Способ измерения больших токов

(19) (И) 04 С 01 К 19/00 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ОПИСАН ТЕНИ- Ф й ; "41 е," СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ- ". -+ -,- с РЕСПУБЛИНя К АВТОРСКОМУ СИИ(56) Разин Г.И. Бесконтактное измерение электрических токов, М.: Атомиздат, 1974, с. 119-124.Патент Франции У 2110625,кл. С 01 К 13/40, 1972.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЫЧИХ ТОКОВ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения переменных и импульсных токов большой амплитуды. Пель - повышение точности и расширение диана" она измеряемых токовИзлучен сточника 1 света делится свет тельным элементом 2 на два луча. Через поляризаторы 3.1 и 3.2 лучи направляются на магнитооптическиекристаллы 4.1 и 4.2. Последние выполнены из материала, проявляющего эффект магнитополяризационной оптической активности, причем направленияэлектрической поляризации магнитооптических кристаллов противоположны,Регистрирующие блоки 5.1 и 5,2 оптического нуля фиксируют сигналыразбаланса, пропорциональные угламповорота плоскости поляризации лучей.По величине последних определяют величину измеряемого тока. 1 ил.просто напряженности внешнего магнитного поля (Н), а произведению ее на величину спонтанной поляризации 30 данного магнитооптического кристалла ( Р ). Следовательно, знак псевдогирационного вращения плоскости поляризации определяется не только направлением внешнего магнитного поля, но и ориентацией вектора спонтанной поляризации Р относительно Н. Таким образом, изменяя направление спонтанной поляризации кристалла, например путем его разворота на 40о180 либо переполяризации, при неизменном направлении внешнего магнитного поля можно создавать условия сложения либо вычитания эффектов Фарадея и псевдогирации45 Ы см Ыр+ Ыпг Ы, = 1 с,НйЫ= 1 с,(НР )с 1,50 суммарный угол магнитооптического поворотаплоскости поляризациисвета на выходе из магнитооптического кристаллатолщиной Й, представляющий собой суперпозицию где О, см Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для бесконтактного измерения переменных и импульсных токов большой и сверхбольшой амплитудыпреимущественно в электрофиэическихи силовых электротехнических установках,Цель .изобретения - повьппение точ 1 Оности измерений и расширение диапазона измеряемых токов,На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа. 15В основе способа лежит эффектмагнитополяризационной оптическойактивности (псевдогирации), возникающий при наложении внешнего магнит-ного поля на магнитооптический кристалл, обладающий спонтанной поляризацией (пирс- или сегнетоэлектрик),и проявляющийся в виде поворотаплоскости поляризации дополнительного к эффекту Фарадея, В отличие от 25последнего, величина псевдогирационной активности пропорциональна не фарадеевского с и псевдогирационногоЫ поворотов;К,и 1 - коэффициенты пропорциональности;(+) - соответствует противоположным ориентациям Р отзносительно внешнего магнитного поля.Линейность псевдогирации по напряженности внешнего магнитного поля подобно фарадеевскому эффекту обеспечивает возможность ее использования для измерения силы тока. Более того, в случаях измерения сверхбольших токов использование псевдогира" ции является предпочтительным, так как величина обусловленной ею активности на два порядка меньше фарадеевской и, следовательно, не сопровождается возникновением углов поворота плоскости поляризации кратных 360 , что в конечном итоге обеспечивает повьппение точности измерений и упрощение измерительной аппаратуры.Излучение от источника 1 света, например лазера, пропускается через светоделительный элемент 2, после чего оба луча попадают на поляризаторы 3. 1 и 3.2 и направляются на два индентичных и противоположно поляризованных магнитооптических кристалла, например РЬ СеО 4.1 и 4.2, помещенных в магнитное поле из,меряемого тока 1, При этом регистрирующие блоки 5.1 и 5.2 оптического нуля фиксируют сигналы разбаланса, пропорциональные (о +Ы,ц.) и (Ыф-Ы) соответственно. Осуществляя вычитание сигналов, получают электрический сигнал, пропорциональный 2 Ы , а следовательно и 2 Р Я. Поскольку Р для каждого конкретного полярного материала является величиной известной и постоянной, то, произведя соответствующую калибровку, по величине сигнала, пропорционального магнитно- . му полю, можно измерить величину тока.Измерение не фарадеевского, но . псевдогирационного поворота исключает возможность появления углов, кратных 360 , и устраняет таким образом связанные с последним погрешности, Параллельная установка двух магнитооптических кристаллов обеспечивает то преимущество, что внешние помехи, как то: электромагнитные наводки,1479885 изменение температуры окружающейсреды и т.п., приводят к возникновению одинаковых сигналов в обоихизмерительных плечах и не вносятвклад в разницу сигналов, регистрируемых блоками 5.1 и 5.2, делая таким образом способ в целом нечувствительным к перечисленным Факторам. чения пропускают через второи магнитооптический кристалл, измеряют разность углов поворота плоскости поляризации для первого и второго пучковоптического излучения, по полученнойразности определяют величину измеряемого тока, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностии расширения диапазона измерений,располагают второй магнитооптический кристалл в магнитном поле измеряемого тока так, чтобы оптическиеоси первого и второго магнитооптических кристаллов были параллельны,причем магнитооптические кристаллыпредварительно электрически поляриэуют с противоположным направлениемвекторов поляризации в каждом измагнитооптических кристаллов. формула изобретения Способ измерения больших токов, заключающийся в том, что формируют два поляризованных пучка оптическо" го излучения, первый пучок оптического излучения пропускают через первый магнитооптический кристалл, помещенный в магнитное поле измеряемого тока, второй пучок оптического излуСоставитель В.СтепанкинТехред А,Кравчук Корректор М.Максимишинец Редактор Т.Парфенова Тираж 714 Заказ 2539/44 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР,113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5