Магнитооптический преобразователь переменного и импульсного токов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Яш 1339453 А 1(51) 4 С О К 15/07 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬИБ,". К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения(56) Авторское свидетельство СССРФ 137403, кл. С 01 К 13/40,17.01.83.Измерительная техника, 1984, Ф 5,с. 287.(54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО И ИМПУЛЬСНОГО ТОКОВ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и можетбыть 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 1 О и 11 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 13Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частностик магнитооптическим преобразователям, основанным на эффекте Фарадея,и может быть использовано для измерения силы тока высоковольтных линийэлектропередач и для проверки измерительных трансформаторов тока наэнергетических объектах,Цель изобретения - повышение точности преобразования переменных иимпульсных токов.На чертеже приведена структурнаясхема магнитооптического преобразователя,Ячейка Фарадея 1, расположеннаяв магнитном поле измеряемого тока,оптически связана через поляризатор2 и первый световод 3 с источником4 света и через двухлучевой анализатор 5 и второй 6 и третий 7 световоды с первым 8 и вторым 9 фотоприемни -ками, выходы которых присоединены квходам первого 10 и второго 11 усилителей фототока, а их выходы подключены к входам блока 12 суммирования иблока 13 вычитания и через первый14 и второй 15 фильтры нижних частотк входам первого 16 и второго 17 дифференциальных усилителей. Вторые входы последних соединены с источником18 опорного напряжения, а выходы -с управляющим входом соответствующихусилителей фототока 1 О и 11. Выходблока 13 вычитания является выходоммагнитооптического преобразователя,а выход блока 2 суммирования черезфильтр 19 верхних частот и управляемый источник 20 тока подключен квходу источника 4 света,Преобразователь работает следующим образом.Световой поток от источника 4проходит первый световод 3, поляризатор 2 и поступает в ячейку Фарадея 1. Азимут поляризации прошедшегоячейку Фарадея 1 света изменяет наугол, пропорциональный величине измеряемого тока. После двухлучевогоанализатора 5 световой поток расщепляется на две составляющие с ортогональной поляризацией, интенсивностикоторых модулированы по закону изменения тока, но имеющие противоположные фазы. Эти потоки по второму 6и третьему 7 световодам поступаютна первый 8 и второй 9 фотоприемники, которые преобразуют их в элек 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 11 фототока постоянные составляющие, а первый 16 и второй 17 дифференциальные усилители сравнивают эти составляющие с опорным напряжением источника 18 и управляют усилителями фототока 1 О 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 11 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 из 1 за которых происходит модуляция выходных напряжений усилителей О 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 переменная 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 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 33945 ника 4 света таким образом, чтобы интенсивность светового потока, падающего на ячейку Фарадея, оставалась постоянной.5В результате этого исключается влияние вибраций энергетических объектов на точность измерения магнитооптическим преобразователем. 1 ОФормула 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 первыйи второй усилители фототока, управляющие входы которых через первыйи второй дифференциальные усилителисоединены с выходами первого и второго фильтров нижних частот, выходыусилителей фототока соединены с входами блоков суммирования и вычитания,второй вход первого дифференциального усилителя подключен к источникуопорного напряжения, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности преобразования, в негодополнительно введены фильтр верхнихчастот и регулируемый источник тока,при этом входы первого и второгофильтров подключены к выходам соответствующих усилителей фототока, источник опорного напряжения соединенс вторым входом второго дифференциального усилителя, а выход блокасуммирования через фильтр верхнихчастот и регулируемый источник токасоединен с входом источника света.