне высокого напряжения первичную ячейку Фарадея, а на стороне низкого напряжения источник поляризованного света и последовательно установленные азимутальный модулятор, электрический вход которого соединен с выходом генератора модуляционного тока, анатшзатор и фотодетектор, контур отрицательной обратной связи, включающий в себя последовательно соединенные селективный усилитель, вход которого подключен к выходу; фотодетектора, синхронный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора модуляционного тока, усилитель постоянного тока, компенсатор, установленный между оптическим выходом первичной ячейки Фарадея и оптическим входом азимутального мо- . дулятора, и шунт, включенный на выходе компенсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него на стороне низкого напряжения введены сумматор и дополнительные, аналоi гичные основным азимутальный модулятор, генератор модуляционного тока (О и контур отрицательной обратной связи, причем дополнительный азимуС тальный модулятор и компенсатор дополнительного контура отрицательной обратной связи установлены последовательно между источником поляризованного света и оптическим 00 входом первичной ячейкиФарадея, го электрический вход дополнительного азимутального модулятора подключен к выходу дополнительного генератора модуляционного тока, а выходы обоих компенсаторов соединены с входами сумматора.