Оптико-электронный измеритель тока — SU 515065 (original) (raw)
О П И С А Н й Е р) 515 й 65ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВКДВТЛЛЬСТВУ Союэ СоветсюаСоциалистичесюаРеспублик(51) М. Кл 2 С 01 Я 15/02 Гееудерственный кемнтет6 еенте Мнннетрее СССРее делам нзееретеннйн еткрытнй(54) ОПТИКО-ЗЛЕКТРОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОКА Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения больших токов в линтптх высокого напряжения.Известен оптико-электронный измеритель к тока, содержаший источник свете, линейный поляризатор, ячейку Фарадея, управляемую измеряемым током, анализатор и фотодетектор.Устройство имеет вторую компенсируюшую систему с поляризатором, ячейкой Фарадея и аналюатором. Световой пучок от источника разделаетса на два потока, каж дый из которых поступает в соответствуюшую оптическую систему и затем на общий 1 фотодетектор. Ячейка фарадея компенсируюшей системы изменяет положение поляризации таким образом, что она становится противоположной плоскости поляризации первой (измерительной) ячейки Фарадея. 20Известное устройство имеет недостаточную точность, помехоустойчивость и стабильность измерения тока, обусловленные аналоговым принципом построения измерительной схемы, а также тем, что компен сациа н изнестном устройстве осуществляется по постоянному току, и световые помехи проходят вместе с полезным сигналом в цепь электрооптической обратной связи.Предлагаемый измеритель тока отличаетса введением н источник света блока нрашениа плоскости поляризации луча, управляемого генератором опорных электрических сигналон и сравнением фаз сигнала с фотодетектора измерительного канала и сигнала, поступаюших непосредственно с генеоатора, при этом сдвиг дла указанных сигналов характеризует величину измеряемого тока.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство состоит из поляризационно-оптической системы 1, высоковольтного блока 2 и электронного преобразователя 3Поляризационно-оптическая система и высоковольтный блок соединены между собой светонодами 4.Поляризационно-оптическая система со держит истоник поляризованного излучения 5 (лазер), блок вращения плоскости поля 515 О 653ризацииобразованный ячейкой Поккельса 6 с поперечным электрооптическим эффектом и оптичесхи связанной с ней четвертьволновой пластиной 7, котораа устанавливается по ходу луча после ячейки, приемную часть, образованную последовательно устанавливаемыми друг за другом светофильтром 8, анализатором (полароид) 9 и фотодетектором 10.Выход фотодетектора через усилитель 11 о подключен к одному иэ входов вычислителя сдвига фаз 12, входюпих в электронный преобразователь. Другой вход вычислителя подключен к выходу генератора 13 синусоидвльных электрических колебаний и одновре-б менно ко входу формирователа 14 линейноиэменающегося напряжения. Выход формирователя 14 подсоединен к электродам ячейки, а выход вычислителя - к указателю тока 15. ЖВысоковольтный блок выполнен в виде прямоугольной полой призмы 16 из материала, обладающего эффектом фарадея (например, стекла "тюхелый флинт). Ребра призмы имеют "скосы" под углом 45 о с зер. кальными покрытиями, причем скосы, оптически связанные со световодами, имеют участки; свободные от зеркального покрытия, для ввода и вывода оптического луча. Замк- нутость" магнитооптической цепи позволает снизить рвзмвгничиввющий 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, 40Устройство работает следующим образом,Линейно-изменяющееся напрюхение с частотой, определяемой настройкой генерв тора, с выхода формирователя поступает на управляющий вход ячейки Поккельса. При этом плоскость поляризации луча, излучаемого лазером, вращаетса с чвс;готой генерируемого генератором нвгояжения.При прохождении этого луча через высо ховольтный блок плоскость поляризации луча будет смешатьса на постоянный угол, пропорциональный величине измеренного тока в токопроводе, что приводит к смещению по фазе угла вращения поляризации нв выходе призмы.В результате на выходе фотодетектора обрвзуетса 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 определяетса принятым видом указателя величины тоФормула изобретенияОптико-электронный измеритель тока, содержащий магнитооптический цреобрвзователь, индуктивно свазвнный с цепью, в которой койтролируют тох, 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 нвлов и вычислителем сдвига фвз электрических сигналов, а в источник поляризованного света введен блох вращения плоскости поляризации луча с электрическим управлением, выпсцюненным, 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 вращениа плоскости поларизации и х одному из входов вычислителя сдвига фаз, второй вход которого соединен с фотодетектором, а выход - с указателем тока.515065 Изд. %Щ Тираж 1029 Подписное Заказ 1909 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 филиал ППП Патент, г. Ужгород, рщ. Проектная 4 Составителв А цРедактор д,Пинцуи Техред М.Семенов корректор Д Денискина