Магнитооптический способ измерения силы тока Советский патент 1989 года по МПК G01R15/24 G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к магнитооптическим преобразователям, основанным на эффекте Фарадея, и может быть использовано для измерения силы тока в высоковольных энергетических установках.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых токов.

Формируют два пуска линейно-поляризованного оптического излучения и пропускают их соответственно через первую и вторую магнитооптические м среды с различной постоянной Верде, которые помещены в магнитное поле измеряемого тока. Измеряют синусы углов отклонения плоскостей поляризации пучков линейно-поляризованного оптического излучения, прошедших через первую и вторую магнитооптические среды. Вычисляют разность углов отклонения плоскостей поляризации пучков линейно-поляризованного оптичес- jKoro излучения и по этой разности определяют силу измеряемого тока.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Ячейки 1 и 2 Фарадея, рабочие тела которьрс выполнены из магнитооптических сред с )азличными постоянными Верде, помеи(ены в магнитное поле измеряемого тока. Входы ячеек 1 и 2 Фарадея оптически связаны через поляризаторы 3 - 6 и делитель 7 светового . потока с источником 8 излучения. Плоскости пропускания поляризаторов 3-6 установлены параллельно одна другой. Выходы ячеек 1 и .2 Фарадея оптически связаны через анализаторы 9 - 12 с фотоприемниками 13 - 16, которые подключены к входам вычислительного блока 17. Плоскости пропускания первого 9 и третьего 11 анализаторов установлены параллельно плоскостям пропускания поляризаторов 3 - 6, а плоскости пропускания второго 10 и четвертого 12 анализаторов установлены под углом 45 к плоскостям пропускания поляризаторов 3-6.

Устройство, реализующее магнитооптический способ измерения силы тока работает следующим образом.

Излучение источника 8 делится делителем 7 световых потоков на четыре части, преобразуется поляризаторами 3 - 6 в четыре линейно-поляризованных потока излучения, плоскости

5

0

5

0

5

0

5

0

5

поляризации которых установлены па-: раллельно одна другой, и поступают в ячейки 1 и 2 Фарадея. Плоскости поляризации потоков излучения, прошедших ячейки 1 и 2 Фарадея, поворачиваются на углы, пропорциональные силе измеряемого тока и постоянньм Верде рабочих тел ячеек 1 и 2 Фарадея. После анализаторов 9-12 повороты плоскостей поляризации преобразуются в изменения интенсивности потоков, которые преобразуются фотоприемниками 13 - 16 в электрические сигналы. Плоскости пропускания первого 9 и третьего 11 анализаторов установлены параллельно плоскостям пропускания поляризаторов,, а плоскости пропускания второго 10 и четвертого 12 анализаторов установлены под углом 45 к плоскости, пропускания поляризаторов, следовательно, выражения для напряжений на выходах первого 13 К, и третьего 15 Uj фотоприемников имеют вид

и, Ф,3, COS2IV, |Ф,8, (1+cos2IV,) k,(1+cos2IV);

Uj 1 ФзЗ cosz P}Sj ( H-cos2lVj )

k3(1+cos2lVj),

a на выходах второго 14 Uj и четвертого 16 U4 фотоприемников

и1 |ф232С08Ч1У,-|)| Рг8Л1+ - 1 +sin2IV, )k,j(1+sin2IV,);

(P4S4COs4.IV,- 1), (1 + +sin2IV,i)k4(1+sin2lVi) ,

где (P, , г, Pj, - интенсивности потоков, выходящих из поляризаторов 3 - 6; S,,84,8,84 - чувствительности фотоприемни-.о ков 13 - 16; V, и V - постоянные Верде

рабочих тел ячеек 1 и 2 Фарадея; I - сила измеряемого

тока;

k 9;S;/8 - коэффициент пропорциональности (i 1,2,3,4).

Вычислительный блок 17 обрабатывает выходные сигналы фотоприемников 13 - 16 по алгоритму

N

Д),

Usb.2(v:iv:)(- -t- ).-

где N - коэффициент пропорциональности вычислительного блока 17. Из выражений для U, jUj,, jU следует, что выxoднdfe напряжение вычислительного блока 17 связано с измеряе-Ь

мым током выражением

Narcsinfsin|2I(V, -Vj Д вь.х- 2(V,-VjJ Если разкость углов поворота плоскости поляризации в ячейках 1 и 2 Фарадея находится в пределах ±45°, т.е. -АЗ I(V,-Vj)64-45% то выходное напряжение вычислительного блока 17 пропорционально измеряемому току Ug N1.

Формула

изобретения

Магнитооптический способ измерения силы тока, заключающийся в том, что .формируют пучок линейно-поляризованного оптического излучения, пропускают его через первую магнитооптическую среду, помещенную в магнитное поле

.5

10

3330

измеряемого тока, измеряют синус угла отклонения плоскости поляризации, прошедшего через первую магнитооптическую среду пучка линейно-поляризационного оптического излучения, о т- личающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых токов, формируют второй пучок линейно-поляризованного оптического излучения, в магнитное поле измеряемого тока помещают вторую магнитооптическую среду с постоянной Верде, отличающейся по величине от .постоян15 ной Верде первой магнитооптической средьГ, пропускают второй пучок линейно-поляризованного оптического излучения через вторую магнитооптическую .среду и синус угла отклонения .20 плоскости поляризации, прошедшего через вторую магнитооптическую среду пучка линейно-поляризованного оптического излучения, вычисляют ра.зность углов отклонения плоскости поляриза25 ции пучков линейно-поляризованного оптического излучения и по полученной разности определяют силу измеряемого тока.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых токов. Делитель 7 светового пучка формирует из оптического излучения источника 8 излучения пучки, которые пропускаются через ячейки 1,2 Фарадея. Последние изготовлены из материалов с различной постоянной Вер- де. Проанализированные пучки излучения преобразуются в электрический сигнал фотоприёмниками 13 - 16. Выполнение ячеек Фарадея из материалов с -различными постоянными Верде позволяет с помощью вычислительного блока 17 определять измеряемый ток по разности углов поворота плоскости поляризации излучения. 1 ил. i (/)