Магнитооптическое устройство для измерения силы тока Советский патент 1987 года по МПК G01R13/40 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть испо;1ьзовано для кзмерения силы тока высоковольтных линий электропередач постоянного и переменного напряжений.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение динамического диапазона измеряемых токов.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит смеситель 1 световых потоков, первый вход которого через первый поляризатор 2 и первый световод 3 оптически связан с первым источником 4 света, второй вход через второй поляризатор 5 и второй световод 6 - с вторым источником 7 света, а выход через ячейку 8 Фарадея, двухлучевой анализатор 9, третий 10 и четвертый 11 световоды - с первы.м 12 и вторым 13 фотоприемниками. Выходы фотоприемников 12 и 13 подключены к входам блока 14 суммирования к блока 15 вычитания. Выход блока 14 сум.мнрогзан 1я через первый синхронный детектор 16 соединен с первым входом дифференциального усилителя 17 и через второй синхронный детектор 18 - с вторым входом дифференциального усилителя 17, выход которого подключен к управляющему входу управляемого аттенюатора 19. Выход блока 15 вычитания присоединен к первому входу фазометра 20, а выход генератора 21 - к второму входу фазометра 20, к опорно.му входу первого синхронного детектора 16, через управляемый аттенюатор 19 - к второ.му источнику 7 света и через фазовращатель 22 - к первому источнику 4 света и опорному входу второго синхронного детектора 18.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 21 вырабатывает синусоида.чь- ное напряжение заданной частоты, которое через управляемый аттенюатор 19 и фазовращатель 22, сдвигающий фазу напряжения на 90°, модулирует интенсивности световых потоков источников 4 и 7 света. В результате этого источники 4 и 7 света Biiipa- батывают световые потоки, интенсивности которых меняются по синусоидально.му и ко- синусоидальному законам. Эти световые потоки по световодам 3 и 6 поступают на поляризаторы 2 и 5, плоскости пропускания которых повернуты друг относительно друга на 45°. После поляризаторов 2 и 5 световые потоки через смеситель 1 световых потоков поступают в ячейку 4 Фарадея. Азимуты поляризации потоков после ячейки 8 Фарадея изменяются на угол, пропорциональный силе измеряемого тока. Далее потоки расщепляются двухлучевым анализатором 9 на две составляющие с взаимно перпендикулярными поляризациями и через световоды 10 и 11 поступают на фотоприемники 12 и 13, которые преобразуют их в

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

электрические сигналы. Выходные сигналы фотоприемников поступают на блок 14 сум- г ирования и блок 15 вычитания. Выходное напряжение блока 14 суммирования подается на первый 16 и второй 18 синхронные детекторы. Так как опорный сигнал первого синхронного детектора 16 поступает непосредственно от генератора 21, а опорный сиг- пал второго синхронного детектора 18 - через фазовращатель 22, то выходное на- нряжение первого синхронного детектора 16 оказывается пропорциональным переменной составляющей интенсивности второго источника 7 света, а выходное напряжение второго синхронного детектора 18 - пропорциональным переменной составляющей интенсивности первого источника 4 света. Диф- ()еренциальный усилитель 17 сравнивает выходные напряжения синхронных детекторов 16 и 18 и управляет через управляемый аттенюатор 19 интенсивностью второго источника 7 света таким образом, чтобы интенсивности переменных составляющих из- лучае.мых световых потоков обоих источников 4 и 7 света были бы равны между собой. ГЗыходное напряжение блока 15 вычитания поступает на фазометр 20, который определяет фазовый сдвиг этого напряжения относительно синусоидального напряжения, вырабатываемого генераторо.м 21. Этот фазовый сдвиг пропорционален силе измеряемого тока.

Формула изобретения

Магнитооптическое устройство для измерения силы тока, содержащее первый источник света, оптически связанный через первый световод с поляризатором, второй источник света, второй световод, ячейку Фарадея, расположенную в магнитном поле измеряемого тока, смеситель световых потоков, двухлучевой анализатор, оптически связанный через третий и четвертый световоды с первым и вторым фотоприемниками, к их выходам подсоединены блоки суммирования и вычитания, и синхронный детектор, опорный вход которого соединен с генератором, а выход - с первым входом дифференциального усилителя, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и расщире- ния динамического диапазона, устройство снабжено вторым поляризатором, вторым синхронны.м детектором, фазовращателем, управляемым аттенюатором и фазометром, при этом генератор выполнен синусоидальным, первый вход смесителя световых потоков оптически связан с выходом первого поляризатора, второй вход через второй поляризатор и второй световод - с вторым источником света, а выход через ячейку Фарадея - с входом двухлучевого анализатора, выход блока суммирования подключен к входу первого синхронного детектора и через второй синхронный детектор - к второму

1323967 34

входу дифференциального усилителя, выходключен к выходу дифференциального усилиблока вычитания подключен к первому вхо-теля, - с вторым источником света и через

ду фазометра, а генератор соединен с вто-фазовращатель - с опорным входом второрым входом фазометра, через управляемыйго синхронного детектора и первым источаттенюатор, управляющий вход которого под-ником света.

Магнитооптическое устройство для измерения силы тока содержит смеситель 1 световых потоков, поляризаторы 2, 5, световоды 3, 6, 10, 11, источники 4, 7 света, ячейку 8 Фарадея, двухлучевой анализатор 9, фотоприемники 12, 13, блоки 14, 15 суммирования и вычитания соответственно, синхронные детекторы 16, 18, дифференциальный усилитель 17, управляемый аттенюатор 19, фазометр 20, генератор 21, фазовращатель 22. Изобретение повышает точность измерений и расширяет динамический диапазон измеряемых токов. 1 ил. --Высокий потенциал Низкий. потенциал 03 :) со ) О) v|