Электрогирационное устройство для измерения напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТКЛьСтвЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4055365/24-21 (22) 10.03.86 (46) 15.01.88. Бюл. №- 2. (71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР (72) В.Г.Николайченко, Л.А.Макаренко, Б.Е.Михалишин и Б,Г.Голота (53) 631.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1092416, кл. С 01 Е 13/40, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1298669, кл. G 01 R 13/40, 1985.

„„Я0„„1366950 A i (51)4 G 01 R 15/07% 13/40 (54) ЭЛЕКТРОГИРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Электрогирационное (ЭГ) устройство для измерения напряжения содержит источник

1 света, поляризатор 2, первичный датчик 3, анализатор 7, фотоприемники 8. 1-8.2, дифференциальный усилитель 9, оптически прозрачные электроды 5, имеющие металлические пластины 10. 1,10.п и пластинку из оптического стекла, диэлектрические корпусы,. световоды 20, токоподводы. ЭГ устройство позволяет увеличить размер поверхности, по которой может проходить электрический пробой, что существенно расширяет диапазон измеренных напряжений. 2 з,п. ф-лы. 3 ил.

1 13

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в высоковольтных установках для измерения напряжения.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых напряжений и повышение точности измерений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электрогирационного устройства для измерения напряжения, на фиг. 2 — схема диэлектрического корпуса, содержащего монокристаллы с оптически прозрачными электродами и элементами из оптического стекла; на фиг. 3 — схема устройства с разнесенными источником света и первичным датчиком.

Электрогирационное устройство содержит источник 1 света, поляризатор

2, первичный датчик 3, состоящий из монокристаллов 4 центросимметричного кристаллографического класса с оптически прозрачными электродами 5 на торцах, чередующимися с элементами 6 из оптического стекла, призменный анализатор 7, выходы которого оптически связаны с входами первого 8,1 и второго 8.2 фотоприемников, выходы которых соединены с входами дифференциального усилителя 9.

Оптически прозрачные электроды 5 выполнены в виде металлических пластин 10.1-10.2 — 10.п-1. 10.п с распо-, ложенными между ними элементами 6 из оптического стекла. В металличес66950 2

18, а к металлическому фланцу 11,1 токоподвод 19.

Входы фотоприемников 8.1 и,8.2

5 соединяются со световодами 17 при помощи оптических разъемов 16, после которых устанавливаются фокусирующие линзы 15.

В электрогирационном устройстве, приведенном на фиг. 3, источник 1 света и первичный датчик оптически соединяются посредством световода

20, выход которого через оптический разъем 21 соединен с металлическим корпусом 22, который содержит последовательно размещенные фокусирующую линзу 23 и поляризатор 2. Металлический корпус 22 электрически соединен с фланцем 11.1 и токоподводом 19.

Устройство работает следующим образом.

Световой луч, генерируемый источником 1 света, поляризуется поляризатором 2 и проходит оптическую систе25 му из электрогирационных монокристаллов 4 и оптически прозрачных электродов 5. Под воздействием измеряемого напряжения U в монокристаллах

4 происходит поворот плоскости поляризации светового луча на угол 1,„.

Затем световой луч расщепляется призменным анализатором 6 на два луча, которые преобразуются фотоприемниками 8, 1 и 8.2 в напряжения U, и U

Н„= —" Кф(1-qin 2,„), (1) ких пластинах по центру выполнены отверстия для прохода светового луча, при этом металлическая пластина 10. 1 соединена с металлическим фланцем

11. 1, а пластина 10.2 непосредственно соединена с монокристаллом 4. Монокристаллы 4 с оптически прозрачными электродами 5 и элементами 6 из оптического стекла помещены в диэлектрический корпус 12 и закреплены в нем при помощи фланцев 11.1 и 11,2, Источник 1 света и поляризатор 2 размещены в диэлектрическом корпусе

13, который жестко соосно соединен с первым торцом корпуса 12, с вторым торцом которого жестко соосно соединен металлический корпус 14, в котором последовательно размещены двулучевой призменный анализатор 7 с фокусирующими линзами 15 и оптическими разъемами 16 для подключения световодов 17, причем к металлическому корпусу 14 подсоединяется токоподвод, 2 ф(1+»n 2 т (2)

In

40 где I — интенсивность светового пои тока, прошедшего поляризатор

К вЂ” коэффициент преобразования ф фотоприемников;

,„ — угол поворота плоскости поляризации.

Дифференциальный усилитель 8 преобразует напряжения 11 и П в напряжение, пропорциональное напряжению, управляющему эффектом электрогирации,,и на торцах монокристаллов (3) где — коэффициент электрогирации;

n, — показатель преломления; — длина волны;

U — управляющее напряжение, Зг

13669

U — — — U,; (4)

1 7+1

4 пряжений и повышения точности измерений, в него введены два световода с оптическими разъемами, две фокусирующие линзы, металлический и два диэлектрических корпуса, один из которых содержит два металлических флйнца, первичный датчик помещен в первый диэлектрический корпус и закреплен в нем при помощи металлических фланцев, причем первый из фланцев одновременно служит токоподводом, источник света и поляризатор размещены во втором диэлектрическом корпусе, который жестко соосно соединен с первым торцом первого диэлектрического корпуса, с вторым торцом которого жестко соосно соединен металлический корпус, являющийся вторым токоподводом в котором размещены последовательно призменный анализатор с фокусирующими линзами, выходы которого через световоды соединены с входами фотоприемников, причем элементы первичного датчика из оптического стекла выполнены в виде пластин, поперечные размеры которых превышают их толщину и поперечные размеры монокристалла. где N — количество монокристаллов, С, — емкость между электродами монокристаллов;

С вЂ” емкость между электродами элементов из оптического стекла.

Таким образом, выходное напряжение дифференциального усилителя 9

N C (I 4

ПЛ "О о

Применение элементов б из оптического стекла в виде пластин, поперечные размеры которых превышают их толщину и поперечные размеры монокристаллов позволяет увеличить размер поверхности, по которой может происходить электрический пробой, поскольку поверхность, по которой происходит перекрытие, увеличивается за счет поверхностей стеклянных плас25 тинок (исключая ту часть поверхности, которая находится в контакте с электродом из проводящего материала и монокристаллом), Вследствие этого существенно расширяется и диапазон измеряемых напряжений.

2 ° Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оптически прозрачные электроды выполнены в виде металлических пластин с отверстием для прохода светового луча.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что источник света и первичный датчик оптически соединены посредством световода, выход световода через оптический разьем соединен с металлическим корпусом, содержащий последовательно размещенные фокусирующую линзу и поляризатор, причем металлический корпус жестко соосно соединен с диэлектрическим корпусом электрогирационного м6нокристалла с оптически прозрачными электродами, причем металлический корпус электрически соединен с первым металлическим фланцем и является токоподводом устройства.

Формула изобретения

1. Электрогирационное устройство для измерения напряжения, содержащее З5 последовательно оптически связанные источник света, поляризатор, первичный датчик и анализатор, причем первичный датчик состоит из электрогирационных монокристаллов центросиммет- 40 ричногб кристаллографического класса, чередующихся с элементами из оптического стекла, на торцах электрогирационных монокристаллов установлены оптически прозрачные электроды, вы — 45 ходы анализатора оптически соедине ны с входами двух фотоприемников, дифференциальный усилитель, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых на- 50

1366950

Составитель В.Степанкин

Редактор А.Маковская ТехредЛ.Олийнык

Корректор М.Ыароши

Заказ 6835/45 . Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4