Магнитооптический измеритель параметров периодических импульсов тока

 

Изобретение может быть использовано для регистрации формы периодических импульсов тока к измерения их амплитуды и позволяет повысить точность измерения. В магнитном поле расположена ячейка Фарадея, оптически соединенная через поляризатор 2 с источником 3 света и через анализатор 4 с фотоприемником 5, подключенным к предварительному усилителю 6. В устройство введены выпрямитель 7, двухкоординатный регистратор 8, ждущие мультивибраторы 9, 13 и 14, генераторы 10 и 12 пилообразного и медленно нарастающего напряжения и усилитель 15 мощности. Благодаря этому усиление сигнала осуществляется предварительным усилителем 6, настроенным на частоту, в N раз большую частоты следования импульсов измеряемого тока. В результате этого уменьшается погрешность измерения, обусловленная шумами источника 3 света и фотоприемника 5. 2 ил. О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 13/40, 15/07

ВСЕС(1 Щ. И, ...Я с уь Д 1 ,4т; Ц1 ЧИli й:;;*.:.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3953649/24-21 (22) 16.09.85 (46) 15.11.87. Бюл. ¹ 42 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72),В.Б.Архангельский, С.Ф.Глаголев, В.П.Зубков, Т.П.Казакова, T.Ã.Ïàëåé и M.М.Червинский (53) 621.317,312(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 917099, кл. G 01 R 13/40,13.08.80.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1182410, кл. G 01 R 13/40,17,02.84. (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для регистрации формы периодических импульсов тока †:;="мере ля

„„ЯЦ„„1352380 А.1 их амплитуды и позволяет повысить точность измерения. В магнитном поле расположена ячейка Фарадея, оптически соединенная через поляризатор 2 с источником 3 света и через анализатор 4 с фотоприемником 5, подключенным к предварительному усилителю 6.

В устройство введены выпрямитель 7, двухкоординатный регистратор 8, ждущие мультивибраторы 9, 13 и 14, генераторы 10 и 12 пилообразного и медленно нарастающего напряжения и усилитель 15 мощности. Благодаря этому усиление сигнала осуществляется предварительным усилителем 6, настроенным на частоту, в И раз большую частоты следования импульсов измеряемого тока, В результате этого уменьшается погрешность измерения, обусловленная шумами источника 3 света и фотоприемника 5. 2 ил.

52380 2

1 13

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к магнитооптическим измерителям тока, действие которых основано на эффекте Фарадея, и может быть использовано для регистрации формы периодических импульсов тока и измерения их амплитуды.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг, 1 представлена структурная схема магнитооптического измерителя; на фиг. 2 — диаграмма его работы, Измеритель содержит ячейку 1 Фарадея, расположенную в магнитном поле измеряемого тока, оптически связанную через поляризатор 2 с источником 3 света и через анализатор 4 с фотоприемником 5, подключенным к узкополосному предварительному усилителю 6, который через выпрямитель

7 соединен с У-входом двухкоординатного. регистратора 8. Вход синхронизации магнитооптического измерителя через первый ждущий мультивибратор 9 и генератор 10 пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора 11, второй вход которого сое динен с первым выходом генератора 12 медленно нарастающего напряжения и

Х входом двухкоординатного регистратора 8, а выход компаратора 11 — с входами второго 13 и третьего 14 ждущих мультивибраторов. Выход второго ждущего мультивибратора 13 подключен к второму входу третьего ждущего мультивибратора 14, выход которого через усилитель 15 мощности соединен с источником света 3.

Устройство работает следующим образом.

По входному синхронизирующему импульсу U (фиг. 2а), который опережает импульс измеряемого тока (фиг. 2б), первый ждущий мультивибратор 9 вырабатывает прямоугольный импульс П„ (фиг. 2в) с длительностью, превышающей максимально возможную длительность импульса измеряемого тока. Генератор пилообразного напряжения 10 вырабатывает пилообразное напряжение, длительность линейной части которого U, (фиг, 2г) несколько превышает возможную длительность импульса измеряемого тока. Компаратор

11 сравнивает выходное напряжение (фиг. 2д) генератора 12 медленно нарастающего напряжения с пилообраз15

HbfM H ll1IH eHIIe Un и вырабатывает импульсы Б„ (фиг. 2е), фронты которых совпадают по времени с.моментами равенства напряжений на входах компаратора 11, По передним фронтам этих импульсов второй ждущий мультивибратор 13 формирует импульсы U (фиг. 2ж), длительность которых превьш ает максимально возможную длительность импульсов измеряемого тока, Третий ждущий мультивибратор 14 вырабатывает короткие импульсы U (фиг. 2и), совпадающие с передним и задним фронтами выходных импульсов второго ждущего мультивибратора 13, эти импульсы через усилитель 15 мощности управляют источником 3 света, Таким образом, источник света генерирует пары световых импульсов, первый из которых совпадает с одним из мгновенных значений измеряемого тока, а второй формируется после окончания импульса тока. По мере изменения выходного напряжения генератора

12 медленно нарастающего напряжения задержка излучаемых источником 3 света импульсов относительно синхрониэирующих импульсов изменяется от нуля до максимума, а первый из световых импульсов поочередно совпадает со всеми мгновенными значениями импульсов измеряемого тока. Импульсный световой поток источника 3 света проходит поляризатор 2 и падает на ячейку 1 Фарадея, расположенную в магнитном поле измеряемого тока.

Азимут поляризации первого светового импульса после ячейки 1 Фарадея изменяется на угол, пропорциональный мгновенному значению измеряемого тока в момент действия этого импульса, а азимут поляризации второго импульса не изменяется..После анализатора 4 изменения азимута преобразуются в изменения интенсивности светового lIQ тока, который фотоприемником 5 преобразуется в электрический сигнал U y (фиг. 2к). Из этого сигнала узкополосный усилитель 6 выделяет И-ю гар-. монику U „(фиг. 2л) частоты следования импульсов, усиливает ее, а выпрямитель 7 детектирует. Выходное напряжение выпрямителя 7, пропорциональное мгновенному значению измеряемого тока в момент действия первого светового импульса, подается на Увход двухкоординатного регистратора 8, на Х-вход которого поступает напряжение с выхода генератора 12

135 медленно нарастающего напряжения, пропорциональное задержке первого светового импульса относительно импульса синхронизации.

Таким образом, на двухкоординатном регистраторе регистрируется форма импульса измеряемого тока. Для обеспечения нормальной работы измерителя необходимо выполнение соотношения

2m+1

2Nf где t — задержка между первым и

Ъ вторым световыми импульсамиэ — частота следования импульсов;

N — номер гармоники, которая выделяется узкополосным усилителем, m e, N.

Таким образом, усиление сигнала осуществляется узкополосным усилителем, настроенным на частоту, в N раз большую частоты следования импульсов измеряемого тока. В резуль тате этого уменьшается погрешность измерения, обусловленная шумами источника света и фотоприемника, а следовательно,.повышается точность измерения.

Формула и э о б р е т е н и я

Магнитооптический измеритель параметров периодических импульсов то2380

4 ка, содержащий ячейку Фарадея, расположенную в магнитном поле измеряемого тока, оптически связанную через поляризатор с источником света и через анализатор - с фотоприемником, подключенным к предварительному усилителю, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно снабжен тремя ждущими мультивибраторами, генератором пилообразного напряжения, генератором медленно нарастающего напряжения, компаратором, выпрямителем, усилителем мощности и двухкоординатным регистратором, при этом предварительный усилитель выполнен узкополосным и через выпрямитель подключен к У-входу двухкоординатно20 го регистратора, вход синхронизации магнитооптического измерителя через первый ждущий мультивибратор и генератор пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход компаратора соединен с выходом генератора медленно нарастающего напряжения и Х-входом двухкоординатного регистратора, а выход компаратора соединен с входами вто30 рого и третьего ждущих мультивибраторов, выход второго ждущего мульти.вибратора подключен к второму входу третьего ждущего мультивибратора, выход которого через усилитель мощности соединен с источником света.

1352380 и1

Оду

Составитель А.Цыпляков

Редактор Л.Веселовская Техред А.Кравчук Корректор II,Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 5561/43

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