Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения высоких напряжений

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в высоковольтных установках . Цель изобретения - повышение точности измерений за счет введения автоматической коррекции прибора. Электрогирационное устройство содержит оптически связанные источник света , преобразователь, состоящий из поляризатора, злектрогирационных монокристаллов центррсимметричного кристаллографического класса с оптически прозрачными электродами на торцах , .стержня из оптически прозрачного стекла и призменного анализатора с двойным лучепреломлением. Выходы анализатора оптически связаны с входами преобразователя, включающего фотоприемники и вычислительный блок 11. Последний состоит из вычитающего блока 12, блока 25 вычисления арксинуса , сумматора 13 и делителей 14,15. Введение блока 16 выборки-хранения, блока 17 управления блоком выборкихранения информации, вычитающих блоков 18,19, умножителей 20,21,22, блоков 23 и 24 задания коэффициента обеспечивает автоматическую коррекцию прибора. Это компенсирует погрешность измерений преобразователя, обусловленную неидентичностью двух оптических каналов. 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 15 07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ поляризатора, электрогирационных монокристаллов центросимметричного кристаллографического класса с оптически прозрачными электродами на торцах, .стержня из оптически прозрачного стекла и призменного анализатора с двойным лучепреломлением. Выходы анализатора оптически связаны с входами преобразователя, включающего фотоприемники и вычислительный блок

11. Последний состоит из вычитающего блока 12, блока 25 вычисления арксинуса, сумматора 13 и делителей 14, 15.

Введение блока 16 выборки-хранения, блока 17 управления блоком выборкихранения информации, вычитающих бло- ф ков 18, 19, умножителей 20,21,22, блоков 23 и 24 эааанив коэФфнциеита (/) обеспечивает автоматическую коррекцию прибора. Это компенсирует погрешность измерений преобразователя, обусловленную неидентичностью двух оптических каналов. 2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1298669 (21) 4243520/24-21 (22) 11.05 ° 87 (46) 07. 12. 88. Бюл. У 45 (71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР (72) В.Г.Николайченко, Б.Е.Михалишин и А.А.Гринченко (53) 621.317.32.027.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1298669, кл. G 01 R 15/07, 1985. (54) ЭЛЕКТРОГИРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ

НАПРЯГ НИЙ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в высоковольтных установках. Цель изобретения — повьппение точности измерений за счет введения автоматической коррекции прибора.

Электрогирационное устройство содержит оптически связанные источник све-. та, преобразователь, состоящий из

„„Я0„„1442924 А 2

1442924

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в высоковольтных установках и является усоверп1енствованием основного авт. св, Ф 1298669.

Цель изобретения — повьппение точности измерений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электрогирационного устройства 10 для бесконтактного измерения высоких напряжений; на фиг. 2 — схема вычислительного блока.

Электрогирационное устройство содержит оптически связанные источник

1 света, первичный преобразователь 2, состоящий из поляризатора 3, электрогирационных монокристаллов 4 и 5 центросимметричного кристаллографического класса с оптически прозрачными электродами на торцах, стержня 6 из оптически прозрачного стекла и призменного анализатора 7 с двойным лучепреломлением. Выходы анализатора 7 оптически связаны с входами вторич- 25 ного преобразователя 8, состоящего из фотоприемников 9 и 10 и вычислительного блока 11, который состоит чз вычитающего блока 12, сумматора

13, двух делителей 14 и 15, блока 16 30 выборки-хранения, блока 17 управле-ния блоком выборки-хранения информации, вычитающих блоков 18 и 19, трех умножителей 20-22, двух блоков 23 и

24 задания коэффициента и блока 25

35 вычисления арксинуса.

Источник 1 света оптически связан с поляризатором 3 и далее через элек-. трогирационные монокристаллы 4 и 5 и стержень 6 из оптически прозрачного стекла и призменный анализатор 7— с оптическими выходами фотоприемников 9 и 10 электрические выходы которых соединены с входами вычислительного блока 11, образованными объединенными первыми входами вычитающего блока t2 и сумматора 13, выходы которых подключены к входам делителя

14, выход которого соединен с выходом блока 16 выборки-хранения, первым входом вычитающего блока 18, первым входом умножителя 20, второй вход которого подключен к объединенным вьтхоДу блока 16 выборки-хранения и второму входу вычитающего блока 18, управляющий вход блока 16 выборки-хранения

SS подключен к выходу блока 17 управления блоком выборки-хранения, выход вычитающего блока 18 соединен с пер.ОI Кф - П

Р

Кф ы

Ug г Ф где Кф1, К ф4 — коэффициенты преобразования Фотоприемников;

I,, I „1 — интенсивности световых потоков, попадающих на фотоприемники.

Эти сигналы вычитаются в вычитающем блоке 12, а затем суммируются в сумматоре 13, после чего в делителе

14 происходит вычисление сигнала

М

I

0 14 К 11-14

К ф11 П1 — КФ1тр1

Кф1Х „ + Кф Х„,. где К 11-14 — коэффициент преобразования тракта вычитающий блок 12 — сумматор 13 - делитель 14.

Этот сигнал поступает на вход блока 16 выборки-хранения. При калиброввым входом умножителя 21, второй вход которого соединен с выходом блока 23 задания коэффициента и первым входом вычитающего блока 19, второй вход которого соединен с выходом умножителя

20, выходы блока 19 и умножителя 21 соединены с входами делителя 15, выход которого соединен с первым входом умножителя 22, второй вход которого подключен к входу блока 24 задания коэффициента, выход умножителя 22 подключен к блоку 25 вычисления арксинуса, выход которого служит электрическим выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Световой луч, генерируемый источником 1 света, преобразуется поляризатором 3 в линейно-поляризованный луч, который проходит оптическую систему из электрогирационных монокристаллов 4 и 5 и оптически прозрачного стержня 6. Затем световой луч расщепляется призменным анализатором 7 на два луча, которые попадают на входные площадки фотоприемников 9 и 10. Если к монокристаллам не прикладывается измеряемое напряжение U тогда выходные сигналы фотоприемников 9 и

10 вычисляются согласно выражений!

442924

Uar

U — К

19 19 П

19 г

K 1 К <8Kzo K 12-<4 (Ц 14 U 14) 15

19 2o (12- 14

П 14П14 ) К 19

12 — 14 15 18

К ф1? п

Кф| Ini +

1 . К 12- 14.

1 fl!

Кф2 Inz

+ sin 24 9„

KФ2 ю

K4 2 I nz °

------1 sin 2

K4

ЭО 2о К zoU 14 1 ь

1Ъ 20 12- 14 ке устройства, когда к монокристаллу не прикладывается напряжение Up блок

17 управления блоком выборки-хранения вырабатывает сигнал разрешения записи в блок 16 выборки-хранения.

В этом режиме выходной сигнал блока

16 выборки-хранения повторяет напряжение U . При подключении высокого напряжения к монокристаллу блок 16 выборки-хранения запоминает значение сигнала, поступающего на его первый вход, по сигналу управления, поступающему на управляющий блок 16 выборки-хранения от блока 17 управления. В результате этого на выходе блока 16 выборки-хранения образуется напряжение U,, которое поступает на входы вычитающего блока 18 и умножителя 20.

При действии измеряемого напряжения U, в монокристаллах 4 и 5 происходит поворот плоскости поляризации светового луча на угол d „ вследствие чего напряжение на выходе делителя 14 равно

Вычитающий блок выполняет .операцию вычитания напряжений

:18 18(14 14 ) > где К „, — коэффициент преобразования вычитающего блока 18.

Умножитель 20 выполняет функцию умножения где К, — коэффициент преобразования умножителя 20.

С помощью блока 23 задания коэффициента выбирается масштабный коэффициент

Умножитель 21 выполняет функцию перемножителя напряжений U 18 и Uzs, на его выходе образуется напряжение

U z1 П13П 23 K1 Ur 23(ц 14 U14) Вычитающий блок 19 производит вычисление сигналов

7

= К,Ä(UÄ - U,) =

К19 К 2а(К 11 <4 14 14)

5 где-К вЂ” коэффициент преобразования блока 19.

Напряжение на выходе делителя 15 определяется выражением - - 9К Ж"-12=14 з,п 2 ф

K ) T где К1 — коэффициент делителя 15, Блок 24 задания коэффициента вырабатывает сигнал

25 тогда на выходе умножителя 22 образуется напряжение

U zg = U „Uz4 = sin 2 « „

С помощью блока 25 определения арксинуса на выходе устройства формируется сигнал 35 U s r =- l 29 = 2 d 9„ т.е. выходной сигнал устройства пропорционален углу поворота плоскости поляризации d „и в случае неидентич4О ности оптических каналов. что способствует повышению точности измерений.

Формула изобретения

Электрогирационное устройство для бесконтактного измерения высоких напряжений по авт. св. 9 1298669, о т-, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, в функциональный преобразователь введены блок выборки-хранения, два вычитающих блока, три дополнительных умножителя, два блока задания коэффициента, делитель и блок управления блоком выборки-хранения, причем выход блока

55 управления блоком выборки-хранения соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, вход которого подключен к выходу первого делителя, объединенным по первым входам перво1442924

Составитель В.Степанкин

Редактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова Корректор С.Фекмар

° Заказ 6380/42 Тираж 772 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

ro вычитающего блока и первого дополнительного умножителя, вторые входы которых также объединены и подключены к выходу блока выборки-хранения, выход первого вычитающего блока подключен к первому входу второго дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого блока задания коэффициентов, подклю- 10 ченного также к второму входу второго вычитающего блока, первый вход которого подключен к выходу первого дополнительного умножителя, выходы второго вычитающего блока и второго умножителя соединены соответственно с первым и вторым входами делителя, выход которого подключен к первому входу третьего умнбжителя, второй вход которого соединен с выходом второго блока задания коэффициентов, а выход третьего умножителя — с первым вводом первого резистора.