Устройство для измерения силы электрического тока

;1 .1 С; 0К5 / 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОП М 9и В.А.Красносель 088.8)свидетельство СССО К 15/02, 1978 НИЯ СИЛЬ ся к элеки может тройств использоваться для изме электрического тока в у высокого напряжения. Он ия силы тановк является СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА(57) Изобретение относиттроизмерительной технике дополнительным к изобретению по авт св. % 742805 и основано на примене нии магнитооптического эффекта Фара дея. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается путем измерения значения частоты, пропорционального силе тока. Устрой ство содержит источникдвухчастотного излучения, выполненньп, на - пример, на базе лазера, помещенного в соленоид, делитель 3 излучения, например полупрозрачное зеркало, поляризационные элементы 4 и 5, фотоприемники 6 и 7, модулятор 9 и блок 10 сравнения фаз. Для достижеения по:тавленной цели в ус о введены согласующий блок 2 и частотомер 8. 1 ил.(с -скорость распроНа чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства,Устройство содержит источникдвухчастотного излучения, управляемый по разности частот компонентов,выполненный на базе, например, лазера, помещенного в соленоид постоянного тока, согласующий блок 2,например усилитель постоянного тока,делитель 3 излучения, например полупрозрачное зеркало, поляризационныеэлемеьты 4 и 5 на основе поляроидной пленки или поляризационных призмфотоприемники 6 и 7, частотомер 8,модулятор 9, индуктивно связанныйс источником измеряемого тока и блок10 сравнения Фаэ, при этом на выходе источника 1 установлен делитель3, световой поток которого поступаетна вход измерительного канала. образованного модулятором 9, поляризационным элементом 5 и Фотоприемником 7, и на вход опорного канала,образованного поляризационным элементом 4 и Фотоприемником 6, выходыФотоприемников 6 и 7 соединены свходами блока 10 сравнения фаз, выход которого соединен с управляющимвходом источника 1 через согласующийблок 2, выход Фотоприемника 6 соединен с частотомером 8,Установка работает следующим образом,Световой поток источника 1 состоит из двух частотных компонентовоу = тб ь 1 (1) где Й, - частота компонента с правой поляризацией;2 - частота компонента с левойполяризацией;ВГ - величина зеемановского расщепления.Два компонента излучения, разнесенные по частоте на 2 Ь , можно Изобретение относится к электро- измерительной технике, основано на применении магнитооптического эффекта Фарадея, может быть использовано для измерения силы электрического тока в установках высокого напряжения и является усовершенствованием устройства по авт.св, Р 742805.Цель изобретения - повышение точности измерения путем измерения значения частоты, пропорционального силе тока,странения светаи - показатель преломления среды;,г - начальная фаза колебаний;- оптическая длина пути,После делителя 3 световой потокразделяется на опорный и измерительньй. Измерительный световой поток в отличие от опорного проходит 20 через модулятор 9, индуктивно связанный с измеряемым током 1.Известно, что под действием магнитного поля тока 1 показатели преломления вещества модулятора 9 для 2 право- и левополяриэованного излучения изменяются и становятся равнымип(+) =и + й п(Н) 1п(-)=и - ,ьп(Н) , (3) ЗО где и - показатель преломления вещества модулятора 9 в отгутГствии поля. Разность показателей преломлениядля право- и левополяриэованныхкомпонентов излучения можно выразить какп(+)-и(-)=211 п(Н)=Ч ,уН, (4)где Ч - постоянная Верде;% - длина волны излучения;4 ОН - надежность магнитного поля.Поляризационные элементы 4 и 5установлены так, что не пропускаютна фотоприемники 6 и 7 синусоидальные составляющие опорного и измери 45тельного световых потоков.На основании выражений (2) и (4)на выходе элементов 4 и 5 получаютЕ =Е соя(2 е Г - 1 2 ипйа Пус30 ние для Ь(;Устройство для измерения силы 1. я электрического тока по авт.св.ИНо -2 и,д) - 9 742805, о т л и ч а ю щ е е с я д Г. (8) 40 тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены согланность магнитного поля Нсующий блок и частотомер, при этом о предстао п е ставить каквыход блока сравнения фаз соединенчерез согласующий блок с управляющим входом источника двухчастотноэффициент, обуициент, обчсловленныйго излучения с взаимно противоположнст ией мо лято а 9.ными круговыми поляризациями компо 2 Чь 4 д 1нентов, а частотомер соединен с вы- Ц,с111ходом фотоприемника опорного канала.Составитель Г,РассмотроваРедактор Г.Волкова Техред О.Ващишина КорректорС.Шекмар Заказ 1010/56 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4- путь луча в среде в опорном канале;путь луча в среде в измерительном канале;1 - путь луча в магнитооптическом модуляторе 9,Ток на выходе фотоприемников 6и 7 пропорционален квадрату напряженности электрического поля, падающего на фотоприемник излучения(6)где ч" - фототок фотоприемника 6;11, - фототок фотоприемника 7;К - коэффициент передачи фотоприемников.Коэффициент передачи фотоприемников К не равен 0 только для составляющей напряженности электрического поля падающего излучения разностной частоты Г - Г , т,е. 2 Ь;.Учитывая сказанное, после возведения в квадрат (5) и упрощения получают выражение для фазы электри-.ческих сигналов фотоприемниковч,= НВ - ," АИ, ч-ч,2 пя-1 ц ( 1 2) 0 ( 2) г (-1 гг " ф Ц - 9, .1Отсюда разность фаз равна2 и 2 лпс 1 г с - (-) гг) 1.(7) де Ь = 0 гИспользуя (1), (31 и (4) перепишем выраже2 лд( =4- ЬЕсНапряжев (8) можн1Н=к, -где М - кокоТогдад Сдвиг фаз между электрическими сигналамп фотоприемников 6 и 7 равен алгебраической сумме сдвигов фаз( обусловленных эффектом Фарадея, и фазовым набегом на разнице длин оптических путей в опорном и измерительном каналах, т.е.27 с 4 ЬК .д= 1 + д 2п сгде Ь 2 - разность длин оптическихпутейЮ, Е=Е,-Е.1.д 2:и, "Е, - .Е, . В результате воздействия выходного сигнала блока О через блок 2, соединенный с управляющим входом источника 1, изменение разностной частоты компонентов излучения, обуслов- ленной зеемановским расщеплением, 20 приводит сдвиг фаз Ьц к нулю.При этом из (10) имеет Из (11) видно, что показания частотомера 8 пропорциональны измеряемому току,Формула изобретения