Способ измерения высокого напряжения Советский патент 1988 года по МПК G01R15/24 G01R19/00 

СО 00 О5 Г

Изобретение относится к способам измерений высокого напряжения и может быть использовано при создании средств измерений высокого напряжения.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет устранения влияния искажений в распределении электрического поля, вызванных наличием объемных зарядов.

На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ.

Устройство содержит источник 1 излучения, поляризатор и анализатор 2, электрооптическую ячейку 3, заполненную электрооптической средой, пространство между электродами которой заполнено веществом, обладающим поперечным электрооптическим эффектом, отражательные элементы 4, разворачивающие луч и изменяющие состояние поляризации луча на фиксированную величину, не зависящую от состояния падающего луча; фазовую пластину 5, фотоприемник 6 и регистрирующее устройство 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Луч от источника 1, приобретая необходимую ориентацию плоскости поляризации в поляризаторе 2, поступает на вход электрооптической ячейки 3. Отражаясь элементами 4, луч многократно проходит через оптически активную зону ячейки, при этом фазовый сдвиг, приобретаемый лучом в электрическом поле, увеличивается от прохождения к прохождению. Пройдя через фазовую пластину 5, которая компенсирует фазовые сдвиги, возникшие в элементах 4, луч попадает на анализатор 2, где фазовую модуляцию луча преобразуют в амплитудную модуляцию. Интенсивность выщедщего из анализатора 2 света преобразуют фотоприемником 6 в электрический сигнал и регистрируют и измеряют устройством 7.

Фазовый сдвиг между «обыкновенной и «необыкновенной составляющими оптического луча в идеально однородной ячейке под действием приложенного напряжения может быть определен в случае линейного электрооптического эффекта по формуле

K1F,(1)

где К-коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств рабочего вещества преобразователя; I - расстояние, пройденное лучом в рабочей зоне ячейки;

Е - напряженность электрического поля в ячейке.

Если в рабочей зоне ячейки имеет место неоднородность поля, то

(E-f uEi),(2)

U4

где Е - средняя напряженность поля, равная U/d (d - расстояние между электродами ячейки; U - прило- женное напряжение);

f - длина i-ro отрезка пути луча; л Е - отклонение напряженности поля на

i-M отрезке от среднего значения; N - число отрезков.

г Очевидно, что при л Ei (соотношение, которое в большинстве случаев выполняется достаточно хорощо) при увеличении N

N

.

ч

0

При этом (2) приобретает вид

Y КЕ Z It, i-

25

т.е. влияние неоднородности устраняется.

0

Формула изобретения

Способ измерения высокого напряжения, заключающийся в том, что световой луч поляризуют, пропускают сквозь электрооптическую среду, обладающую поперечным электрооптическим эффектом, к которой прикладывают измеряемое напряжение, анализируют выходное излучение и измеряют его

5 интенсивность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет устранения влияния искажений в распределении электрического поля, вызванных наличием объемных зарядов, световой луч пропускают сквозь жидкую и электрооптическую среду по траектории, представляющей собой множество отрезков прямой линии, равномерно отстоящих друг от друга в поперечном сечении, ортогональном направлению электрического поля, создавае5 мого измеряемым напряжением в жидкой электрооптической среде, при этом в каждом отрезке поляризуют световой луч так, чтобы действие электрического поля измеряемого напряжения на поляризацию луча было суммарным.

0

Изобретение может быть использовано при создании средств измерения высокого напряжения (ВН). Цель изобретения - повышение точности измерений за счет сведения к минимуму влияния искажений в распределении электрического поля, вызванных наличием объемных зарядов в электрооптических средствах измерений ВН. Поставленная цель достигается многократным пропусканием линейно поляризованного светового луча через оптически прозрачную зону (ОПЗ) так, чтобы эффект изменения состояния поляризации луча под действием измеряемого ВН был суммарным. Причем путь луча организован так, чтобы в ОПЗ он представлял собой множество отрезков прямой линии, равномерно распределенных в плоскости, пересекающей ОПЗ вдоль направления поля, создаваемого измеряемым ВН. При такой организации пути луча состояние его поляризации на выходе из ОПЗ зависит от интеграла напряженности поля, т.е. от из.меряемого ВН, благодаря чему устраняется погрешность измерения ВН, вызванная искажениями в распределении напряженности поля. 1 ил.