Магнитооптический способ измерения силы тока и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R13/40 

TpjibHciro световых потоков. В устройство д.пя измерения силы тока, содержall ee ячейку Фарадея 1 , поляризатор 2, двухлучевую поляризационную при: му 8, световоды 9, 10 с двумя фотоприемниками 11, 12, световоды 4, 5 с источниками 6, 7 света, смеситель 3 световых потоков, блок 17 суммирования, источник 21 питания, регистрирующий прибор 16, блок 13 вычисления, селективный усилитель 14, синхронный детектор 15, для достижения цели введены селективный усилитель 18, синхронный детектор 19у регулируемый источник 20 питания, ключи 21, 23. 2 с.п.ф-лы. 1 ил,

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может J быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий электропередач постоянного и переменного напряжений. Целью изобретения является повышение точности измерения; Предложенный способ заключается в следу-клцем. Через ячейку Фарадея (ЯФ) пропускают линейно поляризованный (ЛП) световой поток заданной длины волны и измеряют угол поворота плоскости поляризации прошедшего потока. Для достижения поставленной цели через ЯФ пропускают дополнительный ЛИ световой поток с ДО1ИНОЙ волны, отличной от основного. Измеряют разность угс S лов вращения плоскостей поляризации (Л основного и дополнительного потоков. Силу тока определяют как отношение измеренной разности углов к разности постоянных Верде рабочего тела ЯФ для длин волн основного и дополни

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения силы тока высоковольных линий электропередач постоянного и переменного напряжений.

,. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности, обусловленной дрейфом выходного сигнала из-за взаимного смещения плоскостей пропускания поляризационных приборов, вследствие изменений температуры окружающей среды и старения элементов конструкции измерителя тока при его длительной эксплуатации.

Магнитооптический способ измерения силы тока, использующий пропускание через ячейку Фарадея линейно поляризованного светового потока заданной длины волны и измерение угла поворота плоскости поляризации прошедшего потока, заключается в том, что через ячейку Фарадея пропускают Jioполнительный линейно поляризованный световой поток с длиной волны, отличной от основного, измеряют разность углов вращения плоскостей поляризации основного и дополнительного потоков, а силу тока определяют как отношение измеренной разности углов к разности постоянньгх Верде рабочего тела ячейки Фарадея для длин волн основного и дополнительного световых потоков.

На чертеже схематически изображено магнитооптическое устройство для осуществления предлагаемого способа

Устройство содержит расположенную в магнитном поле измеряемого тока ячейку Фарадея 1, оптически связанную через поляризатор 2, смеситель

3световых потоков, два световода

А и 5 с первым 6 и вторым 7 источниками света, а через двухлучевую поляризационную призму 8 и два световода 9 и 10 - с двумя фотоприемниками 11 и 12. Подключенный к выходам фото- приемников 11 и 12 блок 13 вычитания через первый селективный усилитель 14 и первый синхронный детектор 15

присоединен к регистрирующему прибору 16. Подключенный к выходам фотоприемников 11 и 12 блок 17 суммирования через второй селективный усилитель 18, второй синхронный детектор

19, регулируемый источник 20 питания и первый ключ 21 присоединен к первому источнику 6 света, а источник 22 питания через второй ключ 23 подключен к второму источнику 7 света.

Опорный вход первого синхронного детектора 15 и управляющий вход первого ключа 21 соединены с первым выходом генератора 24, а опорный вход второго синхронного детектора 19 и

управляющий вход второго ключа 23 соединены с вторым входом генератора 24.

Предлагаемый способ ocyD ecтвляeтся следующим образом.

Генератор 24 вьфабатывает два прямоугольных напряжения с частотой Л, сдвинутых по фазе на 1ЙОТ., которыми управляют первый 21 и второй (23 ключи. Ютючи поочередно включают первый 6 и второй 7 источники света, подавая на них напряжение от регулируемого источника 20 питания и источника 22 питания. Источники 6 и 7 света генерируют световые потоки разной длины волны, которые через световоды

4и 5 и смеситель 3 световых потоков поочередно поступают на вход поляризатора 2. После поляризатора 2 но иоляризованргьм световой поток с изменяющейся длиной волны проходит ячейку Фарадея ; после которой его азимут поляризации изменяется на угол, пропорциональный величине измеряемого тока и постоянной Верде рабочего тела ячейки Фарадея для дл ны волны распространяющегося потока Таким образом, изменения азимута поляризации для световых потоков с разной длиной волны оказываются различными. После двухлучевой поляризационной призмы 8, которая преобразует изменения азимута поляризации в изменении интенсивности и расщепляет поток на две взаимно ортогональ ные составляющие, световые потоки через световод: 9 и 10 поступают на фотоприемники 11 и 12, где преобразуются в электрические сигналы. Блок 17 суммирования формирует сумму этих сигналов, при этом, если коэффициенты передачи всей оптической схемы устройства с учетом спектральной чув ствительности фотоприемников для дли волн, генерируемых источниками света не равны между собой, то на выходе блока 17 суммирования возникает пере мещенная составляющая напряжения с частотой Л , которая усиливается вторым селективным усилителем 18, де тектируется синхронным детектором 19 и управляет регулируемым источником 20 питания таким образом, чтобы эта составляющая стремилась к нулю. На выходе блока 13 вычитания формируется переменное напряжение с частотой П , величина которого пропорциональна разности углов вращения плоскости поляризации в ячейке Фарадея 1 для длин волн первого 6 и второго 7 источников света. Это н.апряжение усиливается первым селективным усилителем 14, детектируется первым синхронным детектором 15 и поступает на регистрирующий прибор 16. Если азимут поляризационньгх приборов изменяется на некоторый угол, то .это не приводит к изменению сигнала :на выходе блока вычитания, так как напряжение на его выходе пропорционально разности углов вращения плоскостей поляризации и не зависит от положения азимута плоскости гголяризации падающего на.ячейку Фарадея света. 92 () р ( т 1. Магнитооптический способ измерения силы тока, заключающийся в том, что через ячейку Фарадея пропускают линейно поляризованный световой поток заданной длины волны и измеряют угол поворота плоскости поляризации прошедшего потока, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности, через ячейку Фарадея пропускают дополнительный линейно поляризованный световой поток с длиной волны, отличной.от основного, измеряют разность углов вращения плоскостей поляризации основного и дополнительного потоков, а силу тока определяют как отношение измеренной разности углов к рг зности постоянных Верде рабочего тела ячейки Фарадея для длин волн основного и дополнительного световых потоков. 2. Магнитооптическое устройство для измерения силы тока, содержащее ячейку Фарадея, оптически связанную с выходом поляризатора и через двухлучевую поляризационную призму и два световодас двумя фотоприемниками, два источника света с двумя световодами, смеситель световых потоков, блок суммирования, источник питания, регистрирующий прибор и последовательно соединенные блок вычитания, селективный усилитель и синхронный детектор, опорный вход которого подключен к выходу генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым селективным усилителем, вторым синхронным детектором, регулируюпщм источником питания и двумя ключами, при этом источники света выполнены с различными длинами излучаемых : волн и оптически связаны через два световода и смеситель световых потоков с входом поляризатора, выходы фотоприемников подключены к входам блока вычитания и входам блока суммирования, выход блока суммирования через второй селективный усилитель, второй синхронный детектор, опорный вход которого подключен к второму выходу генератора, регулируемый источник питания, через первый ключ соединен с первым источником света, источник питания через второй ключ с вторым источником света, управляцие входа ключей подключены к вьгхоS12623926

дам генератора, выход первого син- го синхронного детектора - с втЬрым кронного детектора соединен с реги- входом регулируемого источника питастрирующим прибором, а выход второ- кия.