Устройство для бесконтактного измерения силы тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СИПЫ ТОКА, содержащее на стороне высокого напряжения первичную ячейку Фарадея, а на стороне низкого напряжения источник поляризованного света и последовательно установленные азимутальный модулятор, электрический вход которого соединен с выходом генератора модуляционного тока, анатшзатор и фотодетектор, контур отрицательной обратной связи, включающий в себя последовательно соединенные селективный усилитель, вход которого подключен к выходу; фотодетектора, синхронный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора модуляционного тока, усилитель постоянного тока, компенсатор , установленный между оптическим выходом первичной ячейки Фарадея и оптическим входом азимутального мо- . дулятора, и шунт, включенный на выходе компенсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него на стороне низкого напряжения введены сумматор и дополнительные, аналоi гичные основным азимутальный модулятор , генератор модуляционного тока (О и контур отрицательной обратной связи, причем дополнительный азимуС тальный модулятор и компенсатор дополнительного контура отрицательной обратной связи установлены последовательно между источником поляризованного света и оптическим 00 входом первичной ячейкиФарадея, го электрический вход дополнительного азимутального модулятора подключен к выходу дополнительного генератора модуляционного тока, а выходы обоих компенсаторов соединены с входами сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (1)) (51)4 G 01 R 13/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВ ЕЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3730866/24-21 (22) 17.02.84 (46) 30.09.85. Бюл. В 36 (72) С.Ф. Глаголев, В.П. Зубков, Т.П. Казакова, Л.А. Кузнецова, Т.Г. Палей, В.Б. Архангельский и N.М. Червинский (71) Ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621.317.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 901920, кл. G 01 R 13/40, 1980.

2. Патент Франции 9 1555799, 1968. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА, содержащее на стороне высокого напряжения первичную ячейку Фарадея, а на стороне низкого напряжения источник поляризованного света и последовательно установленные азимутальный модулятор, электрический вход которого соединен с выходом генератора модуляционного тока, анализатор и фотодетектор, контур отрицательной обратной связи, включающий в себя последовательно соединенные селективный усилитель, вход которого подключен к выходу фотодетектора, синхронный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора модуляционного тока, усилитель постоянного тока, компенсатор, установленный между оптическим выходом первичной ячейки Фарадея и оптическим входом азимутального модулятора, и шунт, включенный на выходе компенсатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него на стороне низкого напряжения введены сумматор и дополнительные, аналогичные основным азимутальный модулятор, генератор модуляционного тока и контур отрицательной обратной связи, причем дополнительный азимутальный модулятор и компенсатор дополнительного контура отрицательной обратной связи установлены последовательно между источником поЛяризованного света и оптическим входом первичной ячейки Фарадея, электрический вход дополнительного азимутального модулятора подключен к выходу дополнительного генератора . модуляционного тока, а выходы обоих компенсаторов соединены с входами сумматора.

1182410 1зобрететттте Относится к электроизмеритепьной технике и предназнячено для использования при измерениях постоянного или медленно меняющегося тока в установках высокого папряжения.

Цель изобретения — повьпнение точности измерения путем исключения погрешности от наличия и изменения двулучепрепомления в первичной ячейкс Фарадея, 11а чертеже представлена функциотталытяя схема предпятаемого устройства цля бесконтактпого измерения силы тока

Устройство cogepEfff источник 1 поляризованного ..светя, азимутальный модулятор 2, компенсатор 3, первичную ячейку 4 Фарадея, компенсатор

5, азимутяльный модулятор 6, анализатор 7, фотодетектор 8, селективный усилитель 9, синхронный детектор 10, $TCHJIHTBJIb 1 1 IEOCTOfIEIHOl O Гока, шунт 12, сумматор 13, селективный усилитель 14, синхронный детектор

15, усилитель 16 постоянного тока, шунт 17 и генераторы 18 и 19 модуляционного тока. Первичная ячейка 4

Фарадея расположена на стороне вы30

coKoI напряжеьтия. остальные блоки — на стороне низкого напряжения.

В оптический тракт измерения входят последовательно установленные источник 1 поляризованного свеГЯ, дополнительный азимутальный модулятор 2, дополнительный компенсатор 3, первичная ячейка 4 Фарадея, основной компенсатор 5, основной азимутальный модулятор 6, анализатор 7 и фотодетектор 8. Электрические входы азиму- то тальттьтх модуляторов ? и 6 соединены с выходами соответственно генераторов 18 и 19 модуляционного тока.

1 Основттой контур (петлю) отрицательной обратной связи состаттляктт 45 последовате.пьно соединенные селективный усилитель 14„ вход которого нодктпочен к выходу фотодетектора 8, синхронный детектор 15, упрявля|ощий вход которого подключен к вь .ходу генератора 19 модуляционного тока, усилитель 16 постоянного то.::B Eсомпенсатор 5 и шунт 17, вкттю-IBEIEfbLE на тзыходе комттенсяГОдя 5 . ДОполнительный контур (петлю) отрицательной обратной связи составляют после— довательно соединенные селективный усилитель 9, вход которого подключен к выходу фотодетектора 8, синхронный детектор 10, управляющий вход которого подключен к выходу генератора 18 модуляционного тока, усилитель 11 постоянного тока, компенсатор 3 и шунт 12, включенный на выходе компенсатора 3. Выходы компенсаторов 3,5 соединены с входами суммаТОр I 13.

Устройство для бесконтактного измерения силь| тока работает следующим образом.

Линейно-поляризованный свет от источника 1 с азимутом М отсчио таиным от произвольно выбранного ттаттряттпеттия, всегда перпендикулярного к направлению распространения света, проходит через азимутальный модулятор 2. После модулятора 2 азимут линейнопопяризованного света совершает гармонические колебания с частотой 1 и угловой амплитуДои ff относительно аэимУта о о, Далее свет проходит компенсатор 3, в котором происходит поворот плоскости, поляризации ня угол М пропорциональный току компенсации

После прохождения света через первичную ячейку 4 Фарадея азимут поляризации изменяется на угол 8> .т гропорциональный измеряемому току- Х. Затем свет через компенсатор 5, где азимут плоскости поляризации изменяется на угол g T flpoflopциональный току компенсации I В э модуляторе 6 азимут плоскости поляризации света приобретает также гармонические колебания с частотой Ц и амплитудой О „,Далее сгет через анализатор 7 поступает на фотодетектор 8, где падающий поток излучения преобразуется в электрический сигнал.

При компенсационном способе измерения с помощью двух идентичных . петель QTpHLTBTpJIbifoH обратной связи первые гармоники потоков излучения искл.очяются в результате автоматического управления углом поворота плоскости поляризации в компенсаторах 3 и 5. СелектHLTffb!e усилители

9 и 1 4 с Овмес Т fl O C CHIIXp0;Iffbff IH детекторами 10 и 15 обеспечивают выделение и детектирование составляющих потока излучения с соответствуюШИМтт ЧЯС TO7 ЯМИ МОПУЛЯПИИ т И

2 °

После дстектирования посто.ffiHbIP нат(ряжения, flpofIOpLIHoHBJIbffbip ямплит jj дам первых гармоник потоков излучения (Р„„ и (Р м поступают через усили/ тели постоянного тока 11 и 16 на обмотки компенсаторов 3 и 5, где происходит преобразование компенсациднных токов 1„ и 1 „ в углы поворота плоскости поляризации к „ и 9», Напряжения, пропорциональные углам „ и 8 к образуются на шунтах 12 и 17. Выходной сигнал устройства формируется на выходе сумматора 13, который суммирует напряжения с шунтов 12 и 17. Одновременная работа двух петель отрицательной обратной связи позволяет исключить погрешность от двулучепреломления. Физически погрешность от двулучепреломления исключается, так как в результате наличия дополнительной петли отрицательной обратной связи азимут падающего на эквивалентную фазовую пластинку света автоматически устанавливается вдоль ближайшей оси двулучепреломления. Свет, выходящий из первичной ячейки 4 Фарадея, оказывается

i 824 i 0 ф линейнополяризованным. Задачей основной петли отрицательной обратной связи является компенсация угла поворота в первичной ячейке 4 Фарадея и угла поворота, вызванного дополнительной петлей отрицательной обратной связи. Угол поворота плоскости поляризации в первичной ячейке 4 Фарадея оказывается равным g сумме углов поворота в компенсаторах 3 и 5, взятой с обратным знаком.

Обмотки азимутальных модуляторов

2 и б питаются синусоидальным током с частотами 11 и 1 от генераторов

18 и 19 модуляционного тока, выходнь е напряжения которых поступают также на опорные входы синхронных рб детекторов,10 и 15.

Предлагаемое техническое решение позволяет значительно уменьшить погрешность, обусловленную двулучепреломлением в первичной ячей25 ке 4 Фарадея, и тем самым повысить точность измерения тока.

ЦНКИДИ Заказ 6099/42 1ипаж 747 Поппнсное

Ф щ31ал ППП Пвтапт, x.Óçè"oðoä, ул,Проектная.