Устройство для измерения электрических величин
Владельцы патента RU 2312364:
Федеральное Государственное Унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" (ФГУП "ВНИИФТРИ") (RU)
Предложенное изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения силы постоянного и переменного токов, электрических напряжений и сопротивлений. Техническим результатом, получаемым от реализации изобретения, является получение на выходе измерительного устройства оптического сигнала, параметры которого пропорциональны измеряемой электрической величине. Предложенное устройство для измерения электрических величин содержит биметаллическую спираль, на концы которой нанесены измерительные контакты для ее подключения к контролируемой электрической цепи, и усилитель, соединенный выходом с регистратором, предметную и опорную волоконные катушки, оптически согласованные через источник когерентного света и фотоприемник в волоконно-оптический интерферометр, при этом выход фотоприемника подключен к входу усилителя, а предметная волоконная катушка нанесена с натягом на биметаллическую спираль. Предметная волоконная катушка может быть нанесена на биметаллическую спираль с помощью клея. Опорная волоконная катушка может быть расположена между витками биметаллической спирали рядом с предметной волоконной катушкой. Регистратор может быть выполнен в виде счетчика импульсов или измерителя величины фототока. Предложенное устройство может дополнительно содержать фазосдвигающее устройство, расположенное в одной из волоконных катушек. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения силы постоянного и переменного токов, электрических напряжений и сопротивлений.
Известно устройство того же назначения, содержащее биметаллическую спираль, на концы которой нанесены измерительные контакты для ее подключения к контролируемой электрической цепи, и усилитель, соединенный выходом с регистратором /ЕР №0087985, кл. G01R 5/26, 1983/.
Данное устройство принято за прототип.
Недостатком прототипа является отсутствие оптического сигнала на выходе устройства для согласования последнего с оптико-волоконной линией связи.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является получение на выходе измерительного устройства оптического сигнала, параметры которого пропорциональны измеряемой электрической величине.
Данный технический результат достигают за счет того, что известное устройство для измерения электрических величин, содержащее биметаллическую спираль, на концы которой нанесены измерительные контакты для ее подключения к контролируемой электрической цепи, и усилитель, соединенный выходом с регистратором, дополнительно содержит предметную и опорную волоконные катушки, оптически согласованные через источник когерентного света и фотоприемник в волоконно-оптический интерферометр, при этом выход фотоприемника подключен ко входу усилителя, а предметная волоконная катушка нанесена с натягом на биметаллическую спираль, например, с помощью клея.
При этом опорная волоконная катушка расположена между витками биметаллической спирали рядом с предметной волоконной катушкой.
Регистратор может быть выполнен в виде счетчика импульсов или измерителя величины фототока. В последнем случае в одной из волоконных катушек располагают фазосдвигающее устройство.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена биметаллическая спираль, на которую нанесены с натягом с помощью клея витки оптической волоконной катушки (на чертеже не показанной); на фиг.2 представлена оптико-электронная схема устройства.
Устройство для измерения электрических величин содержит биметаллическую спираль 1, на концы которой нанесены измерительные контакты 2, соединенные с электрическими клеммами 3 (фиг.1).
На биметаллическую спираль 1 с натягом прикреплена (например, с помощью клея) предметная оптическая волоконная катушка 4 (фиг.2), а между витками биметаллической спирали 1 расположена опорная оптическая волоконная катушка 5 (на фиг.1 волоконные катушки не представлены).
Волоконные катушки 4, 5 оптически согласованы в волоконно-оптический интерферометр (ВОИ) с источником 6 когерентного света и фотоприемником 7.
В одной из волоконных катушек ВОИ имеется фазосдвигающее устройство 8.
Выход фотоприемника через усилитель 9 фототока подключен параллельно к счетчику 10 импульсов или к измерителю 11 фототока.
Устройство работает следующим образом.
С помощью клемм 3 подключают биметаллическую спираль к контролируемой цепи.
Электрический ток, проходя по биметаллической спирали 1, нагревает ее. В результате нагрева спираль меняет свою форму. Это приводит к дополнительным напряжениям предметной волоконной катушки 4, нанесенной на биметаллическую спираль.
Если контролируемый ток большой, то выходной сигнал ВОИ будет в виде множества интерференционных пиков, регистрируемых счетчиком 10 импульсов.
Если контролируемый ток мал, то ВОИ работает в пределах четверти интерференционной полосы. Для этого предварительно начальную разность фаз интерферирующих лучей ВОИ устанавливают равной 90° с помощью фазосдвигающего устройства 8. И с помощью измерителя 11 измеряют величину фототока, пропорциональную контролируемой величине.
В обоих случаях устройство предварительно проходит градуировку.
Расположение опорной волоконной катушки 5 между витками биметаллической спирали 1 позволяет избавиться от влияния изменений температуры внешней среды на результаты измерений.
Таким образом, на выходе устройства наблюдается оптический сигнал, что позволяет согласовывать устройство с волоконно-оптической линией связи. Этим достигается поставленный технический результат.
1. Устройство для измерения электрических величин, содержащее биметаллическую спираль, на концы которой нанесены измерительные контакты для ее подключения к контролируемой электрической цепи и усилитель, соединенный выходом с регистратором, отличающееся тем, что дополнительно содержит предметную и опорную волоконные катушки, оптически согласованные через источник когерентного света и фотоприемник в волоконно-оптический интерферометр, при этом выход фотоприемника подключен к входу усилителя, а предметная волоконная катушка нанесена с натягом на биметаллическую спираль.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предметная волоконная катушка нанесена с натягом на биметаллическую спираль с помощью клея.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная волоконная катушка расположена между витками биметаллической спирали рядом с предметной волоконной катушкой.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регистратор выполнен в виде счетчика импульсов.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит фазосдвигающее устройство, расположенное в одной из волоконных катушек, а регистратор выполнен в виде измерителя величины фототока.
