Способ измерения тока Советский патент 1980 года по МПК G01R15/24 

Изобретение относится к, электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле тока в установках высокого напряжения, основанных на применении магнитооптического эффекта Фарадея. Известен способ измерения тока, реализованный в оптико-электронном измерителе тока высоковольтной установки, заключающийся в том, что линейно-поляризованный световой поток направляют на блок вращения плос кости поляризации. Под воздействием пилообразного напряжения генератора плрскость поляризации периодически поворачивается в блок вращения на угол, близкий к 2. В дальнейшем световой поток пропускают через маг нитооптический преобразователь . Под воздействием магнитного поля измеЕ емого тока в магнитооптическом преобразователе осуществляется пово рот плоскости поляризации светового потока. Затем световой поток направ ляют на анализатор и светоприемник. Вследствие того,что плоскость поляризации периодически изменяется, на выходе светоприемника появляется электрический сигнал, причем фаза электрического сигнала зависит от результирующего магнитного поля, в котором находится магнитооптический преобразователь. Величину тока определяют по разности фаз между сигналами со светоприемника и с генерато-ра, напряжение которого периодически воздействует на плоскость поляризации светового потока 1. Недостаток известного способа заключается в низкой точности измерения, поскольку на итоговый результат существенное влияние оказывают погрешности, имеющие место при выполнении операции поворота плоскости поляризации. Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является способ измерения тока, основанный на формировании светового луча, разделение его на опорный и измерительный потоки, модуляции измерительного потока магнитным полем контролируемого тока и преобразовании обоих потоков в электрические сигнахш 2. Недостаток способа обусловлен тем, что определение положения плоскостей поляризации производится по интенсивности световых потоков.

прошедших через анализатор, а это предъявляет высокие требования к идентичности и стабильности характеристик светоприемникоБ и магнитооптических веществ, находящихся в измерительном и опорном каналах, а т&кже к постоянству оптических хар1актеристик параметров . НевозможносЬгь выполнения всех перечисленных требований обусловливает значительHHei погрешности измерения тока.

Цель изобретения - повышение точности намерения тока в установках высокого напряжения.

|Цля достижения указанной цели в споЬобе, основанном на формировании cBeJTOBoro луча, разделение его на опорный и измерительный потоки, модул|яции измерительного потока магнит;Ным полем контролируемого тока и преобразовании обоих потоков в электрич еские сигналы, световой луч формируют из двух компонентов с различными оптическими частотами и круговыЦи поляризациями противоположных направлений, опорный и измерительный преобразовывают в электрически4 сигналы с частотой, равной разнодти оптических частот компонентов светового луча, и по углу между фазами полученных электрических сигналов суДят о величине контролируемого ток jПредлагаемый способ измерения ток иллюстрируется чертежом.

Световой луч J состоит из двух компонентов с частотами f и f. Оба компонента имеют круговую поляризаций, но обладают.противоположными направлениями. В качестве источника такого светового потока может быть использован, например, лазер 1, помещенный в продольное магнитное поле катушки 2. Вследствие эффекта Зеёяана выходное излучение лаэер.а содержит два компонента с различными, оптическими частотами и круговыми поляризациями противоположных направлений.

Световой луч Г делится светоделителем 3 на два световых потока П и W .-Световой поток L попадает через анализатор 4 на светоприемник опорного сигнала 5. Световой поток проходит.через магнитооптическое вещество б, находящееся в магнитном поле измеряемого тока Л, и модулируется, а затем через анализатор 7 попадает на светоприемник измерительно:го сигнала 8. Светоприемники 5 и 8 с соответствующими анализаторами 4 и 7 дроизвОдят гетеродирование поступающих световых потоков и выделение разностной частоты f -f путем формирования соответствующих электрических сигналов.

Используя известные выражения ля.и фазы сигнала разностной частоты на выходах светоприемников Ь и 8 и принимая во внимание, что коэффициенты преломления магнитооптического вещества 6, н.аходящегося в магнитном поле, для световых потоков, поляризованных по левому кругу и по правоf y/ различны, можно показать, что фазовый сдвиг между опорным и измерительным электрическими сигналами характеризует величину контролируемого тока в соответствии с линейной .зависимостью

лГ

J К

С. L

К - коэффициент пропорциональности ;

Сд- постоянная Верде; L - геометрический размер магнитооптического вещества 6.

Указанный фазовый сдвиг Лт выделяется блоком сравнения фаз 9, подклюс ченньйм к выходам сетоприемников 5 и 8.

Таким образом, в данном случае информация о величине контролируемого тока содержится не в разности интенсивностей световых потоков, а в разности фаз электрических сигналов, что положительно сказывается на точности измерения тока.

Формула .;;; зобретения

.Способ измерения тока, основанный на формировании светового луча, разделении его на опорный и измерительный потоки, модуляции измерительного потока магнитным полем контролируемого тока и преобразовании обоих потоков в электрические сигна.г1ы, отличающийсятем, что, с

C целью повышения.точности, световой

луч формируют из двух компонентов с . ; различньлми оптическими частотами

и круговыми поляризациями противоположных направлений, опорный и измерительный потоки преобразовывают в Электрические сигналы с частотой, равной разности оптических частот компонентов светового луча, и по углу между фазами полученных электрических сигналов судят о величине

5 контролируемого тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №515065, кл. G 01 R 15/02, 1975.

О 2. Патент ФРГ № 1903828, кл. G 01 R 15/02, 1969.

Й Й