Оптико-электронное устройство для измерения импульсного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R13/40 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технике высоких напряжений для дистанционного измерения переменного и импульсного напряжения или тока в электрических цепях, находящихся под высоким потенциалом относительно земли.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже приведена структурная схема измерительного устройства.

Выходы измерительного преобразователя 1 и калибровочного генератора

2через первый суммирующий усилитель

3соединены с первым источником 4 излучения и через первый дифференциальный усилитель 5 с вторым источником 6 излучения. Первый источник

4излучения через оптический канал 7 связан с первым фотоприемником 8, подключенным к первому усилителю 9 фототока. Второй источник 6 излучения через оптический канал 10 связан с вторым фотоприемником II, подключенным к второму усилителю 12 фототока. Выходы усилителей фототока 9

и 12 подключены к входам второго сум- -мирующего усилителя 13 и входам второго дифференциального усилителя 14. Выход второго суммирунядего усилителя 13 соединен с регистратором 15 и через селективный усилитель 16 и синх- ронньгй детектор 17 - с управляющим входом первого усилителя 9 фототока. Выход второго дифференциального усилителя 1А соединен с опорным входом синхронного детектора 17 и через вьт- рямитель 18 и усилитель 19 сигнала ошибки, второй вход которого подключен к источнику 20 опорного напряжения, соединен с управляющим входом- второго усилителя фототока.

Измерительное устройство работает следукщим образом.

Выходные напряжения измерительного преобразователя 1 и калибровочного генератора 2 через первый РУЮ11Р1Й усилитель 3 управляют первым источником 4 излучения, генерирующим поток, переменная составляющая интенсивности которого изменяется пропорционально сумме измеряемого и калибровочного напряжений. Эти же напряжения через первый дифференциальный усилитель 5 управляют вторым источником 6 излучения, переменная составляющая интенсивности которого изме

5

0

5

0

5

0

45

50

55

няется пропорционально разности измеряемого и калибровочного напряжений. Разностшзй и суммарный потоки излучения через первый 7 и второй 10 оптические каналы поступают на первый 8 и второй 11 фотоприемники, которые преобразуют их в электрические сигналы, усиливаемые первым 9 и вторым 12 усилителями фототока. Выходные напряжения усилителей 9 и 12 фототока поступают на входы второго суммирующего усилителя 13. Если коэффициенты преобразования источников 4 и 6 излучения, коэффициенты затухания оптических каналов 7 и 10, коэффициенты преобразования фотоприемников 8 и 11 и коэффициенты усилителей 9 и 12 фототока равны между собой, то на выходе второго суммирующего усилителя 13 вырабатывается напряжение, пропорциональное измеряемому. Если равенство не соблюдается, то в выходном напряжении второго суммирукяцего усилителя 13 появляется гармоника с частотой калибровочного напряжения, которая усиливается селективным усилителем 16, детектируется синхронным детектором 17 и изменяет коэффициент усиления первого усилителя фототока 9 так, чтобы амплитуда гармоники стремилась к 1гулю.. Таким образом выравниваются коэффициенты передачи суммарного и разностного каналов.

Кроме этого, выходные напряжения усилителей 9 и 12 фототока поступают на входы второго дифференциального усилителя 14, который вьфабатывает напряжение, пропорциональное калибровочному. Это напряжение выпрямляется выпрямителем 18 и сравнивается усили- телсем 19 сигнала ошибки с опорным, вырабатываемым источником 20 опорного напряжения. Вьпсодное напряжение усилителя 19 сигнала ошибки управляет вторым усилителем 12 фототока так, чтобы амплитуда напряжения, пропорционального калибровочному, на выходе второго дифференциального усилителя 14 была равна опорному напряжению. Таким образом осуществляется стабилизация коэффициента передачи суммарного и разностного каналов. Выходное напряжение второго дифференциального усилителя 14 используется также в качестве опорного для синхронного детектора 17, а выходное напряжение второго суммирующего усилителя 13, пропорциональное (с известным крэффи-

циентом пропорциональности) измеряемому, поступает на регистратор.

Таким образом, в отличие от известного устройства в предлагаемом осуществляется постоянная его калибровка без необходимости прерывания процесса измерения, в результате чего повьшается точность и производительность измерений.

Формула изобретения

Оптико-электронное устройство для измерения импульсного тока, содержащее измерительный преобразователь, калибровочный генератор, два источника излучения, связанные через два оптических канала с двумя фотоприемниками, два усилителя фототока, подключенные к фотоприемникам, и регистратор, отличающееся тем, что с целью повьщгения точности, оно снабжено двумя суммирующими усилителями, двумя дифференциальными усилителями, селективным усилителем, синСоставитель А.Цьшляков Редактор А.Козориз Техред В.Кадар

Заказ 3102/39 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государствеикого комитета СССР

по дел ам изобретеиий и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое хфедприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

хронным детектором, выпрямителем, усилителем сигнала ошибки и источни-- ком опорного напряжения, при этом выходы измерительного преобразователя и калибровочного генератора соединены через первый суммирующий усилитель с первым источииком излучения и через первый дифференциальный усилитель с вторым источником излучения, выходы усилителей фототока подключены к входам второго суммирующего усилителя и входам второго дифференциального усилителя, выход второго суммирующего усилителя соединен с регистратором и через селективный усилитель и синхронный детектор с управляющим входом первого усилителя фототока, а выход второго дифференциального усилителя соединен с опорным входом синхронного детектора и через вьтрямитель и усилитель сигнала ошибки, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, соединен с управляющим входом второго усилителя фототока.

Корректор А.Ильин

Изобретение может быть использовано в технике высоких напряжений для дистанционного измерения переменного и импульсного напряжения или тока. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство содержит измерительный преобразователь 1, калибровочный генератор 2, источники 4 и 6 излучения, оптические каналы 7 и 10, фотоприемники 8 и П, усилители 9 и 12 фототока, регистратор (5 и синхронный детектор 17. Введение суммирующих усилителей 3 и 13, дифференциальных усилителей 5 и 14, селективного усилителя 16, вьшрямителя 8, усилителя 19 сигнала ошибки и источника 20 опорного напряжения позволяет осуществлять постоянную калибровку измерительного устройства. 1 ил. i CLC to ел со а