SU1246011A1 - Устройство дл бесконтактного измерени силы тока - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  силы тока высоковольтных линий электропередач посто нного и переменного напр же-. ни . Цель изобретени  - повьшение Хь-& точности и расширение динамического диапазона измерени . Устройство содержит магнитооптическую  чейку Фа- раде  1, азимутальный модул тор 2, пол ризатор 3, анализатор 5 с фотоприемниками 6 и 7, усилители. 8 и 9 фототока, дифференциальные усилители 10 и 11, блок 12 вычитани , блок 13 суммировани , селективный усилитель 14, синхронный, детектор 15, заграждающий фильтр 19, регистрирующий прибор 22 и генератор 25 синусоидального тока. Введение в устройство инвертора 16, усилителей 17 и 20 сигнала ошибки, выпр мител  18, стробоскопического преобразовател  21, компаратора 23, генератора 24 пилообразного напр жени  и образование новых св зей между элементами устройства позвол ют уменьшить погрешности, обусловленные нелинейной зависимостью выходного напр жени  блока вычитани  и измер емого тока. 1 ил. с S (/ N9 4ib Од

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  силы тока высоковольтных линий электропередач посто нного и переменного напр жений

Цель изобретени  - повышение точности и расширение динамического диапазона измерени .

На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  бесконтактного измерени  силы тока.

В магнитное поле измер емого тока помещена магнитооптическа   чейка Фараде  1, оптически св занна  через азимутальный модул тор 2 и пол ризатор 3 с источником .4 света и через анализатор 5 с двум  фотоприемниками 6 и 7, которые через два усилител  8 и 9 фототока с управл ющими входами , подключенными к выходам двух дифференциальных усилителей 10 и 11, присоединены к входам блока 12 вычитани  и блока 13 суммировани . Выход блока 13 суммировани  через селективный усилитель 14 и синхроиньш детектор 15 подключен к. первому входу первого дифференциального усилител  10 и входу инвертора 16, выход которого соединен с первым входом второго дифференциального усилител  11. Вторые входы дифференциальных усилителей 10 и 11 подключены к выходу первого усилител  17 сигнала ошибки , первый вход которого соединен с выходом выпр мител  18, а второй - с выходом блока 13 суммировани . Выход блока 12 вычитани  через заграждающий фильтр 19 присоединен к первому вх(2ду второго усилител  20 сигнала ошибки, выход стробоскопическо- fo преобразовател  21 - к второму входу второго усилител  20 сигнала ошибки, выход которого подключен к регистрирующему прибору 22 и первому входу компаратора 23. Второй вход последнего соединен с выходом генератора 24 /Ьклообразногй напр жени , а выход - с синхронизирующим входом стробоскопического преобразовател  21. Выход генератора 25 синусоидального тока подключен к обмотке азимутального модул тора 2, опорному входу синхронного детектора 15, входу выпр мител  18, входу стробоскопического преобразовател  21 и входу генератора 24 пилообразного нап1у1жени .

Устройство работает следующим ; образом.

0

5

Источник 4 света генерирует световой поток, после пол ризатора 3 и азимутального модул тора 2 ази- , мут пол ризации светового потока получает модул цию по синусоидаль- . ному закону с частотой, определ емой генератором 25 синусоидального тока (амплитуда модул ции не превы- . тает единиц градусов). Далее световой поток проходит магнитооптическую  чейку Фараде  1, где его азимут измен етс  на угол, пропорциональный величине измер емого тока, и анализатором 5 раздел етс  на две

5 .взаимно ортогональные составл ющие, которые, с помощью фотоприемников 6 и 7 преобразуютс  в электрические сигналы. После усилителей 8 и 9 фототока блоками суммировани  13 и вычитани  12 .формируютс  суммарный и разностный сигналы. Переменна  составл юща  суммарного сигнала вы- дел етс г селективным усилителем -14 и детектируетс  синхронным детектором 15. Выходное напр жение синхронного детектора 15 через инвертор 16 и дифференциальные усилители 11 и 12 управл ет коэффициентами перег: усилителей 8 и 9 фототока, причем при увеличении коэффициента передачи одного из усилителей фототока коэффициент передачи другого уменьшаетс  и наоборот, что обеспечивает компенсацию неодинаковой чувствительности фотоприемников 6 и 7.

Кроме того, первый, усилитель 17 сигнала ошибки сравнивает напр жение на выходе выпр мител  18 с посто нной составл ющей выходного напр жени  блока 13 суммировани  и управл ет через дифференциальные усилители 11 и 12 усилител ми 8 и 9 фототока таким образом, чтобы их коэффициенты передачи были пропорцио- нальны выходному напр жению выпр мител  18. В результате этого выходное напр жение блока 12 вычитани  оказываетс  пропорциональным удвоенному синусу угла поворота плоскости пол ризации светового потока в  чейке Фараде  1 и выходному напр - жению выпр мител  18, которое равно максимальному значению напр жени  генератора 25 синусоидального .тока. ..

5 Выходное напр жение блока 12 вычитани  через заграждающий фильтр, настроенный на частоту азимутальной модул ции, подаетс  на первьй вход

0

5

0

5

0

3

второго усилител  20 сигнала ошибки , где сравниваетс  с выходным напр жением стробоскопического преобразовател  2 К Это напр жение равно мгновенному значению синусе- идального напр жени  гене| атора 25 синусоидального тока в момент действи  переднего фронта строб-импульса , вырабатьтаемого компаратором 23.

Таким образом, выходное напр же- ние стробоскопического преобразовател  21 оказываетс  пропорциональным амплитуде синусоидального напр жени  генератора 25 синусоидаль- ного тока и синусу -фазового сдвига этого напр жени  относительно переднего фронта строб-импульса. Так как передний фронт строб-импульса формируетс : компаратором 23 в-момент равенства напр жени  на его первом входе, подключенном к выходу второго усилител  20 сигнала ошибки, и пило- .образно го напр жени  на выходе генератора 24 пилообразного напр жени , то напр жение на первом входе ком- паратора 23 линейно св зано с этим фазовым сдвигом. Следовательно, при равенстве напр жений на входах второго усилител  20 сигнала ошибки его выходное напр жение, подаваемое на регистрирующий прибор 22, пропорционально углу поворота плоскости пол ризации светового потока в магнитроптической  чейке Фараде  1 и измер емому току.

Использование предлагаемого устройства дл  бесконтактного измерени  силы тока позвол ет повысить точность измерени  и расширить динамический диапазон за счет уменьшени  погрешности, обусловленной нелинейной зависимостью выходного напр жени  блока вычитани  и измер емого тока.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  бесконтактного измерени  силы тока, содержащее магнитооптическую  чейку Фараде , опти

   s

   tO 15 20 . 5 о

   5

   П . . 4 чески св занную через азимутальный модул тор и пол ризатор с источником света и через анализатсэр - с двум  фотоприемниками, регистрирующий прибор , р,ва усилител  фототока, сигнальные входы которых подключены соот-, ветственно к выходам фотоприемников, управл ющие входы - к выходам двух дифференциальных усилителей, а выходы - к входам блока вычитани  и блока суммировани , выход блока- вычитани  соединен с заграждающим фильтром , а выход блока суммировани  через селективный усилитель соединен с синхронным детектором, опорный вход которого подключен к выходу генератора синусоидального тока и обмотке азимутального модул тора, о т л и -. чающеес  тем , что. с целью повьппени  точности и расширени  динамического диапазона измерений, устройство снабжено инвертором, выпр мителем , генератором пилообразного напр жени , компаратором, стробоскопическим преобразователем и двум  усилител ми сигнала ошибки, при этом вьгход синхронного детектора подклю-- чен к первому входу первого дифференциального усилител  непосредственно , а к первому входу второго дифференциального -усилител  через инвертор , вторые входы дифференциальных усилителей через первый усилит ь сигнала ошибки, второй вход которого присоединен, к выходу блока суммировани , и выпр митель подключены к выходу генератора синусоидального тока и входам генератора пилообразного напр жени  и стробоскопического преобразовател , выход заграждак)щего фильтра через вто.рой усилитель сигнала ошибки, второй вход которого присоединен к выходу стробоскопического преобразовател , подключен к регистрирующему прибору и первому входу компаратора, второй вход компаратора , присоединен к выходу генератора пилообразного напр жени , а выход - к синхронизирующему входу стробоскопического преобразовател .