Способ измерения действующего значения напряжения

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжений и токов сложной формы. Цель изобретения - расширение частотного диапазона измеряемых сигналов. Действующее значение измеряемого напряжения преобразуется в тепловой поток с помощью резистивного нагревателя 1. Тепловой поток прикладывается к ограниченному объему термооптической среды 2, через которую пропускают пучок монохроматического оптического излучения, сформированный лазером 3. Градиент температуры вызывает отклонение пучка монохроматического оптического излучения на угол, по величине которого определяют действующее значение напряжения. Цель достигается за счет исключения электрических помех от входной цепи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, SU„„1478133 А1 (5р 4 6 01 R 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4255863/24-21 (22) 03.06.87 (46) 07.05.89, Бюл. H 17 (7 1) Тартусский государственный университет (72) Л.И. Кромонов (53) 621.317.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1040431, кл. G 01 R 19/02, 1982.

Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства; Справоч- ник. - Киев! Наукова думка, 1979, с. 478. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро.измерительной технике и может быть использовано для измерения напряжений и токов сложной Формы. Цель изоб-. ретения - расширение частотного диапазона измеряемых сигналов. Действующее значение измеряемого напряжения преобразуется в тепловой иоток с помощью резистивного нагревателя 1.

Тепловой поток прикладывается к ограниченному объему термооптической среды 2, через которую пропускают пу" чок монохроматического оптического излучения, сформированный лазером 3.

Градиент температуры вызывает отклонение пучка монохроматического оптического излучения на угол, по величине которого определяют действующее значение напряжения, Цель достигается за счет исключения электрических помех от входной цепи. 1 ил.

1478133

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении напряжений и токов сложной формы.

Целью изобретения является расширение частного диапазона измеряемых

CHFHBJIOB °

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ изме- 10 рения действующего значения напряжения.

Устройство для измерения действующего значения напряжения содержит электротепловой преобразователь в виде резистивного нагревателя 1, установленного в контакте с элементом

2 термооптической среды заданных размеров, который расположен на- пути распространения луча 3 лазера, явля- 20 ющегося источником монохроматического оптического излучения. Угол отклонения луча 3 лазера от первонаI чального направления определяют при помощи любого известного устройства. 25

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряемое напряжение преобразуют в тепловой поток при помощи электро- 30 теплового преобразователя, например резистивного нагревателя 1 ° расположенного на одной из поверхностей элемента 2 термооптической среды с заданными размерами. В направлении, параллельном плоскости контактирова35 ния нагревателя 1 с элементом 2 термооптической среды, через него пропускают луч 3 лазера. Тепловой поток создает в объеме теплооптической среды градиент температуры в поперечном распространению луча 3 лазера направлении. А поскольку показатель преломления термооптической среды зависит от температуры, то в объеме элемента термооптической среды появляется градиент показателя преломле::ния. Это приводит к тому, что нормально падающий луч 3 лазера отклоняется, проходя ограниченный объем термооптической среды, от своего пер-50 воначального направления. Угол отклонения луча в термооптической среде, имеющий градиент показателя преломления в направлении, нормальном направлению падения луча, определя- 55 ется выражением

dII ап ат

8mb — -=b — - —ax = Зт Зх где 6 — угол отклонения луча от первоначального направления, Ь вЂ” толщина среды в направлении падения луча; п — показатель преломления среды;

«а Т вЂ - — градиент температуры в среах де.

Различные значения измеряемого напряжения обусловливают различные тепловые потоки, соответственно различные градиенты температуры в объеме среды и углы отклонения луча.

Значение угла отклонения луча от первоначального направления является мерой действующего значения измеряемого напряжения.

Пример. В качестве элемента 2 термооптической среды используют монокристалл арсенида галлия с заданными размерами. При длине волны

1,15 мкм оптического излучения в луче 3 лазера градиент показателя преломления в арсениде галлия составляет 2,8 .10 К ".Таким образом, при создании разности температур 1К, например, мощностью сигнала 100 мкВт, выделяемой на нагревателе 1, и длине элемента термооптической среды 10 мм угол отклонения,8 луча составит

3 10 рад, что может быть точно измерено.

Преобразование напряжения в тепло;вой поток одинаково в широком диапазоне частот. В устройстве, реализующем способ, отсутствует возможность утечки токов высокой частоты в выходную цепь, как это возможно в термопарных преобразователях. Это обусловлено отсутствием какой-либо ем -:. костной или гальванической связи между входной и выходной цепями, поскольку во входной цепи электротеплоо вой преобразователь, а в выходнойоптический» В результате уменьшается частотная погрешность измерения, что и ведет к расширению частотного диапазона. Кроме того, значение- угла отклонения, определяющее значение измеряемого напряжения, зависит только от градиента температур, но не от ее абсолютного значения. Это повышает независимость значений измерения от температуры окружающей среды.

Формула изобретения

Способ измерения действующего значения. напряжения, заключающийся в том, что преобразуют измеряемое

1478133

Составитель В.Степанкин

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Редактор С.Пекарь

Заказ 2358/44 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г;Ужгород, ул. Гагарина,!01 напряжение в тепловой поток, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с цецелью расширения частотного диапазона измеряемых сигналов, тепловой поток прикладывают к поверхности элемента термооптической среды за.данных размеров, формируют пучок монохроматического оптического излучения и пропускают его через ограниченный объем элемента термооптической среды параллельно плоской поверхности, измеряют угол между первона5 чальным направлением монохроматического пучка оптического излучения и его направлением после пропускания через элемент термооптической среды, по значению угла определяют действующее значение напряжения.