Магнитооптический способ измерения силы тока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может J быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий электропередач постоянного и переменного напряжений . Целью изобретения является повышение точности измерения; Предложенный способ заключается в следу-клцем . Через ячейку Фарадея (ЯФ) пропускают линейно поляризованный (ЛП) световой поток заданной длины волны и измеряют угол поворота плоскости поляризации прошедшего потока. Для достижения поставленной цели через ЯФ пропускают дополнительный ЛИ световой поток с ДО1ИНОЙ волны, отличной от основного. Измеряют разность угс S лов вращения плоскостей поляризации (Л основного и дополнительного потоков. Силу тока определяют как отношение измеренной разности углов к разности постоянных Верде рабочего тела ЯФ для длин волн основного и дополни

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 (01 R 13/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ У"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

?ион

Ь >

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3783900/24-21 (22) 24.08.84 (46) 07. 10.86, Бюя. М 37 (7 1) Научно-исследовательский ичститут по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) В,Б.Архангельский, С,Ф.Глаголев, В.П,Зубков, Т,П,Казакова, Л.А.Кузнецова, Т.Г.Палей и M.М.Червинский (53) 621.317.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 5 15065, кл.G 01 К 13/40, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М- 1022058, кл.G 01 R 13/40, 1982. (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий электропередач постоянного и переменного напряжений. Целью изобретения является повышение точности измерения; Предложенный способ заключается в следующем. Через ячейку Фарадея (ЯФ) пропускают линейно поляризованный (ЛП) световой поток заданной длины волны и измеряют угол поворота плоскости поляризации прошедшего потока. Для достижения поставленной цели через

ЯФ пропускают дополнительный .ЧП световой поток с длиной волны, отличной от основного. Измеряют разность углов вращения плоскостей поляризации основного и дополнительного потоков.

Силу тока определяют как отношение измеренной разности углов к разности постоянных Верде рабочего тела ЯФ для длин волн основного и дополни1262392 торыми управляют первый 21 и второй

123 ключи. Ключи поочередно включают

35 первый 6 и второй 7 источники света, подавая на них напряжение от регулируемого источника 20 питания и источника 22 питания. Источники 6 и 7 света генерируют световые потоки разной

40 длины волны, которые через световоды

4 и 5 и смеситель 3 световых потоков тельного световых потоков. В устройство для измерения силы тока, содержащее ячейку Фарадея 1, поляризатор

?, двухлучевую поляризационную призму 8, световоды 9, 10 с двумя фотоприемниками 11, 12, световоды 4, 5 с источниками 6, 7 света, с.меситель

3 световых потоков, блок 1? сумми!

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для измерения силы тока высоковольных линий электропередач постоянного и переменного напряжений.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности, обусловленной дрейфом выходного сигнала из -за взаимного смещения плоскостей пропускания поляризационных приборов„ вследствие изменений температуры окружающей среды и старения элементов конструкции измерителя тока при его длительной эксплуатации.

Магнитооптический способ измерения силы тока, использующий пропускание через ячейку Фарадея линейно поляризованного светового потока заданной длины волны и измерение угла поворота плоскости поляризации прошед шего потока, заключается в том, что через ячейку Фарадея пропускают !ополнительный линейно поляризованный световой поток с длиной волны, отличной от основного, измеряют разность углов вращения плоскостей поляризации основного и,цополнительного потоков, а силу тока определяют как отношение измеренной разности углов к разности постоянных Верде рабочего тела ячейки Фарадея для длин волн основного и дополнительного световых потоков.

На чертеже схематически изображено магнитооптическое устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит расположенную в магнитном поле измеряемого тока ячейку Фарадея 1, оптически связанную через поляризатор 2, гмеситель

30 рс>нанпя, исто сник 2 . питання, ре i«:. трпруюший прибор 16, блок 13 гн гiHc лення, селек гинный усипитель 14, синхронный детектор !5, для д< стижения цели введены селективный усилитель 18, синхронный детектор 19< регулируемь(й источник ?О питания, ключи 21, 23. 2 с,п.ф-лы. нл, 3 световых потоков, два световода

4 и 5 с первым 6 и вторым 7 источниками света, а через двухлучевую поляриэационную призму 8 и два световода

9 и 10 — с двумя фотоприемниками 11 и 12. Подключенный к выходам фотоприемников 11 и 12 блок 13 вычитания через первый селективный усилитель

14 и первый синхронный детектор !5 присоединен к регистрирующему прибору 16. Подключенный к выходам фотоприемников 11 и 12 блок 17 суммирования через второй селективный усилитель 18, второй синхронный детектор

19, регулируемый источник 20 питания и первый ключ 21 присоединен к первому источнику 6 света, а источник

22 питания через второй ключ 23 подключен к второму источнику 7 света, Опорный вход первого синхронного детектора 15 и управляющий вход первого ключа 21 соединены с первым выходом генератора 24, а опорный вход второго синхронного детектора 19 и управляющий вход второго ключа 23 соединены с вторым входом генератора 24.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, Генератор 24 вырабатывает два прямоугольных напряжения с частотой

Л, сдвинутьгх по фазе на 180 с., копоочередно поступают на вход поляри1 .62 392 затора 2. После поляризатора 2 линей- Ф с р м у л а и з о б р г т е н

1. Магнитооптический спосо(измерения силы тока, заключаю»»п»й»<-я н том, что через ячейку Фарадея пропускают линейно поляризованный све— товой поток заданной длины волны и

»5

2. Магнитооптическое устройство для измерения силы тока, содержащее ячейку Фарадея, оптически связанную с выходом поляризатора и через двухлучевую поляризационную призму и два световода с двумя фотоприемниками, два источника света с двумя светово0 дами, смеситель световых потоков, блок суммирования, источник питания, регистрирующий прибор и последовательно соединенные блок вычитания, селективный усилитель и синхронный детектор, опорньп» вход которого подключен к выходу генератора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым селективным усилителем, вторым синхронным детектором, регут:рующим источником питания и двумя ключами, при этом источники света выполнены с различными длинами излучаемых . волн и оптически связаны через два световода и смеситепь световых пото ков с входом поляризатора, выходы фотоприемников подключены к входам блока вычитания и входам блока суммирования, выход блока суммирования через второй селективный усилитель, второй синхронный детектор, опорный .вход которого подключен к второму выходу генератора, регулируемый источник питания, через первый ключ соединен с первым источником света, источник питания через второй ключ . с вторым источником света, управляj0»»»Hå входы ключей подключены к выхоно поляризованный световой поток с изменяющейся длиной волнь1 проходит ячейку Фарадея 1., после которой ето азимут поляризации изменяется на угол, пропорциональный величине измеряемого тока и постоянной Верде рабочего тела ячейки Фарадея для длины волны распространяющегося потока.

»аким образом, изменения азимута поляризации для световых потоков с разной длиной волны оказываются различными. После двухлучевой поляризационной призмы 8, которая преобразует изменения азимута поляризации в изменении интенсивности и расщепляет поток на две взаимно ортогональные составляющие, световые потоки через световодf. 9 и 10 поступают на фотоприемники 11 и 12, где преобразуются в электрические сигналы. Блок

17 суммирования формирует сумму этих сигналов, при этом, если коэффициенты передачи всей оптической схемы устройства с учетом спектральной чувствительности фотоприемников для длин волн, генерируемых источниками света, не равны между собой, то на выходе блока 17 суммирования возникает пере3 мещенная составляющая напряжения с частотой Л, которая усиливается вторым селективным усилителем 18, детектируется синхронным детектором 19 и управляет регулируемым источником

20 питания таким образом, чтобы эта составляющая стремилась к нулю.

На выходе блока 13 вычитания формируется переменное напряжение с чао 40 стотой Я, величина которого пропорциональна разности углов вращения плоскости поляризации в ячейке Фарадея 1 для длин волн первого 6 и второго 7 источников света. Это напря- жение усиливается первым селективным усилителем 14, детектируется первым синхронным детектором 15 и поступает на регистрирующий прибор 16. Если азимут поляризационных приборов изменяется на некоторый угол, то ,это не приводит к изменению сигнала

:на выходе блока вычитания, так как напряжение на его выходе пропорционально разности углов вращения плоскостей поляризации и не зависит от положения азимута плоскости поляризации падающего на ячейку Фарадея света. измеряют угол поворота плоскости поляризации прошедшего потока, о т л ич а ю шийся тем, что, = целью повышения точности, через ячейку

Фарадея пропускают дополнительный линейно поляризованный световой поток с длиной волны, отличной. от основного измеряют разность углов вращения плоскостей поляризации основного и дополнительного потоков, а силу .тока определяют как отношение измеренной разности углов к разности постоянных Верде рабочего тела ячейки Фарадея для длин волн основного и дополнительного световых потоков.

12б2392

Составитель Т,Веремейкина

Техред Л.Олейник Корректор М.Максимишинец

Редактор О.Бугир

Заказ 5422/42 Тираж 728 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г,Ужгород, ул.Проектная,4 дам генератора, выход первого синхронного детектора соединен с регистрирующим прибором, а выход второго синхронного детектора — с вторым

1 входом регулируемого источника питания.