Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения напряжения Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 G01R13/40 G01R15/24 

/К S.1 /Л

/18.1

18.2

СП

о

01

со

О)

со

315

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для итмерейия напряжения D высоковольтных цепях.

Це.пь изобретения - попьшшние точности измерений и расширение диапазона измеряемых напряжений.

Па чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Электрогирационное устройство для измерения напряжения содержит источник 1 света, поляризатор 2, первичный датчик 3, состоящий из электроги рационного монокристалла 4 центро- симметричного кристаллографического класса, помещенного в оправу, с неподвижными металлическими электродам 5. 1 и 5.2 на торцах и с допол1П1тель- ным подвижным металлическим электро- дом 6, состоящим из двух соосно расположенных стаканов 6.1 и 6.2 с расположенной в их полости и взаимодей- с ними пружиной 6.3, при этом каждый из стаканов установлен с возможностью поступательного перемещения, а также призменного анализатора 7, выходы которого оптически связаны с входами первого 8.1 и второго 8,2 фотоприемников, выходы -кото рык соединены с входами дифферен11 1- ального усилителя 9.

Монокристалл в оправе вместе с электродами 5.1, 5.2 и 6 помещен в диэлектрический корпус 10, запол- ненный диэлектрической жидкостью 11, которая заливается через отверстия в корпусе 10, закрываемые пробками 12, Перемещение подвижного электрода 6 осуществляется посредством регули- резочного винта 13, установленного в крышке 14 диэлектрического корпуса 1СГ, Для прохода светового луча по центру стаканов 6.1 и 6.2 и регулировочного винта 13 в ыполнено отверстие и они расположены пдоль оптической оси электрогирационного монокристалла.

Источник 1 света и поляризатор 2 размещены в первом металлическом кор пусе 15, который жестко-соосно соединен с первым торцом корпуса 10, с i вторым торцом которого жестко-соосно соединен второй металлический корпус 16, в котором последовательно размещены призменный анализатор 7 с оптическими разъемами 17.1 и 17.2 для подключения световодов 18.1 и 18.2,

Входы фотоприемникоБ 8.1 и 8.2 соединены соответственно со световодами 18.1 и 18.2 при помощи оптических разъемов 17.1 и 17.2, а выходы фотоприемников 8.1 и 8.2 связаны с входами дифференциального усилителя 9, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Световой луч, генерируемый источником 1 света, поляризуется поляризатором 2 и проходит оптическую систему из электрогирационного монокристалла 4, неподвижных электродов 5.1 и 5,2 и подвижного электрода 6, помещенных в диэлектрической жидкости 11. Под воздействием измеряемого напряжения U в электрогирационных монокристаллах 4 происходит поворот .плоскости поляризации светового луча на угол (f, Затем световой луч рас- ще1гпяется призменным анализатором 7 на два луча, которые преобразуются фотоприемниками 8,1 и 8.2 в напряжении и и

и,(1-з1п 2«/ зг); (О (H-sin 2с/ эг), (2) где If, - интенсивность света, прошедшего поляризатор;

K(j - коэффициент преобразования фотоприемников;

угол поворота плоскости поляризации.

Дифференциальный усилитель 9 преобразует напряжения U и U, в напряжение, пропорциональное напряжению, управляющему эффектом электрогирации на торцах монокристалла U6b, Ua-Ui 2K I,./ ,,,,,, , (3) где Kj|. - коэффициент электрогирации Са

и

(4)

о управляющее напряжение;

С, - емкость между неподвижными электродами 5.1 и 5.2 электрогирационного монокристалла 4;

С - емкость между неподвижным электродов 5.2 кристалла и подвижным электродом 6, которая зависит от расстояния между ними.

Таким образом, перемещением подвижного электрода 6 можно регулировать чувствительность устройства.

Выходное напряжение дифференциального усилителя 9 равно

Uc

II - )V V т О

1+с,/Сг

(5)

Регулировочный винт 13 имеет несколько фиксированных положений, соответствующих заданным значениям емкости С,

Перемещение подвижного электрода 6 осуществляется следующим образом.

При повороте головки регулировочного винта 13 перемещается стакан 6.2, при этом одновременно с ним перемещается и стакан 6.1, что обеспечивается наличием пружины 6.3. Поступательное движение обеспечивается наличием в оправе монокристалла продольных пазов, по которым перемещаются выступы стаканов 6,1.и 6,2 и перетекает жидкость 11, Фокусирующая линза 19 предотвращает вытекание жидкости 11 из первичного датчика 3, При

корпусе, снабженном крышкой, двухлу- чевой призменный анализатор, размещенный во втором металлическом корпусе, выходы которого посредством световодов оптически связаны с входами двух фотоприемников, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к электрическим выходам фотоприемников, а выход соединен с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона измеряемых напряжений, введены расположенные вдоль оптической оси электрогирационного монокристалла регулировочный винт с отверстием по центру и подвижный металлический i электрод, состоящий из двух соосно

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в высоковольтных цепях. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение диапазона измеряемых напряжений. Луч источника света 1 проходит через поляризатор 2 и электрооптический кристалл 4, размещенный в диэлектрической емкости 11. Далее луч делят призмененным анализатором 7 на два луча, которые через световоды 18. 1 и 18.2 поступают на фотоприемники 8.1 и 8.2. Дифференциальный усилитель 9 преобразует выходные напряжения фотоприемников в сигнал, пропорциональный измеряемому напряжению, которое прикладывается к системе неподвижных 5,1 и 5.2 и подвижному 6 электродам. Перемещение подвижного электрода 6 при помощи регулировочного винта 12 позволяет управлять порогом чувствительности устройства, чем и достигается цель изобретения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

измерениях U винт устанавливается в 20 расположенных металлических стаканов, положение,- соответствующее максималь- каждый из которых выполнен с отверс- ному порогу чувствительности измере- тием по центру, расположенной в их

НИИ.

Формула изобретения 1, Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения напряжения, содержащее последовательно оптически связанные источник света, поляризатор, размещенные в первом металличес ком корпусе, первичный датчик, содержащий электрогираци- онный монокристалл центросимметрич- ного кристаллографического класса с металлическими электродами на торцах, размещенный в диэлектрическом

полости пружиной, диэлектрический корпус выполнен герметичным, регулировочный винт установлен в крышке диэлектрического корпуса и приведен в механический контакт с подвижным металлическим электродом, каждый из металлических стаканов установлен с

возможностью перемещения вдоль своей продольной оси с помощью регулировочного винта.

2, Устройство по п, 1, отличающееся тем, что диэлектрический корпус заполнен диэлектрической жидкостью.