Ячейка фарадея для измерения тока Советский патент 1977 года по МПК G01R13/40 G02F1/09 

1

Изобретение относится к технике измерения электрических величин с использованием модуляции светового пучка.

Известна ячейка Фарадея для измерения тока, содержащая световод из магнитооптического вегцества, вынолненный в виде замкнутого контура, охватываюидего токопровод. При этом световод снабжен отражающими элементами, расположенными по отношению к световому пучку иод углами, обеспечивающими прохождение света в направленни силовых линий магнитного ноля. Недостатком такой ячейки является малая чувствительность, определяемая числом «витков, которые световой пучок описывает вокруг токопровода. Для такой ячейки число этих «витков равно двум.

Ближайщей ио технической сущности к изобретению является ячейка Фарадея для измерения характеристик тока, выполненная в виде иризмы из магнитооптического вещества, имеющей отверстие для токопровода, форма которой обеспечивает многократное внутреннее отражение светового луча.

Такая ячейка обладает высокой чувствительностью, однако функциональные возможности ее ограничены одним динамическим диапазоном, так как в ней невозможна регулировка чувствительности.

Целью изобретения является создание конструкции ячейки Фарадея, которая дает возможность обеспечить ступенчатую регулировку чувствительности.

Цель достигается тем, что в ячейке световод в виде иризмы из магнитооптического вещества состоит из двух частей, каждая из которых выполнена в виде трехгранной прямоугольной призмы, при этом гипотенузные грани этих иризм совмещены и они сдвинуты друг относительно друга на расстояние, равное диаметру светового луча, а отверстие для токоировода расположено на оси ячейки.

На фиг. 1 показана призма в трех проекциях; на фиг. 2 - ее общий вид. Трехгранная призма ADBAiD Bi сдвинута вдоль оси токопровода 00 относительно иризмы на расстояние AA AiAi, равное диаметру выходящего пучка света. На катетные грани этих призм нанесены отражающие покрытия. Через отверстие 00 ироходит токоировод, ток в котором измеряется.

Измерение тока указанной ячейкой Фарадея осуществляется ио закону полного тока

/ фЯй/. I

Луч 1 от источника света входит в ячейку Фарадея под углом а (фиг. 1) и, претерпев многократные отражения от катетиых граней, выходит из нее (). В ячейке луч света описывает сииральиую траекторию вокруг токо3

провода, причем чувствительность измерителя тока пропорционально зависит от числа «витков светового луча вокруг токопровода. Действительно, согласно закону Фарадея, угол поворота плоскости поляризации в (Я) (проиорциональный измеряемому току /) иучка света в ячейке, под воздействием магнитного поля // вокруг токопровода запишется:

0(Я) VnliH,

где V - постоянная Верде;

/i /cosa - длина «витка света, определяемая как проекция длины «витка света / в ячейке на плоскость, перпендикулярную оси токопровода;

, 2, 3- число «витков света в

ячейке.

Изменение чувствительносчп измерителя возможно ocyinecTBirrb, задавая тот ила иной угол а и, тем самым, меняя число «витков света , 2, 3... в ячейке. Как видно, в данной конструкции световой поток направлен не вдоль силовых линий магнитного поля, как в ирототиие, а иод углом а к ним.

Таким образом, описанная конструкция ячейки Фарадея дает возможность при высо4

кой чувствительности измерителя тока обеспечить ступенчатую регулировку чувствительности. Такие качества конструкции ячейки, а также простота ее изготовления, обеспечивают возможность значительно расширить область ее применения, так как с ее иомощью возможны измерения как малых, так и больших токов.

Фор м у л а и 3 о б р е т е и и я

Ячейка Фарадея для измерения тока, выиолиеппая в виде иризмы из магнитооптического В1мцества, отверстие для то1сопровода, форма которой обеспечивает многократное виут1)ениес отражение светового луча, отличаю 1Ц а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности ступенчатой )егул11|)Овки иувст1И1тельн1)сти, указанная П И13ма состоит из двух

частей, каждая из которых в)И1олнена в виде трехгранной прямоугольной призмы, при этом гипотенузные грани этих иризм совмещеиы и оии сдвинуты друг относительно друга на расстояние, равное диаметру светового луча, а отверстие для токоировода расиоложено на оси ячейки.

А I /

А

4

-. .