Устройство для бесконтактного измерения силы тока Советский патент 1988 года по МПК G01R15/24 G01R19/00 G01R13/40 

/

10

(Л

СдЭ СО

00

Изобретение (ггиоситея к улектрсл мери- телыюй технике и может быть использовано д. 1я измерения силы тока высоковольтных линии : лектропередач иостоян- HOi o и переменного напряжержй.

Це.ть изобретения повышение точности изме 1ений.

На чергеже показана структурная схема yciройства.

Уст)ойств() содержит измери1е;|ьную Фарадея I, расно.южениую в магнитном no.ie измсряем(го тока, коюран оптически связана через ({ азовращающую пластинку 2 из оптически активного вещества, поляризатор 3, первый световод 4 и смеситель 5 светов1 1х потоков с первым 6 и вторым 7 источниками света и через двух- лучевой анализатор 8, вто)ой 9 и третий 10 световоды с первым 11 и вторым 12 фо тонриемниками, а б.ток 13 обработки и управления нодк.лючен входами к фотоприемникам II и 12 и выходами к источникам 6 и 7 света.

YcTpoiicTBo рабсггает с.1едую1цим образом.

Блок 1.5 обработки и уп1 )авления поочередно с за;.аннои частотой подает ток в первый t) и второй 7 источники света, кот(орые генерируют световые потоки с близкими, но оглнчаюпшмися длинами волн. Эти потоки проходят смеситель 5 световых потоков. пе) световод 4 и юля- ризатор 3, после которог о становятся линейно поляризованными, и поступают на фа- зоврашаюшую п,тастнпку 2 из оптически активного ве нества. Так как угол поворота плоскостп поляризации в фазоврашающей пластинке зависит от длины волны света, а длины BO. iH обоих источников света близки, но не одинаковы, то азимут пол я риз а ИНН нроп1едн1его фазоврап1ающую пластинку 2 citeTa не остается постоянным, а изменяется синхронно с переключением источников 6 и 7 света. Далее свет проходит измерительную ячейку Фарадея I. где его азимут изменяется на угол, пропорциональный силе измеряемо1 о тока, и рас- П1епляется двухлучевым анализатором 8 на две взаимно ортогональные составляющие, которые но световода.м 9 и 10 поступают на фотоприемники 11 и 12, преобразующие их в электрические сигналы, пропорциональные интенсивностям составляющих.

Электрические сигналы обрабатываются блоком 13 обработки и управления, который индицирует значение силы измеряемого тока. Входные напряжения, поступающие в блок 13 обработки и управления от фотоприемников 11 и 12, связаны с измеряемым током соотнон1ениями

1.1,5 (DiS, cos-(0i + IV, -Ь Р + -f): L:,, (1) I 82 cos- (в, + IV, + (i - -|);

U,, (IbS, (1+6) cos-(B,+ IV, + p+l): II,., (I).,S,. (1+6) cos-(H.+ IVj + fi -),

где и, I, и,2 - напряжения на выходах первого и второго фотоцрием- ников при работе первого источника света; Ui, и же. при работе второго

источника света;

(|) I и Ф 2 - интенсивности первого и второго источников света; Si и S 2 - коэффициенты преобразования первого и второго фотоприемников при работе первого источника света; Ь -- коэффициент, учитывающий изменение коэффициентов преобразования фотоприемНИКОВ при работе второго источника света;

(-), в.) - углы поворота плоскости поляризации света в фазовра- щающей пластинке из оптически активного вещества при работе первого и второго

источников света;

V l, V - постоянные Верде материала измерительной ячейки Фарадея при работе первого и второго источников света; J - из.меряемый ток;

Р±|

- угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора.

Установим угол р равным р -(Q, -0i)/2. обозначим в,+Д)А и приведем уравнения к виду

35

U,,U22 и, .и 2,

l-sin2(IVi +А)| l+sm2(IV2-А)1

l+sin2(IV, + A)| l-sm2(IV2-Д)

Это уравнение имеет одно неизвестное 1. остал; мые величины V l V2, Д 40 определяются экспериментально. Уравнение рещается в устройстве с помощью блока обработки и управления.

Таким образом, предложенное устройство для бесконтактного измерения силы тока позволяет устранить паразитную амплитудную модуляцию выходных сигналов фотоприемников, б.лагодаря чему повыщается точность измерения тока.

45

Формула изобретения

50

Устройство для бесконтактного измерения силы тока, содержащее два источника света, первый световод, оптически связанный через поляризатор, измерительную ячейку Фарадея с двухлучевым анализатором и 55 далее через второй и третий световоды с двумя фотоприемниками, электрические выходы которых подключены к входам блока обработки и управления, выходы кото3 13978404

рого соединены с: соответствующими лсточ-оптически связаны через смесите. 1ь свето- никами света, отличающееся тем, что, свых потоков с первым световодом, а фа- целью повыи ения точности измерений, в негозовраи1ак)1цая п,1астина из оптически ак введены смеситель световых потоков и фа-тинного венн ства , 1ожена между ны- зовращающая пластинка из оптически ак-5 ходом Г10, 1яризатора и входом измериге,1ьнои тивного BeniecTBa, причем источники светаячейки Фарадея.

Изобретение может быть использовано для измерения силы тока высоковольтны.х линий электропередач постоянного и переменного напряжений. Устройство для бесконтактного измерения силы тока содержит источник 6, 7 света, световоды 4, 9, 10, поляризатор 3, измерительную ячейку I Фа- радея, расположенпую в .магнитном поле измеряемого тока, двухлучевой анализатор 8, фотоприемники II, 12, блок 13 обработки и управления, смеситель 5 световых потоков и фазовращающую пластинку 2 из оптически активного вещества, размеп1.епную между выходом поляризатора 3 и входом измерительной ячейки I Фарадея. Устройстно и.меет повышенную точность измерения тока за счет устранения паразитной амплитудной модуляции выходных сигналов фотонрием- ников. I ил.