ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1972 года по МПК G01R13/40 

Изо.бретенне отиосится к области измерительной техники и предназначено для измерения параметров какого-либо нроцесса, в частности параметров процесса передачи энергии по высоковольтной линии.

Известны измерительные устройства, содержащие преобразователь, полупроводниковый светодиод, оптический канал, фотоприемник и усилитель с нагрузкой в выходной цепи, предназначенные для измерения тока на высоковольтных присоединениях.

Преобразователь, содержащий электро.магнптный или воздушный трансформатор тока и блок кодирования, создает на р-л-нереходе светодиода ток, несущий информацию о величине и фазе измеряемого тока. Поток излученИя оветодиода иередается с высокого потенциала на потенциал земли по оптическому каналу, преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, который после усиления и демодуляции создает в нагрузке (реле, измерительном приборе) ток, пропорциональный измеряемому.

Интенсивность излучения арсенидгаллиевых светодиодов, наиболее пригодных для передачи информации, лри неизменном токе, проходящем через р-п-переход, значительно зависит от температуры окружающей среды, причем с .понижением температуры интенсивность возрастает. Интегральная чувствительность фотоприемников при понижении тем.пературы от 60 до 0°С возрастает, а при дальнейщем понижении - падает.

Результирующие характеристики температурной нестабильности системы светодиод- фотоприемник в значительной мере зависят от типа элементов, используемых в системе и даже для однотипных элементов различаются на большую величину. Поэтому темнературная стабилизация с помощью термосопротивлений, установленных на входе усилителя измерительного устройства, опирается на «онкретные экснериментальные данные нестабильностн, что в значительной степени осложняет его наладку и последующую эксплуатацию. При таком способе стабилизации предполагают, что Светодиод и фотоприемник работают при одинаковой температуре окружающей среды, а это допущение не всегда справедливо.

Кроме температурной нестабильности характеристик светодиодов и фотоприемников, рост погрешностей вызывает уменьшение коэффициента пропускания оптического канала ,нри изменении условий внешней среды, а также деградация элементов измерительного устройства с течением времени.

плитудно-импульоной модуляцией светового потока источника излучения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что К источнику излучения подключен калибровочный генератор, сигнал котОрого отмечается длительностью, частотой или ампл1ггудой от основного рабочего сигнала, а к фотоприемнику - элемент разделения рабочего и калибровочного сигналов, например фильтр, к выходу которого через демодулятор калибровочного .сигнала подсоединен эле.мент, регулирующий коэффициент усиления усилителя.

На чертеже показана блок-с.хема устройства.

К преобразователю /, имеющему блок кодирования, и калибровочному генератору 2 с неизмеиным выходным сигнало.м подключен малоинерционный источник 3 излучения. Источник излучения через оптический Канал 4 имеет связь с фотонриемпикОм 5. К выходу фотоприемника 5 подключен элемент 6 разделения рабочего и калибровочиого сигналов, один из выходов которого соединен с входной ценью усилителя 7, связанного через демодулятор 8 рабочего сигнала с нагрузкой 9. К другому выходу элемента разделения рабочего и калибровочного сигналов подключен демодулятор 10 калибровочного сигнала, выходная цепь которого соединена с элементами усилителя 7, влияющими на величину его коэффициента усиления.

При такой схеме выполнения измерительного канала на рабочий сигнал, передаваемый через светодиод, оптический канал и фотолриемник постоянно наложен калибровочный сигнал. Если при каких-то внешних условиях установлен оптимальный коэффициент усиления усилителя и на выходе измерительного устройства создается рабочий сигнал требуемой величины, то изменение условий внешней среды, нанример температуры, окажет одинаковое воздействие на коэффициент передачи рабочего и кал гбровочного сигналов. Вследствие этого уровень калибровочного сигнала на входе демодулятора калибровочного сигнала и соответственно величина па,раметра, воздействующего на изменение коэффициента усиления усилителя изменяется так, чтобы выходной рабочий сигнал измерительного устройства оставался неизменным при лостояцном значении измеряемой величины.

Предмет изобретения

Пзмерительное устройство, содержащее преобразователь, источник излучения, наиример полупроводниковый светодиод, оптически Г канал, фотоприемник и усилитель с демодулятором и нагрузкой в выходной цепи, отличающееся тем, что, с целью повьпления точности измерения, к источнику излучения подключен калибровочный генератор, сигнал которого отличается длительностью, частотой или амплитудой от основного рабочего сигнала, а к фотоприемнику-элемент разделения рабочего и калибровочного сигналов, например фильтр, к выходу которого через демодулятор калибровочного сигнала подсоединен элемент,

регулирующий коэффициент усиления усилителя.