Магнитооптический преобразователь переменного и импульсного токов Советский патент 1987 года по МПК G01R15/24 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к магнитооптическим преобразователям, основанным на эффекте Фарадея, и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных лини электропередач и для проверки измерительных трансформаторов тока на энергетических объектах.

Цель изобретения - повыше1ше точности преобразования переменных и импульсных токов.

На чертеже приведена структурная схема магнитооптического преобразователя.

Ячейка Фарадея 1, расположенная в магнитном поле измеряемого тока, оптически связана через поляризатор 2 и первый световод 3 с источником 4 света и через двухлучевой анализатор 5 и второй 6 и третий 7 световоды с первым 8 и вторым 9 фотоприемнками, выходы которых присоединены к входам первого 10 и второго 11 усилтелей фототока, а их выходы подключны к входам блока 12 суммирования и блока 13 вычитания и через первый 14 и второй 15 фильтры нижних часто к входам первого 16 и второго 17 диференциальных усилителей. Вторые вхды последних соединены с источником 18 опорного напряжения, а вгзгходы - с управляющим входом соответствующи усилителей фототока 10 и 11. Выход блока 13 вычитания является выходом магнитооптического преобразователя, а выход блока 12 суммирования через фильтр 19.верхних частот и управляемый источник 20 тока подключен к входу источника 4 света.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от источника 4 проходит первый световод 3, поляризатор 2 и поступает в ячейку Фарадея 1. Азимут поляризации прошедшег ячейку Фарадея 1 света изменяет на угол, пропорциональный величине измеряемого тока. После двухлучевого анализатора 5 световой поток расщепляется на две составляющие с ортогональной поляризацией, интенсивности которых модулированы по закону изменения тока, но имеющие противоположные фазы. Эти потоки по второму 6 итретьему 7 световодам поступают на первый В и второй 9 фотоприемники, которые преобразуют их в элек

0

5

5

0

5

0

5

0

5

трические сигналы, подают на входы первого 10 и второго 11 усилителей фототока. Первый 14 и второй 15 фильтры нижних частот выделяют из выходных напряжений усилителей 10 и 11 фототока постоянные составляющие, а первый 16 и второй 17 дифференциальные усилители сравнивают эти составляющие с опорным напряжением источника 18 и управляют усилителями фототока 10 и 11 таким образом, чтобы эти постоянные составляющие были равны опорному напряжению. Выходные напряжения усилителей 10 и 11 фототока поступают на блок 13 вычитания, который вырабатывает на своем выходе переменное напряжение, равное удвоенной переменной составляющей выходных напряжений усилителей 10 и 1I фототока. Это напряжение пропорционально измеряемому току. Выходные напряжения усилителей 10 и 11 фототока также поступают на блок 12 суммирования, который вырабатывает на своем выходе постоянное напряжение, равное по величине удвоенной постоянной составляющей выходных напряжений усилителей 10 и 11 фототока. Если при измерении магнитооптическим преобразователем возникают вибрации первого световода 3, происходит флуктуация азимута поляризации частично поляризованного светового потока на выходе этого световода. После поляризатора 2 флуктуации азимута превращаются в флуктуации интенсивности, из- за которых происходит модуляция выходных напряжений усилителей 10 и 11 фототока. Система регулирования коэффициентов передачи усилителей 10 и 11 фототока эту модуляцию не отрабатывает, так как частотный спектр модуляции так же как и измеряемого тока расположен значительно вьше частоты среза фильтров 14 и 15 нижних частот. Модуляция выходных напряжений обоих усилителей 10 и 11 фототока происходит в одной и той же фазе, благодаря этому на выходе блока 12 суммирования возникае,т переменная составляющая, пропорциональная флуктуациям интенсивности светового потока на входе ячейки Фарадея. Эта переменная составляющая вьщеля- ется фильтром 19 верхних частот, воздействуя 1на регулируемый источник 20 тока, изменяет интенсивность источника 4 света таким образом, чтобы интенсивность светового потока, падающего на ячейку Фарадея, оставалась постоянной.

В результате этого исключается влияние вибраций энергетических объектов на точность измерения магнитооптическим преобразователем.

Формула изобретения

Магнитооптический преобразователь переменного и импульсного токов, содержащий ячейку Фарадея, расположен- ную в магнитном поле измеряемого тока, оптически связанную через поляризатор, и первый световод с источником света, а также через двухлучевой анализатор, второй и третий светово- дь1 с первым и вторым фотоприемниками к выходу которого подключены первый и второй усилители фототока, управРедактор Н.Рогулич

Составитель В.Степанкин

Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 4215/34

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

3

ляющие входы которых через первый и второй дифференциальные усилители соединены с выходами первого и второго фильтров нижних частот, выходы усилителей фототока соединены с входами блоков суммирования и вычитания, второй вход первого дифференциального усилителя подключен к источнику опорного напряжения, отличаю-

ния.точности преобразования, в него дополнительно введены фильтр верхних частот и регулируемый источник тока, при этом входы первого и второго фильтров подключены к выходам соответствующих усилителей фототока, источник опорного напряжения соединен с вторым входом второго дифференциального усилителя, а выход блока суммирования через фильтр верхних частот и регулируемый источник тока соединен с входом источника света.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий электропередач и для проверки измерительных трансформаторов тока на энергетических объектах. Устройство использует эффект Фарадея и содержит ячейку 1 Фарадея, которая оптически связана через поляризатор 2 и первый световод 3 с источником света 4 и через двухлучевой анализатор 5 и световоды 6 и 7 - с фотоприемниками 8 и 9. Устройство также содержит усилители 10 и 1 фототока, блоки суммирования 12 и вычитания 13, фильтры 14 и 15 ршжних частот, дифференциальные усилители 16 и 17, источник 18 опорного напряжения, фильтр 19 верхних частот и управляемь й источник 20 тока. Изобретение позволяет исключить влияние вибраций энергетических объектов на точность измерений, выполняемых магнитооптическим преобразователем, что обеспечивает повышение точности преобразования.il ил. Л Низкий патенци.ал : СА: х . ел 00