RU132569U1

RU132569U1 - MAGNETO-OPTICAL DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC FIELDS AND ELECTRIC CURRENTS

Info

Publication number: RU132569U1
Application number: RU2013117757/28U
Authority: RU
Inventors: Арсений Игоревич Евстафьев; Марат Абдуллович Ураксеев
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-09-20

Abstract

Магнитооптическое устройство для измерения магнитных полей и электрических токов, содержащее светодиод, последовательно расположенные по ходу его луча входной поляризатор, чувствительный магнитооптический элемент и первый (двулучепреломляющий) анализатор с пространственным разведением лучей взаимно ортогональных поляризаций, первый и второй фотодиоды, связанные с первым (двулучепреломляющим) анализатором и расположенные по ходу разведенных лучей, а также первый дифференциальный усилитель, соединенный с выходами первого и второго фотодиодов, и последовательно соединенные с первым дифференциальным усилителем компаратор, усилитель тока и компенсационную электромагнитную катушку, отличающееся тем, что дополнительно введены оптический разветвитель с двумя выходами, второй анализатор, третий фотодиод, резистор, второй дифференциальный усилитель и блок обработки информации, при этом оптический разветвитель соединен выходами с первым (двулучепреломляющим) и вторым анализаторами и расположен на выходе чувствительного магнитооптического элемента, резистор включен последовательно с усилителем тока и компенсационной электромагнитной катушкой, второй дифференциальный усилитель параллельно подключен к резистору и соединен выходом с первым входом блока обработки информации, третий фотодиод входом соединен с выходом второго анализатора, а выходом - со вторым входом блока обработки информации.A magneto-optical device for measuring magnetic fields and electric currents, containing an LED, an input polarizer sequentially located along its beam, a sensitive magneto-optical element and a first (birefringent) analyzer with spatial dilution of mutually orthogonal polarization beams, the first and second photodiodes associated with the first (birefringent) analyzer and located along the diluted beams, as well as the first differential amplifier connected to the outputs of the first and second photodiodes, and a comparator, a current amplifier and a compensation electromagnetic coil connected in series with the first differential amplifier, characterized in that an optical splitter with two outputs, a second analyzer, a third photodiode, a resistor, a second differential amplifier and an information processing unit are additionally introduced, while an optical splitter connected by the outputs to the first (birefringent) and second analyzers and located at the output of the sensitive magneto-optical element, the resistor is on in series with the current amplifier and the compensation electromagnetic coil, the second differential amplifier is connected in parallel to the resistor and is connected by the output to the first input of the information processing unit, the third photodiode is connected to the output of the second analyzer and the output to the second input of the information processing unit.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для точного бесконтактного измерения магнитных полей и электрических токов.The utility model relates to measuring technique and can be used for accurate non-contact measurement of magnetic fields and electric currents.

Известно устройство для измерения магнитных полей (патент US №5212446, МПК G01R 33/02, 1993), содержащее источник оптического излучения, поляризатор, чувствительный магнитооптический элемент, анализатор и фотоприемник.A device for measuring magnetic fields is known (US patent No. 5212446, IPC G01R 33/02, 1993), containing an optical radiation source, a polarizer, a sensitive magneto-optical element, an analyzer and a photodetector.

Недостатком данного устройства является большая погрешность измерения угла поворота плоскости поляризации света (следовательно, величины магнитного поля) при измерении магнитных полей, которые обуславливают его работу на нелинейном участке кривой изменения интенсивности света. Также недостатком является значительное влияние температуры на точность измерений.The disadvantage of this device is the large error in measuring the angle of rotation of the plane of polarization of light (therefore, the magnitude of the magnetic field) when measuring magnetic fields, which determine its operation in a non-linear section of the curve of light intensity change. Another disadvantage is the significant influence of temperature on the accuracy of measurements.

Известно также магнитооптическое устройство для измерения силы электрического тока (патент US №5502373, МПК G01R 31/00, 1994), содержащее источник света, входной поляризатор, чувствительный магнитооптический элемент, первый и второй фотодиоды и связанные с ними первый и второй анализаторы, ориентированные под углами -45° и +45° по отношению к плоскости поляризации света, проходящего через магнитооптический элемент при отсутствии измеряемого магнитного поля. Значение измеряемого тока определяется сравнением показаний фотодиодов. Использование метода двух выходных лучей с выходов анализаторов позволяет осуществлять температурную компенсацию, повышающую точность измерений.Also known is a magneto-optical device for measuring electric current strength (US patent No. 5502373, IPC G01R 31/00, 1994) containing a light source, an input polarizer, a sensitive magneto-optical element, first and second photodiodes and associated first and second analyzers oriented under angles of -45 ° and + 45 ° with respect to the plane of polarization of light passing through the magneto-optical element in the absence of a measured magnetic field. The value of the measured current is determined by comparing the readings of the photodiodes. Using the method of two output rays from the outputs of the analyzers allows temperature compensation to increase the accuracy of measurements.

Недостатком данного устройства является значительная погрешность измерения угла поворота плоскости поляризации света, при измерении электрических токов, которые обуславливают расположение рабочей точки любой из систем "входной поляризатор - чувствительный магнитооптический элемент - первый анализатор" либо "входной поляризатор - чувствительный магнитооптический элемент - второй анализатор", входящих в состав устройства, на нелинейном участке кривой изменения интенсивности света.The disadvantage of this device is the significant error in measuring the angle of rotation of the plane of polarization of light when measuring electric currents, which determine the location of the operating point of any of the systems "input polarizer - sensitive magneto-optical element - first analyzer" or "input polarizer - sensitive magneto-optical element - second analyzer", included in the device, on a non-linear section of the curve of changes in light intensity.

Наиболее близким является магнитооптическое устройство (патент US №4947107, МПК G01R 33/032). Устройство содержит в оптической части светодиод и расположенные по ходу его луча входной поляризатор, чувствительный магнитооптический элемент, двулучепреломляющий анализатор с пространственным разведением лучей взаимно ортогональных поляризаций, первый и второй фотодиоды, расположенные по ходу разведенных лучей. Электронная часть устройства содержит элементы для обработки выходных сигналов фотодиодов, в том числе дифференциальный усилитель, компаратор и усилитель тока, соединенный выходом с электромагнитной компенсационной катушкой.The closest is a magneto-optical device (US patent No. 4947107, IPC G01R 33/032). The device contains an LED in the optical part and an input polarizer located along its beam, a sensitive magneto-optical element, a birefringent analyzer with spatial dilution of mutually orthogonal polarization beams, the first and second photodiodes located along the separated beams. The electronic part of the device contains elements for processing the output signals of the photodiodes, including a differential amplifier, a comparator and a current amplifier connected by the output to an electromagnetic compensation coil.

В электронной части устройства определяется разность сигналов первого и второго фотодиодов, нормированная на их сумму. Затем нормированная разность сигналов первого и второго фотодиодов сравнивается с нулем и формируется управляющий сигнал, который изменяет величину тока в электромагнитной компенсационной катушке, а, следовательно, и ее магнитное поле, до такого значения, при котором происходит компенсация измеряемого магнитного поля или поля тока. По величине тока через электромагнитную компенсационную катушку судят о величине измеряемого магнитного поля или электрического тока.The electronic part of the device determines the difference between the signals of the first and second photodiodes, normalized to their sum. Then, the normalized difference between the signals of the first and second photodiodes is compared with zero and a control signal is generated that changes the current in the electromagnetic compensation coil, and, consequently, its magnetic field, to such a value that compensation of the measured magnetic field or current field occurs. The magnitude of the current through the electromagnetic compensation coil is used to judge the magnitude of the measured magnetic field or electric current.

Недостатком данного устройства является значительная погрешность измерения величины электрического тока или магнитного поля, при измерении магнитных полей или полей токов, которые обуславливают расположение рабочей точки устройства на нелинейном участке кривой изменения интенсивности света. В этом случае создаваемое компенсационное магнитное поле не будет полностью компенсировать измеряемое и, следовательно, будут получены ошибочные данные об измеряемом электрическом токе или магнитном поле.The disadvantage of this device is the significant error in measuring the magnitude of the electric current or magnetic field when measuring magnetic fields or fields of currents, which determine the location of the operating point of the device on a non-linear section of the curve of light intensity. In this case, the created compensation magnetic field will not completely compensate for the measured one and, therefore, erroneous data on the measured electric current or magnetic field will be obtained.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении точности измерений.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the accuracy of measurements.

Технический результат - измерение магнитных полей и электрических токов с повышенной точностью, за счет стабилизации рабочей точки устройства на линейном участке кривой изменения интенсивности света.The technical result is the measurement of magnetic fields and electric currents with increased accuracy, due to the stabilization of the operating point of the device on the linear portion of the curve of the change in light intensity.

Поставленная задача решается тем, что в магнитооптическое устройство для измерения магнитных полей и электрических токов, содержащее светодиод, последовательно расположенные по ходу его луча входной поляризатор, чувствительный магнитооптический элемент и первый (двулучепреломляющий) анализатор с пространственным разведением лучей взаимно ортогональных поляризаций, первый и второй фотодиоды, связанные с первым (двулучепреломляющим) анализатором и расположенные по ходу разведенных лучей, а также первый дифференциальный усилитель, соединенный с выходами первого и второго фотодиодов и последовательно соединенные с первым дифференциальным усилителем компаратор, усилитель тока и компенсационную электромагнитную катушку, согласно полезной модели дополнительно введены оптический разветвитель с двумя выходами, второй анализатор, третий фотодиод, резистор, второй дифференциальный усилитель и блок обработки информации, при этом оптический разветвитель соединен выходами с первым (двулучепреломляющим) и вторым анализаторами и расположен на выходе чувствительного магнитооптического элемента, резистор включен последовательно с усилителем тока и компенсационной электромагнитной катушкой, второй дифференциальный усилитель параллельно подключен к резистору и соединен выходом с первым входом блока обработки информации, третий фотодиод входом соединен с выходом второго анализатора, а выходом со вторым входом блока обработки информации.The problem is solved in that in a magneto-optical device for measuring magnetic fields and electric currents, containing an LED, an input polarizer, a sensitive magneto-optical element and a first (birefringent) analyzer with spatial dilution of mutually orthogonal polarization beams, the first and second photodiodes associated with the first (birefringent) analyzer and located along the separated beams, as well as the first differential amplifier, with unified with the outputs of the first and second photodiodes and connected in series with the first differential amplifier, a comparator, a current amplifier and a compensation electromagnetic coil, according to a utility model, an optical splitter with two outputs, a second analyzer, a third photodiode, a resistor, a second differential amplifier and an information processing unit are additionally introduced, the optical splitter is connected by outputs to the first (birefringent) and second analyzers and is located at the output of the sensitive magnet of the opto-optical element, the resistor is connected in series with the current amplifier and the compensation electromagnetic coil, the second differential amplifier is connected in parallel to the resistor and is connected by the output to the first input of the information processing unit, the third photodiode by the input is connected to the output of the second analyzer, and the output is from the second input of the information processing unit.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 приведена схема заявляемого магнитооптического устройства для измерения магнитных полей и электрических токов. На фиг.2 - кривая изменения интенсивности светаThe essence of the utility model is illustrated by drawings. Figure 1 shows a diagram of the inventive magneto-optical device for measuring magnetic fields and electric currents. Figure 2 - curve of the change in light intensity

Магнитооптическое устройство (фиг.1) содержит светодиод 1, расположенный по ходу его луча входной поляризатор 2, на выходе которого расположен чувствительный магнитооптический элемент 3. На выходе чувствительного магнитооптического элемента 3 расположен оптический разветвитель 4. На первом выходе оптического разветвителя 4 расположен первый (двулучепреломляющий) анализатор 5, связанный выходами с первым и вторым фотодиодами 6 и 7. На втором выходе оптического разветвителя 4 установлен второй анализатор 8, связанный с третьим фотодиодом 9. Выходы первого и второго фотодиодов 6 и 7 соединены с первым дифференциальным усилителем 10, выход которого соединен с компаратором 11. Компаратор 11 соединен с усилителем тока 12, с которым последовательно включены компенсационная электромагнитная катушка 13 и резистор 14. К резистору 14 параллельно включен второй дифференциальный усилитель 15, выход которого соединен с первым входом блока обработки информации 16. Второй вход блока обработки информации 16 соединен с выходом третьего фотодиода 9.The magneto-optical device (Fig. 1) contains an LED 1, an input polarizer 2 located along its beam, at the output of which a sensitive magneto-optical element 3 is located. An optical splitter 4 is located at the output of the sensitive magneto-optical element 3. The first (birefringent) is located at the first output of the optical splitter 4 ) an analyzer 5 connected by outputs to the first and second photodiodes 6 and 7. At the second output of the optical splitter 4, a second analyzer 8 is connected to the third photodiode 9. You the strokes of the first and second photodiodes 6 and 7 are connected to the first differential amplifier 10, the output of which is connected to the comparator 11. The comparator 11 is connected to a current amplifier 12, with which a compensation electromagnetic coil 13 and a resistor 14 are connected in series. A second differential amplifier is connected in parallel to the resistor 14 15, the output of which is connected to the first input of the information processing unit 16. The second input of the information processing unit 16 is connected to the output of the third photodiode 9.

Принцип действия заявляемого магнитооптического устройства основан на магнитооптическом эффекте Фарадея. При прохождении света через чувствительный магнитооптический элемент, внесенный в магнитное поле, происходит поворот плоскости поляризации луча света на угол фарадеевского вращенияThe principle of operation of the inventive magneto-optical device is based on the magneto-optical Faraday effect. When light passes through a sensitive magneto-optical element introduced into a magnetic field, the plane of polarization of the light beam rotates by the angle of Faraday rotation

где V - постоянная Верде; L - длина светового пути в магнитооптическом элементе; Н_магн - напряженность магнитного поля, воздействующего на чувствительный магнитооптический элемент.where V is the Verdet constant; L is the light path length in the magneto-optical element; N _magn - the intensity of the magnetic field acting on a sensitive magneto-optical element.

Интенсивность света на выходе любой системы "поляризатор -чувствительный магнитооптический элемент - анализатор", входящей в состав произвольного магнитооптического датчика электрического тока или магнитного поля, определяется из закона Малюса, который при наличии измеряемого магнитного поля, запишется в виде:The light intensity at the output of any "polarizer-sensitive magneto-optical element-analyzer" system, which is part of an arbitrary magneto-optical sensor of an electric current or magnetic field, is determined from the Malus law, which, in the presence of a measured magnetic field, can be written in the form:

где φ - угол между осями пропускания анализатора и поляризатора (φ=const), J_вх - интенсивность света прошедшего через поляризатор, J_вых - интенсивность света на выходе анализатора, Φ - угол фарадеевского вращенияwhere φ is the angle between the transmission axes of the analyzer and the polarizer (φ = const), J _in - the intensity of the light transmitted through the polarizer, J _o - the light intensity at the output of the analyzer, Φ - the angle of Faraday rotation

Найдем производную от выражения (2) по разности (φ-Φ):Find the derivative of expression (2) with respect to the difference (φ-Φ):

Производная

имеет экстремумы при

, что свидетельствует о максимальном влиянии минимального приращения d(φ-Φ) около значения

на интенсивность выходного света (линейный участок А-Б кривой изменения интенсивности света (фиг.2)).Derivative

has extremes at

, which indicates the maximum effect of the minimum increment d (φ-Φ) near the value

the intensity of the output light (linear section AB curve of the change in light intensity (figure 2)).

В этой связи верным является утверждение о том, что при работе магнитооптического датчика на линейном участке кривой изменения интенсивности света (участок А-Б) показание напряжения на выходе фотодиода подразумевает меньший возможный разброс значения угла фарадеевского вращения Ф. Следовательно, в этом случае, показания датчика более точны.In this regard, it is true that, when the magneto-optical sensor operates on a linear portion of the light intensity change curve (plot A-B), the voltage indication at the output of the photodiode implies the smallest possible spread of the angle of rotation of the Faraday rotation F. Therefore, in this case, the sensor readings more accurate.

Обратная ситуация имеет место в условиях работы магнитооптического датчика на нелинейном участке кривой изменения интенсивности света, где показания фотодиода могут подразумевать большой разброс угла фарадеевского вращения Ф. Следовательно, в этих условиях говорить о требуемой высокой точности датчика не представляется возможным.The opposite situation occurs under the conditions of operation of the magneto-optical sensor on a nonlinear section of the light intensity change curve, where the photodiode readings may imply a large spread of the Faraday rotation angle F. Therefore, under these conditions it is not possible to talk about the required high accuracy of the sensor.

Магнитооптическое устройство работает следующим образом.Magneto-optical device operates as follows.

Магнитооптическое устройство вносится в измеряемое магнитное поле или поле тока с напряженностью Н_магн. Луч света, излучаемый светодиодом 1, при прохождении через входной поляризатор 2 становится плоскополяризованным (ось пропускания входного поляризатора расположена вертикально). Плоскополяризованный луч света проходит через чувствительный магнитооптический элемент 3, при этом под воздействием измеряемого магнитного поля или поля тока с напряженностью Н_магн происходит поворот плоскости поляризации плоскополяризованного луча на угол фарадеевского вращения Ф. Далее луч света с повернутой поляризацией попадает в оптический разветвитель 4, где делится на две составляющих, сохраняющих поляризацию с выхода чувствительного элемента.The magneto-optical device is introduced into the measured magnetic field or current field with a strength of N _magn . The light beam emitted by the LED 1, when passing through the input polarizer 2 becomes plane-polarized (the transmission axis of the input polarizer is vertical). A plane-polarized light beam passes through a sensitive magneto-optical element 3, while under the influence of a measured magnetic field or a current field with a strength of N _magn , the plane of polarization of the plane-polarized beam rotates by the angle of Faraday rotation F. Then, the light beam with rotated polarization enters the optical splitter 4, where it divides into two components that preserve the polarization from the output of the sensitive element.

Первая составляющая, разделенного оптическим разветвителем 4 света, попадает в первый (двулучепреломляющий) анализатор 5, С помощью первого (двулучепреломляющего) анализатора 5 осуществляется разделение плоскополяризованного луча света с повернутой поляризацией на два линейно поляризованных световых сигнала с поляризационными плоскостями, направленными под углами +45°, -45° относительно оси пропускания входного поляризатора 2.The first component, separated by an optical light splitter 4, falls into the first (birefringent) analyzer 5. Using the first (birefringent) analyzer 5, a plane-polarized light beam with rotated polarization is divided into two linearly polarized light signals with polarization planes directed at angles of + 45 ° , -45 ° relative to the transmission axis of the input polarizer 2.

Интенсивности линейно поляризованных световых сигналов с выхода первого (двулучепреломляющего) анализатора 5 детектируются первым и вторым фотодиодами 6 и 7.The intensities of linearly polarized light signals from the output of the first (birefringent) analyzer 5 are detected by the first and second photodiodes 6 and 7.

Вторая составляющая, разделенного оптическим разветвителем 4 света, попадает на второй анализатор 8, который установлен под углом φ=+45° относительно оси пропускания входного поляризатора 2. Интенсивность линейно поляризованного светового сигнала с выхода второго анализатора 8 детектируются третьим фотодиодом 9.The second component, separated by an optical light splitter 4, is incident on the second analyzer 8, which is installed at an angle φ = + 45 ° relative to the transmission axis of the input polarizer 2. The intensity of the linearly polarized light signal from the output of the second analyzer 8 is detected by the third photodiode 9.

Выходные напряжения первого и второго фотодиодов 6 и 7 подаются на первый дифференциальный усилитель 10, который находит разность между ними. Сигнал с выхода первого дифференциального усилителя 10 поступает на вход компаратора 11, где сравнивается с нулем. Выход компаратора через усилитель тока 12 соединен с компенсационной электромагнитной катушкой 13 таким образом, что ее поле компенсирует измеряемое магнитное поле или поле тока. Последовательно с усилителем тока 12 и компенсационной электромагнитной катушкой 13 включен резистор 14, падение напряжения на котором пропорционально силе тока в электромагнитной компенсационной катушке 13. Второй дифференциальный усилитель 15, подключенный параллельно к резистору 14 производит сигнал, пропорциональный току в электромагнитной компенсационной катушке 13. Сигнал с выхода второго дифференциального усилителя 15 подается на первый вход блока обработки информации 16. На второй вход блока обработки информации 16 подается сигнал с третьего фотодиода 9.The output voltages of the first and second photodiodes 6 and 7 are supplied to the first differential amplifier 10, which finds the difference between them. The signal from the output of the first differential amplifier 10 is fed to the input of the comparator 11, where it is compared with zero. The output of the comparator through a current amplifier 12 is connected to a compensation electromagnetic coil 13 so that its field compensates for the measured magnetic field or current field. A resistor 14 is connected in series with the current amplifier 12 and the compensation electromagnetic coil 13, the voltage drop across which is proportional to the current strength in the electromagnetic compensation coil 13. The second differential amplifier 15, connected in parallel to the resistor 14, produces a signal proportional to the current in the electromagnetic compensation coil 13. The signal with the output of the second differential amplifier 15 is fed to the first input of the information processing unit 16. The signal from third photodiode 9.

В блоке обработки информации производится сложение информаций об измеряемом магнитном поле или поле тока: первая составляющая суммы поступает с выхода второго дифференциального усилителя 15 (пропорциональна компенсационному полю, создаваемому электромагнитной компенсационной катушкой 13), вторая составляющая суммы определяется по показанию третьего фотодиода 9 посредством реализации известного способа модуляционного измерения фазового сдвига. После чего на выходе блока обработки информации 16 формируется сигнал о величине измеряемого электрического тока или магнитного поля.In the information processing unit, information about the measured magnetic field or current field is added: the first component of the sum comes from the output of the second differential amplifier 15 (proportional to the compensation field created by the electromagnetic compensation coil 13), the second component of the sum is determined by the reading of the third photodiode 9 by implementing a known method modulation measurement of phase shift. Then, at the output of the information processing unit 16, a signal is generated about the magnitude of the measured electric current or magnetic field.

Если измеряемое магнитное поле (электрический ток) таково, что плоскость поляризации плоскополяризованного света при прохождении чувствительного магнитооптического элемента 3 магнитооптического устройства поворачивается на угол фарадеевского вращения, при котором для системы "входной поляризатор 2 - чувствительный магнитооптический элемент 3 - первый (двулучепреломляющий) анализатор 5", входящей в состав устройства, выполняется условие

(соответствует работе устройства на линейном участке кривой изменения интенсивности света), тогда компенсационное магнитное поле, созданное исходя из разности показаний фотодиодов 6 и 7 полностью компенсирует измеряемое. Неизменившееся напряжение на выходе третьего фотодиода 9 будет свидетельствовать о точности проводимого измерения.If the measured magnetic field (electric current) is such that the plane of polarization of plane-polarized light when passing through the magneto-optical element 3 of the magneto-optical device is rotated by the angle of Faraday rotation, at which for the system "input polarizer 2 - sensitive magneto-optical element 3 - the first (birefringent) analyzer 5" included in the device, the condition

(corresponds to the operation of the device on a linear portion of the curve of changes in light intensity), then the compensating magnetic field created on the basis of the difference in the readings of

photodiodes

6 and 7 completely compensates for the measured one. The unchanged voltage at the output of the third photodiode 9 will indicate the accuracy of the measurement.

Если же измеряемое магнитное поле (электрический ток) таково, что плоскость поляризации плоскополяризованного света при прохождении чувствительного магнитооптического элемента 3 датчика поворачивается на угол фарадеевского вращения, при котором для системы "входной поляризатор 2 - чувствительный магнитооптический элемент 3 - первый (двулучепреломляющий) анализатор 5", входящей в состав устройства, условие,

не выполняется, тогда компенсационное магнитное поле, созданное исходя из разности показаний первого и второго фотодиодов 6 и 7 не полностью компенсирует измеряемое. При этом изменившееся показание третьего фотодиода 9, установленного на выходе второго анализатора 8, входящего в систему "входной поляризатор 2 - чувствительный магнитооптический элемент 3 - второй анализатор 8", работающего на линейном участке кривой изменения интенсивности света, позволит определить разницу между измеряемым полем и созданным компенсационным. После чего эта разница посредством блока обработки информации 16 будет прибавлена к компенсационному полю. В результате на выходе блока обработки информации отобразится более точная информации об измеряемом электрическом токе или магнитном поле, соответствующая работе устройства на линейном участке кривой изменения интенсивности светаIf the measured magnetic field (electric current) is such that the plane of polarization of plane-polarized light when passing the sensitive magneto-optical element 3 of the sensor is rotated by the angle of Faraday rotation, at which for the system "input polarizer 2 - sensitive magneto-optical element 3 - the first (birefringent) analyzer 5" included in the device condition

is not performed, then the compensation magnetic field created on the basis of the difference in readings of the first and

second photodiodes

6 and 7 does not fully compensate for the measured. In this case, the changed reading of the third photodiode 9, installed at the output of the second analyzer 8, included in the system "input polarizer 2 - sensitive magneto-optical element 3 - second analyzer 8", operating on a linear section of the curve of light intensity, will allow to determine the difference between the measured field and the created compensatory. After that, this difference by means of the information processing unit 16 will be added to the compensation field. As a result, at the output of the information processing unit, more accurate information about the measured electric current or magnetic field will be displayed, corresponding to the operation of the device on a linear section of the light intensity change curve

Итак, заявляемая полезная модель позволяет измерять магнитные поля и электрические токи с повышенной точностью, за счет стабилизации рабочей точки устройства на линейном участке кривой изменения интенсивности света.So, the claimed utility model allows you to measure magnetic fields and electric currents with increased accuracy, due to the stabilization of the operating point of the device on a linear portion of the curve of the change in light intensity.

Claims

A magneto-optical device for measuring magnetic fields and electric currents, containing an LED, an input polarizer sequentially located along its beam, a sensitive magneto-optical element and a first (birefringent) analyzer with spatial dilution of mutually orthogonal polarization beams, the first and second photodiodes associated with the first (birefringent) analyzer and located along the diluted beams, as well as the first differential amplifier connected to the outputs of the first and second photodiodes, and a comparator, a current amplifier and a compensation electromagnetic coil connected in series with the first differential amplifier, characterized in that an optical splitter with two outputs, a second analyzer, a third photodiode, a resistor, a second differential amplifier and an information processing unit are additionally introduced, while an optical splitter connected by the outputs to the first (birefringent) and second analyzers and located at the output of the sensitive magneto-optical element, the resistor is on in series with a current amplifier and a compensation electromagnetic coil, the second differential amplifier is connected in parallel to the resistor and is connected by the output to the first input of the information processing unit, the third photodiode is connected to the output of the second analyzer and the output to the second input of the information processing unit.