Устройство для измерения тока и напряжения Советский патент 1990 года по МПК G01R19/00 

(Л

с

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре высоковольтных цепей. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение устройства. Свет источника 1 оптического излучения через поляризационную расщепительную призму 2 поступает в пространственный оптический модулятор, содержащий электрогирационные кристаллы 3.1, 3.2 в антипараллельной ориентации. Выходное излучение содержит информацию о напряженности электрического и магнитного полей, которая выделяется анализаторами 4.1, 4.2, фотоприемниками 5.1, 5.2 и после усиления измерительными усилителями 6.1, 6.2-блоками 7,8 суммирования и вычитания. 1 ил.

./

z i

t.2

5-2 62

СП

о

4

СО 00 00

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в контрольно-измерительной аппаратуре высоковольтных электрических цепей.

Цель изобретения - упрощение измерительного устройства и повышение точности измерений.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения тока и напряжения.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения (лазер), поляризационную расщепительную призму 2, электрогирационные кристаллы 3.1 и 3.2, например, вырезанные из одного . монокристалла центросимметричного класса и развернутые на 180 по отношению друг к другу, образующие пространственный оптический модулятор, призменные анализаторы 4.1 и 4.2, фотоприемники 5.1 и 5.2, измеритель- ные усилители 6.1 и 6.2, блоки суммирования и вычитания 7,8 соответственно. Для подачи светового пучка на электрогирационный кристалл, а также для направления прошедшего через кристалл излучения на фотопри- емник в схеме устройства могут быть использованы оптические волокна (световоды). В этом случае ввод каждого из пучков в отдельный световод осуществляется после светоделительной призмы 2 и после анализаторов 4.1; 4,2. Кроме того, поскольку состояние поляризации в оптическом волокне не сохраняется, то на входе электроги- рационных кристаллов 3.1; 3.2 необходимо дополнительно вводить поляризатор. Анализаторы 4.1; 4,2 устанавливаются в положение 50%-ного пропускания.

Устройство работает следующим образом.

Электрогирационные кристаллы помещают в поле высоковольтного проводника с измеряемым током или напряжением. Оптимальным условием измерения величин напряжения или тока является параллельность силовых линий электрического и магнитного полей оптической оси электрогирационного кристалла. Для обеспечения этого условия достаточно сориентировать электрогирационные кристаллы направлениями оптических осей параллельно Силовым линиям магнитного поля, а по дачу электрического напряжения осуществить, например, с помощью кольцевых электродов, закрепленных на входном и выходном торцах каждого из электрогирационных кристаллов. В этом случае в процессе измерения на каждый из электрогнрационных кристаллов подают электрическое и магнитное поля одного знака. Однако, так

как кристаллы установлены в антипараллельной ориентации, то величины углов фарадеевского поворота плоскости поляризации Cf для лучей в каждом из двух каналов будут одинако вы, а величины электрогирационного вращения срэг в каждом из антипараллельных кристаллов будут одинаковы по величине, но противоположны по знаку. Таким образом, поворот плосQ кости поляризации луча в каждом из каналов составит соответственно (( + if9r) и (Ц), - Cfэг). Следовательно, пройдя анализаторы 4.1; 4.2, световые потоки вызовут на фотоприемни5 ках 5.1 и 5.2 появление соответствующих суммарного и разностного сигналов. Произведя усиление, а затем операции суммирования и вычитания электрических сигналов каждого канала, можно получить сигналы, пропорциональные величинам 2 п и 2срэг со- ответственно. Поскольку величины угла фарадеевского вращения , пропорциональна величине тока, а величина электрогирационного вращения

5 - величине приложенного электрического напряжения, то по полученным на выходе устройства сигналам после соответствующей калибровки можно определить искомые значения тока и напряжения в высоковольтном проводнике .

0

0

Формула изобретения Устройство для измерения тока и

напряжения, содержащее источник оптического излучения, оптически связанный через поляризационную расщепительную призму с первым и вторым входами пространственного оптического модулятора, содержащего два электрогирационных монокристалла, первый и второй выходы пространственно-оптического модулятора через первый и второй анализаторы оптически связаны с входами первого и второго фотоприемников, электрические выходы которых соединены через первый и второй измерительные усилители с соот

5 15679886

ветствующими входами блока суммиро-оси, соединяющей первый вход и первания и блока вычитания, выходы кото-вый выход пространственного модуляторых соединены с выходом устройства,ра, главная оптическая ось второго

отличающееся тем, что сэлектрогирационного кристалла ориенцелью упрощения устройства и повы-тирована в антипараллельном аксишения точности измерений, в качествеальном направлении относительно главэлектрогирационных кристаллов исполь-ной оптической оси первого электрозованы идентичные электрооптическиегирационного кристалла, первый и вто- монокристаллы центросимметричного JQ рой электрогирационные кристаллы

класса, главная оптическая Ось пер-соединены гранями, параллельными их

вого электрогирационного кристаллаглавным оптическим осям, и образуют

ориентирована коллинеарно оптическоймоноблок.