Магнитооптический преобразователь переменного и импульсного токов

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий электропередач и для проверки измерительных трансформаторов тока на энергетических объектах. Устройство использует эффект Фарадея и содержит ячейку 1 Фарадея, которая оптически связана через поляризатор 2 и первый световод 3 с источником света 4 и через двухлучевой анализатор 5 и световоды 6 и 7 - с фотоприемниками 8 и 9. Устройство также содержит усилители 10 и 1 фототока, блоки суммирования 12 и вычитания 13, фильтры 14 и 15 ршжних частот, дифференциальные усилители 16 и 17, источник 18 опорного напряжения, фильтр 19 верхних частот и управляемь й источник 20 тока. Изобретение позволяет исключить влияние вибраций энергетических объектов на точность измерений , выполняемых магнитооптическим преобразователем, что обеспечивает повышение точности преобразования.il ил. Л Низкий патенци.ал : СА: х . ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))4 G О) R )5/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬИБ, :.) Мц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4059703/24-2) (22) 21 . 04. 86 (46) 23. 09. 87. Бюп. Ф 35 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) В.Б.Архангельский, С.Ф.Глаголев, Т.П.Казакова и Т.Г.Палей (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф l)37403, кл. G 01 R 13/40, )7.01.83.

Измерительная техника, 1984, N- 5, с. 287. (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО И ИМПУЛЬСНОГО TOKOB (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий элек— тропередач и для проверки измериSU„„1339453 А 1 тельных трансформаторов тока на энергетических объектах. Устройство использует эффект Фарадея и содержит ячейку 1 Фарадея, которая оптически связана через поляризатор 2 и первый световод 3 с источником света 4 и через двухлучевой анализатор 5 и световоды 6 и 7 — с фотоприемниками

8 и 9. Устройство также содержит усилители 10 и ll фототока, блоки суммирования 12 и вычитания 13, фильтры 14 и 15 нижних частот, дифференциальные усилители 16 и !7, источник

18 опорного напряжения, фильтр )9 верхних частот и управляемый источник 20 тока. Изобретение позволяет а исключить влияние вибраций энергети" ческих объектов на точность измерений, выполняемых магнитооптическим преобразователем, что обеспечивает С повышение точности преобразования Л ил .

1 l3

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к магнитооптическим преобр азов ателям, основанным на эффекте Фарадея, и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линий электропередач и для проверки измерительных трансформаторов тока на энергетических объектах, Цель изобретения — повышение точности преобразования переменных и импульсных токов.

На чертеже приведена структурная схема магнитооптического преобразователя.

Ячейка Фарадея 1, расположенная в магнитном поле измеряемого тока, оптически связана через поляризатор

2 и первый световод 3 с источником

4 света и через двухлучевой анализатор 5 и второй 6 и третий 7 световоды с первым 8 и вторым 9 фотоприемни— ками, выходы которых присоединены к входам первого 10 и второго 11 усилителей фототока, а их выходы подключены к входам блока 12 суммирования и блока 13 вычитания и через первый

14 и второй 15 фильтры нижних частот к входам первого 16 и второго 17 диф— ференциальных усилителей. Вторые входы последних соединены с источником

18 опорного напряжения, а выходы— с управляющим входом соответствующих усилителей фототока 10 и 11. Выход блока 13 вычитания является выходом магнитооптического преобразователя, а выход блока !2 суммирования через фильтр 19 верхних частот и управляемый источник 20 тока подключен к входу источника 4 света.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от источника 4 проходит первый световод 3, поляризатор 2 и поступает в ячейку Фарадея 1. Азимут поляризации прошедшего ячейку Фарадея 1 света изменяет на угол, пропорциональный величине измеряемого тока. После двухлучевого анализатора 5 световой поток расщепляется на две составляющие с ортогональной поляризацией, интенсивности которых модулированы по закону изменения тока, но имеющие противоположные фазы. Эти потоки по второму 6 и третьему 7 световодам поступают на первый 8 и второй 9 фотоприемники, которые преобразуют их в элек5

55 трические сигналы, подают на входы первого 10 и второго 1 усилителей фототока. Первый 14 и второй 15 фильтры нижних частот выделяют из выходных напряжений усилителей !О и ll фототока постоянные составляющие, а первый 16 и второй 17 дифференциальные усилители сравнивают эти составляющие с опорным напряжением источника 18 и управляют усилителями фототока 10 и 11 таким образом, чтобы эти постоянные составляющие были равны опорному напряжению. Выходные напряжения усилителей

10 и 11 фототока поступают на блок

13 вычитания, который вырабатывает на своем выходе переменное напряжение, равное удвоенной переменной составляющей выходных напряжений усилителей 10 и ll фототока. Это напряжение пропорционально измеряемому току. Выходные напряжения усилителей 10 и 11 фототока также поступают на блок 12 суммирования, который вырабатывает на своем выходе постоянное напряжение, равное по величине удвоенной постоянной составляющей выходных напряжений усилителей 10 и 11 фототока. Если при измерении магнитооптическим преобразова— телем возникают вибрации первого световода 3, происходит флуктуация азимута поляризации частично поляризованного светового потока на выходе этого световода. После поляризатора 2 флуктуации азимута превращаются в флуктуации интенсивности из1 за которых происходит модуляция выходных напряжений усилителей 10 и 11 фототока. Система регулирования коэффициентов передачи усилителей 10 и 11 фототока эту модуляцию не отрабатывает, так как частотный спектр модуляции так же как и измеряемого тока расположен значительно вьппе частоты среза фильтров 14 и 15 нижних частот. Модуляция выходных напряжений обоих усилителей 10 и 11 фототока происходит в одной и той же фазе, благодаря этому на выходе блока 12 суммирования возникает пере— менная составляющая, пропорциональная флуктуациям интенсивности светового потока на входе ячейки Фарадея.

Эта переменная составляющая выделяется фильтром 19 верхних частот, воздействуя .на регулируемый источник 20 тока, изменяет интенсивность источСоставитель В.Степанкин

Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Редактор Н.Рогулич

Заказ 4215/34

Тираж 730 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 з !33945 ника 4 света таким образом, чтобы интенсивность светового потока, падающего на ячейку Фарадея, оставалась постоянной.

В результате этого исключается влияние вибраций энергетических объектов на точность измерения магнитооптическим преобразователем.

1О

Формула изобретения

Магнитооптический преобразователь переменного и импульсного токов, содержащий ячейку Фарадея, расположенную в магнитном поле измеряемого тока, оптически связанную через поляризатор, и первый световод с источником света, а также через двухлучевой анализатор, второй и третий световоды с первым и вторым фотоприемниками, к выходу которого подключены первый и второй усилители фототока, управляющие входы которых через первый и второй дифференциальные усилители соединены с выходами первого и второго фильтров нижних частот, выходы усилителей фототока соединены с входами блоков суммирования и вычитания, второй вход первого дифференциального усилителя подключен к источнику опорного напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения точности преобразования, в него дополнительно введены фильтр верхних частот и регулируемый источник тока, при этом входы первого и второго фильтров подключены к выходам соответствующих усилителей фототока, источник опорного напряжения соединен с вторым входом второго дифференциального усилителя, а выход блока суммирования через фильтр верхних частот и регулируемый источник тока соединен с входом источника света.