Оптико-электронный измеритель тока

 

О П И C А Н И Е () 515й65

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДВТЛЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено27.01.75 (21) 2100372i23 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл2GOlR 15/02

Гееудерственный кеиетет

6оанта еенннетрее СССР ее денем нзееретеннй н етнрытнй (43) Опублнковано25.05.7б.Бюллетень №19 (53) УДКб21.317. .7 (088.8)

„. (45) Дата опубликования описании.i O ..08.7б (72) Авторы Н. Ф. Никитенко, В. Б., Мижйд.ов„А. Г.:"-уйван,. H. H. Кукса, изобретения Т. ь. (.ьч-.: . т0 В, Титов -,. И A.. Ъ: —.лудько (71) Заявитель (54) ОПТИКО ЗЛЕКТРОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения больших токов в литпитх высокого напряжения.

Известен оптико-электронный измеритель к тока, содержаший источник света, линейный поляризатор, ячейку фарадея, управляемую измеряемым током, анализатор и фотодетектор.

Устройство имеет вторую компенсирующую систему с поляризатором, ячейкой Фаpanes и аналюцьтором. Световой пучок от источника разделяется на два потока, каж дый из которых поступает в соответствуюшую оптическую систему и затем на обший та фотодетектор. Ячейка Фарадея компенсирующей системы изменяет положение поляризации таким образом, что она становится противоположной плоскости поляризации первой (измерительной) ячейки Фарадея. 20

Известное устройство имеет недостаточную точность, помехоустойчивость и стабильность измерения тока, обусловленные аналоговым принципом построения измерительной схемы, а также тем, что компен- 25 сация в язве тном устройстве осуществляется по постоянному току, и световые помехи проходят вместе с полезным сигналом в цепь электрооптической обратной связи.

Предлагаемый измеритель тока отличается введением в источник света блока врашения плоскости поляризации луча, управляемого генератором опорных электрических сигналов и сравнением фаз сигнала с фотодетектора измерительного канала и сигнала, поступаюших непосредственно с генератора, при этом сдвиг для указанных сигналов характеризует величину измеряемого тока.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из поляризационно-оптической системы l, высоковольтного блока 2 и электронного преобразователя 3

Поляризационно-оптическая система и высоковольтный блок соединены между собой световодами 4.

Поляризационно-оптическая система со держит источник поляризованного излучения

5 (лазер), блок врашения плоскости поля515065

3 ризации„образованный ячейкой Поккельса 6 с поперечным электрооптическим эффектом и оптически связанной с ней четвертьволновой пластиной 7, которая устанавливается по ходу луча после ячейки, приемную часть, образованную последовательно устанавливаемыми друг за другом светофильтром 8, анализатором (поляроид) 9 и фотодетектором 10.

Выход фотодетектора через усилитель 11 ц) подключен к одному иэ входов вычислителя сдвига фаз 12, входящих в электронный преобразователь. Другой вход вычислителя подключен к выходу генератора 13 csgycoидальных электрических колебаний и одновре-б менно ко входу формирователя 14 линейноиэменяющегося напряжения. Выход формирователя 14 подсоединен к электродам ячейки, а выход вычислителя — к указателю тока 15. 2U лучаемого лазером, вращается с частотой генерируемого генератором наыояжения.

При прохождении этого луча через высо ховольтный блок плоскость поляризации луча будет смешаться на постоянный угол, пропорциональный величине измеренного тэка в токопроводе, что приводит к смещению по фазе угла вращения поляризации на выходе призмы.

В результате на выходе фотодетектора образуется гармонический электрический сигнал с частотой генератора, фаза которого сдвинута относительно опорного сигнала иа выходе генератора яа величину, пропорциональную переменному току. Указанный сдвиг фаз преобразуетса вычислителем в сигнал, вид которого определяется принятым видом указателя величины то. формула изобретения

Высоковольтный блок выполнен в виде прямоугольной полой призмы 16 из материала, обладающего эффектом Фарадея (например, стекла "тяжелый флинт«). Ребра призмы имеют «скосы" под углом 45о с зеркальными покрытиями, причем скосы, оптически связанные со световодами, имеют участки; свободные от зеркального покрытия, для ввода и вывода оптического луча. Замк- ) нутость магнитооптической цепи позволяет снизить размагничивающий фактор и одновременно путем многократного прохождения оптического луча по замкнутой траектории вокруг токопровода 17 повысить коэффи-,ц циент передачи (чувствительность). Количество световых витков" можно регулировать, например, путем регулировки угла, под которым оптический луч входит и выходит в призму. 40

Устройство работает следующим образом.

Линейно-изменяющееся напряжение с частотой, определяемой настройкой генера- 45 тора, с выхода формирователя поступает на управляющий вход ячейки Поккельса.

При этом плоскость поляризации луча, изОптико-электронный измеритель тока, содержащий магнитооптический цреобраэователь индуктивно связанный с цепью, в zo торой контролируют ток, и оптически вклю ченный между источником поляризованного света и приемным блоком, состоящим из анализатора, фотодетектора и указателя тока, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, помехоустойчивости и стабильности измерения, он снабжен генератором опорных электрических сиг. налов и вычислителем сдвига фаз электрических сигналов, а в источник поляризованного света введен блох вращения плоскости поляризации луча с электрическим управлением, выполненным, например, в виде оптически связанных между собой четвертьволновой пластины и электрооптической ячейки, и включенным на оптическом выходе источника поляризованного света, причем выход генератора подключен к управляющему входу блока вращения плоскости поляризации и к одному из входов вычислителя сдвига фаз, второй вход которого соединен с фотодетектором, а выход — с указателем тока.

515065

Изд. М f$(Тираж 1029 Подписное

Заказ $9o9

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушскаи наб., 4

Филиал ППП Патеит, г. Ужгород, уа- Проектик. 4

Составителв А ц

Редактор Д Пиит и Техред N.с- иод корректор д д