Устройство для измерения тока

) (И 51)5 С 01 К 19 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУь й. ии инсти -ольтныническимТД,(57) Изобретениеизмерительной техтения - повышение относится к электро нике. 1 ель нзобреточности измерений сти применения усти расширение обля ройствя путем обе ности измерений в печения возможусловиях ионизиСЛ СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСтРО 1 СтВО,пПЯ И 31 РРГНИП Т рующего излучения. СветоизлучаннЧиэлемент 1 излучает сигнал, пропорциональный току в проводнике 14,воспринимаемый масштабируемым магнитно-индукционным преобразователем 4,0 птический сигнал через серическоезеркало 2, волоконно-оптические модули 3, проходноч волоконно-оптический изолятор б, оптический ветвитель7, полупрозрачное зеркало 9, Аильтры10, 11 поступает на Аотоприемники12, 13. Их сигнал обрабатываетсясумматорами 15, 16, усилителем 19 сизменяющимся коэАициентом усиленичи регистрируется регистратором 20.Сравнением с сигналами источников 17,18 опорного напряжения Аормируетсясигнал обратной связи, подаваемыйна затвор 21, с измеряющим коэААициентом усиления, модулирунюЧим светнепрерывного лазера 8, поступающийчерез сельАоки 22 ня сАерическое зеркало 2. 1 ил.1597746, Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контролетока либо няпряжения с гальваничес 5ким разделением измерительной и регистрирующей цепей,Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение областиприменения устройства за счет обеспечения возможности измерений в условиях ионизирующего облучения.На чертеже приведена Аункциональная схема устроцства.Устройство содержит. светоизлучающий элемент 1 сАерическое зеркало 2волоконно-оптические модули 3, масштабируемый мягнитоиндукционный преобразователь 4, балластное сопротив.ление 5, проходной волоконно-оптический изолятор 6, оптический ветвитель 7, непрерывный лазер 8, полупрозрачное зеркало 9, первый и второй фильтры 10 и 11, первый и втоРой Аотоприемники 12 и 13 проводник 14 с током, первый и второй сумматоры 15 и 16, первый и второй источники 17 и 18 опорного напряжения,усилитель 19 с изменяющимся коэААициентом усиления, регистратор 20,затвор 21 с изменяющимся коэААициентом пропускяния, сельАоки 22,1 и22,2.Последовательно соединенные светоизлучающий элемент 1, балластноесопротивление 5 и первичный масштабируемый преобразователь 4, а такжесАерическое зеркало 2 выполнены ввиде опорного узла, расположенногов непосредственноч близости.к проводнику 14 с током и образуют передаю 40ший блок, Остальные элементы входятв состав приемно-регистрирующегоблока, Связь передающего блока с приемно-регистрирующим осуществляется45волоконно-оптическим каналом связичерез волоконно-оптические модули 3и проходной волоконно-оптическийизолятор 6, выходы которого черезоптический ветвитель 7 и сельАок 22,1оптически связаны с входом затвора с50изменяющимся коэААициентом пропускания, а через сельАок 22,2, полупрозрачное зеркало 9 и первый и второйАильтры 10 и 11 соответственно - спервым и вторым Аотоприемниками 12 55и 13. Выход первого Фотоприемникаэлектрически соединен с входом усилителя 19 с изменяющимся коэААициен- том усиления, выход которого соединен с регистратором. Второй вход усилителя 19 с изменяющимся коэААициентом усиления соединен с выходом сумматора 15, первый вход которого соединен с выходом источника 17 напряжения, а второй вход в . с выходом второго Аотоприемникя 13, соединенного также с входом сумматора 16, второй вход которого соединен с выходом источника 18 опорного напряжения, а выход сумматора 16 соединен с управляющим входом затвора с изменяющимся коэААициентом пропускания, оптический вход которого связан с оптическим выходом непрерывного лазера 8.В статическом состоянии при отсутствии тока в токовом проводнике устройство работает следующим образом.Пучок света от непрерывного лазера 8 направляется в первый канал оптического ветвителя 7, через него поступает по волоконно-оптическим модулям 3 и проходному волоконно-оптическому изолятору 6 на сАеричес- кое зеркало 2, отразившись от него в обратном направлении, вновь по волоконно-оптическим модулям 3 и проходному волоконно-оптическому изолятору 6 поступает на оптический ветви- тель 7 и, пройдя его второй канал и сельАок 22, отразившись от полупрозрачного зеркала 9, поступает через второй Аильтр 11 ня второй Аотоприемник 13, где преобрязовывается в электрический сигнал, С выхода Аотоприемника 13 сигнал поступает на первый вход первого сумматора 15, ня второй вход которого поступает сигнал от источника 17 опорного сигнала, Сигнал рязбалянся с выхода сумматора 15 поступает ня вход цепи отрицательной обратной связи усилителя 19 с изменяемым коэААициентом усиления, Таким образом, устанавливается коэААициент усиления, пропорциональный величине затухания всего волоконно-оптического канала связи.При появлении тока или напряжения в контролируемой цепи электрический сигнал с выхода измерительного преобразователя 4, преобразованный в оптическое излучение светоизлучающим элементом 1, по оптическому каналу связи через второй канал оптического ветвителя 7 через полупрозрачное977466" 5 15 зеркало 9 и Аильтр 10 поступает на. первый Аотоприемник 12, где преобраэовывается в электрический сигнал и далее поступает на вход усилителя 19 с изменяемым коэААициентом усиления. С учетом коэААициента усиления, заданного уровнем сигнала с выхода сумматора 15, пропорционального величине затухания оптического канала связи, усиленный сигнал поступает на регистратор 20, где производится Аиксацня измеряемой величины 5 1 О 15 го 25 30 35 40 45 50 55 При воздействии внешних Аакторовна оптический сигнал (ионизирующееизлучение, механические нагрузки,температурный нагрев и т.д.) илиизменении уровня потерь, вносимыхоптическими разъемами при повторнойсборке устройства,изменяется величина оптического сигнала на входе второго Фотоприемника 13, причем этиизменения пропорциональны внешним воздействиям. Соответственно меняетсяуровень выходного сигнала на выходесумматора 15 и, как следствие, увеличивается коэФАициент усилителя 19с изменяющимся коэААициентом усиления ня величину, пропорциональнуюизменению потерь оптического канала.В соответствии с этим происходитдополнительное усиление электрического сигналя, поступающего с выходапервого Аотоприемникя. Тем самым компенсируется влияние внешних факторовна прохождение инАормяционного сигнала от светоизлучяющего элементак регистратору,Таким образом, устройство позволяет повысить точность измеренияпутем автоматической компенсациивлияния дестабилизирующих Аяктсрсвна канал передачи инАормяции от измерительного преобразователя к регистратору,Устройство обладает устойчивостьюк воздействию ионизирующего излучения, под действием которого в оптическом канале наводятся стабильные инестабильные полосы поглощения. Возникновение наведенного поглощенияуменьшает ксэААициент прспускянияволоконно-оптического канала связи,искажая тем самым инАормацию, передаваемую от измерительного преобразо-вателя к регистрирующему блоку. Этодостигается тем, что оптическое излучение от непрерывного лазера кроме диагностики потерь волоконнооптического канала связи выполняетеще Аункцию защитного излучения,Причем в зависимости от величины потерь и типа, наведенного ионизирующим излучением, потерь (стабильныеили нестабильные полосы поглощения)изменяется интенсивность диагностического оптического излучения. Этодостигается путем сравнения сигналаво втором сумматоре 16 от второгоАотоприемника 13 с вторым источником 18 опорного напряжения, Сигналразбаланса с выхода второго сумматора подается ня затвор 21 с изменяющимся коэААициентом пропускяния,увеличивая или уменьшая интенсивностьлазерного излучения, поступающего вволоконно-оптический канал связи,Использование принципа измененияинтенсивности диагностического лазерного излучения от источника, рас-положенного на приемной стороне,позволяет проводить Фотсобесцвечивяние как нестабильных полос поглощения, так и стабильных полос поглощения. Аотообесцвечивяние стабильных полос поглощения происходит за счет диагностического лазерного излучения в оптическом канале и, кяк следствие, его термического рязогрева, которнй приворотит к термоотжигуоптического канала и восстановлениюего пропускяния.Лри сборке устройства проводится калибровка оптического канала, Дляэтого ня первичный преобразователь подается калибровочный сигнал и путем изменения величины опорного напряжения первого источника опорного напряжения выбирается такой уровень выходного сигналя с выходя первого суммяторя, при котором показания регистратора соответствуют величине калибровочного сигнала, Величина этого опорного напряжения - паспортная характеристика устройства. Лри дальнейшей разборке и сборке устройства воздействие различных воздействий на него, корректировка результатов измерений производится автоматически. В процессе калибровки всего устройства устанавливается.также минимальная интенсивность лазерного излучения. Это достигается путем изменения величины опсрногс напряжения на выходе второго источника опорного напряжения. Учитывается, что большеСоставитель В,СтепанкинРедактор Н,Яцола Техред М.Дидык Корректор М.Кучерявая Заказ 3050 Тираж 557 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д; 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 7 15977 му напряжению на выходе второго сумматора аоответствует минимальная интенсивность лазерного излучения. Формула изобретения5 Устройство для измерения тока, содержащее первичный масщтабируемьгЪ преобразователь, соединенный со свето.1 О излучающим элементом, оптический выход которого связан с оптическим вхо" дом волоконно-оптического канала связи, фотоприемник, регистратор, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 15 повьппения точноси измерений и расширения области применения за счет обеспечения возможности измерений в условиях воздействия.ирнизирующего излучения, в устройство введены сАерическое зеркало, второй Аотоприемник, непрерывный лазер, оптический ветвитель, полупрозрачное зеркало, первый .и второй Аильтры, первый и второй сумматоры, затвор с изменяю щимся коэААициентом пропускания, два сельАока, усилитель с.изменяющимся коэААициентом усиления, причем оптический выход непрерывного лазера через затвор с изменяющимся коэААициентом пропускания и первый сельфоксвязан с первым выходом оптическоговетвителя, вход которого соединен свыходом волоконно-оптического каналасвязи, вход которого оптически соединен со сАерическим зеркалом, второй выход оптического ветвителя черезвторой сельАок и полупрозрачное зеркало оптически связан соответственнос входами первого и второго Аотоприемников, выход первого Аотоприемника электрически соединен с первым вхо.дом усилителя и.изменяющимся коэААициентом усиления, выход которогосоединен с регистратором, а второйвход усилителя с изменяющимся коэААицнентом усиления соединен с выходом первого сумматора, к первому ивторому входам которого подключенысоответственно выход первого источника опорного напряжения и выход второго Аотоприемника, соединенньй такжес первым входом второго сумматора, к второму входу которого подключен выход второго источника опорногонапряжения, выход второго сумматорасоединен с управляющим входом затвора с изменяющимся коэфАициентомусиления.