SU1552140A1 - Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field - Google Patents

Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field Download PDF

Info

Publication number
SU1552140A1
SU1552140A1 SU884446108A SU4446108A SU1552140A1 SU 1552140 A1 SU1552140 A1 SU 1552140A1 SU 884446108 A SU884446108 A SU 884446108A SU 4446108 A SU4446108 A SU 4446108A SU 1552140 A1 SU1552140 A1 SU 1552140A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
luminous flux
output
converted
operational amplifier
intensity
Prior art date
Application number
SU884446108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Алмазов
Эдуард Федорович Веселков
Олег Павлович Глудкин
Юрий Федорович Опадчий
Олег Всеволодович Трифонов
Original Assignee
Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского filed Critical Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority to SU884446108A priority Critical patent/SU1552140A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1552140A1 publication Critical patent/SU1552140A1/en

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и предназначено дл  измерени  электрической или/и магнитной составл ющей импульсных электромагнитных полей. Цель изобретени  - повышение точности измерени  при одновременном упрощении устройства реализации способа. В устройстве, реализующем способ, световой поток источника плоско-пол ризованного света 1 проходит через оптический активный элемент 2 и двулучепреломл ющим анализатором 3 преобразуетс  в два парафазно-модулированных полезным сигналом луча, которые лавинными фотоприемниками 4 и 5 преобразуютс  в выходные электрические сигналы U1 и U2, суммируемые далее сумматором 6. Поставленна  цель достигаетс  тем, что на выходе операционного усилител  8, своим инвертирующим входом через резистор 7 подключенного к выходу сумматора 6, с которым через резистор 9 соединен также и выход операционного усилител  8, формируетс  напр жение Uупр = K [Uэт - K1(U1+U2)] + Uэт, где Uэт - эталонное напр жение на неинвертирующем входе операционного усилител  8, K и K1 - коэффициенты пропорциональности, которое синхронно и синфазно управл ет коэффициентами преобразовани  фотоприемников 4 и 5. 1 ил.The invention relates to a pulse technique and is intended to measure the electric and / or magnetic component of pulsed electromagnetic fields. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy while simplifying the device for implementing the method. In the device implementing the method, the luminous flux of the source of plane-polarized light 1 passes through the optical active element 2 and the birefringent analyzer 3 is converted into two paraphase-modulated beam signal, which are converted by avalanche photodetectors 4 and 5 into electrical output signals U 1 and U 2 , summed further by the adder 6. The goal is achieved by the output of the operational amplifier 8, its inverting input through a resistor 7 connected to the output of the adder 6, with which through a resistor 9 is also connected and the output of the operational amplifier 8 is formed voltage U Ex = K [U fl - K 1 (U 1 + U 2)] + U fl, where U fl - reference voltage at the noninverting input of the operational amplifier 8, K and K 1 — proportionality coefficients, which synchronously and in-phase control the conversion factors of the photodetectors 4 and 5. 1 sludge.

Description

Изобретение относитс  к импульсной ехнике и предназначено дл  измереи  электрической или/и магнитной оставл ющей импульсного электромаг- е итного пол .The invention relates to a pulsed equipment and is intended to measure an electric or / and magnetic field of a pulsed electromagnetic field.

Целью изобретени   вл етс  повыение точности измерений при одноременном упрощении устройства реаизации способа.fOThe aim of the invention is to increase the measurement accuracy while simultaneously simplifying the device for reaization of the method.

На чертеже приведена функциональа  схема устройства, реализующего пособ.The drawing shows a functional diagram of the device that implements the manual.

Устройство содержит источник 1 плоско-пол ризованного света, свет J5 от которого цопадает в оптический активный элемент 2 и затем анализируетс  двулучепреломл ющим анализато- ром 3, лучи света из которого падают на лавинные фотоприемники 4 и 5, вы- 20 ходы которых  вл ютс  выходами устройства . К ним же подключены входы суммирующего устройства 6, сигнал с выхода которого через резистор 7 поступает на инвертирующий вход опера- 25 ционного усилител  (СУ) 8. На неинвертирующий вход ОУ 8 подаетс  эталонное напр жение U3T, а выходным сигналом ОУ 8 питаютс  лавинные фотоприемники 4 и 5, причем выход ОУ 8 через 30 резистор 9 соединен также с его ин веертирующим входом.The device contains a source 1 of plane-polarized light, the light J5 from which is dropped into the optical active element 2 and then analyzed by a birefringent analyzer 3, rays of light from which fall on avalanche photodetectors 4 and 5, the outputs of which are outputs devices. The inputs of the summing device 6 are also connected to them, the signal from the output of which through a resistor 7 is fed to the inverting input of the operational amplifier (SU) 8. The non-inverting input of the OU 8 is supplied with the reference voltage U3T, and the output signal of the OA 8 feeds the avalanche photodetectors 4 and 5, with the output of the op-amp 8 through 30 the resistor 9 is also connected to its inverting input.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Если двулучепреломл ющий анализатор 3 ориентирован таким образом, что в отсутствии измер емого пол  плоскость пол ризации падающего света источника 1 расположена симметрично относительно плоскостей орто- 0 тонально пол ризованных компонент прошедшего через него света и на оптический активный элемент 2 воздействует импульс электрического (магнитного ) пол , то интенсивности ор- 45 тогонально пол ризованных компонент света, прошедшего через анализатор 3, содержат по две. составл ющие. Перва  составл юща  не зависит от напр женности измер емого пол , пропор- $д циональна полной оптической мощности , прошедшей через устройство. Втора  составл юща  пропорциональна - произведению полной оптической мощности на синус угла у, результи- ,с рующего поворота плоскости пол ризации , пропорционального напр женности измер емого пол . Если угол поворота не превышает 1Г/10, вторую состав35If the birefringent analyzer 3 is oriented in such a way that, in the absence of the field to be measured, the plane of polarization of the incident light of source 1 is located symmetrically relative to the planes of the ortho-tonal polarized component of the transmitted light and an optical (magnetic) field then the intensities of the orthogonally polarized components of the light passing through the analyzer 3 each contain two. components. The first component does not depend on the intensity of the measured field, which is proportional to the total optical power transmitted through the device. The second component is proportional to the product of the total optical power and the sine of the angle y, resulting from a rotational rotation of the polarization plane proportional to the intensity of the measured field. If the angle of rotation does not exceed 1G / 10, the second part35

OO

5 0 5 05 0 5 0

0 45 $д , с 0 45 $ d, s

5five

л ющую можно считать пропорциональной произведению полной оптической мощности, прошедшей через устройство на напр женность измер емого пол .It can be considered proportional to the product of the total optical power transmitted through the device by the intensity of the measured field.

Сигналы на выходах фотоприемников 4 и 5 также имеют по две составл ющие . Перва  - синфазна  - пропорциональна полной оптической мощности, а втора  - парэфазнэ  - пропорциональна произведению полной оптической мощности на напр женность измер емого пол . При суммировании этих сигналов на выходе сумматора 6 возникает сигнал, пропорциональный полной оптической мощности. Этот сигнал , поступа  на инвертирующий вход ОУ 8, вычитаетс  из опорного сигна- ; ла UJT, поданного на неинвертирующий вход.The signals at the outputs of photodetectors 4 and 5 also have two components each. The first one is in-phase — proportional to the total optical power, and the second — parfazne — is proportional to the product of the total optical power and the intensity of the measured field. The summation of these signals at the output of the adder 6 produces a signal proportional to the total optical power. This signal, arriving at the inverting input of the OA 8, is subtracted from the reference signal; la ujt filed on non-inverting input.

Выходные сигналы фотоприемниковPhotodetector output signals

4 и 5 в приближении равенства их коэффициентов преобразовани  S и нагрузочных сопротивлений F дл  малых измер емых сигналов ( ) равны {соответственно4 and 5 in the approximation of the equality of their conversion factors S and the load resistances F for small measured signals () are {respectively

utj2- I s..p( ttf), (i)utj2- I s..p (ttf), (i)

где Р - светова  мощность. (. Сигнал на выходе сумматора 6 не зависит от измер емой величины (от yjwhere P is the light power. (. The signal at the output of the adder 6 does not depend on the measured value (from yj

U5 K.CU .,. U7) S-R-P , (2)U5 K.CU.,. U7) S-R-P, (2)

где К 1 - коэффициент передачи при суммировании . Напр жение на выходе ОУ 8 имеет вид:where K 1 is the transfer coefficient for summation. The voltage at the output of the shelter 8 has the form:

U,np К иэт- К, (U, + и) +U, np K iat-K, (U, + and) +

+ U+ U

этat

(3)(3)

где иэт - эталонное напр жение, - коэффициент передачи операции вычитани , Rtn R - сопротивление резистороров 7 и 9.where it is the reference voltage, the transfer coefficient of the subtraction operation, Rtn R is the resistance of the resistors 7 and 9.

При малых Флуктуаци х dp световой мощности около ее среднего значени  ро(р Р0 + dP, dP P0) соответствующим образом согласно флуктуирует сигнал на выходе сумматора 6 Ги-j - U 0 + dU , dU «V 0) . Рели U3T U0, то согласно (2) и (3) на выходе ОУ 8 имеет местоWith small fluctuations of dp of light power around its average value of p0 (p P0 + dP, dP P0) accordingly, the signal at the output of the adder 6 Gu-j - U 0 + dU, dU " V 0 fluctuates. Reli U3T U0, then according to (2) and (3) at the output of OU 8 takes place

UU

урur

U эт - KdU, U FL - KdU,

т.е. флуктуации световой мощности вызывают противофазные Флуктуации напр жени  U, питающего фотоприемники 4 и 5. С учетом вида коэффициен5Чthose. fluctuations in light power cause antiphase voltage fluctuations U, feeding the photodetectors 4 and 5. Taking into account the form of the coefficient

та преобразовани  лазинкого фотоприемника Scsfl-CU /U,,)that transform the scsfl-cu / u lazinky photodetector

Упр Control

гдеWhere

Un - напр жение пробо , п (1-3) - технологический коэффициент,  сно, что сформированный по алгоритму (3) управл ющий сигнал обеспечивает синхронную компенсацию вли ни  флуктуации световой мощности на выходные сигналы (1).Un is the breakdown voltage, n (1-3) is the technological coefficient, it is clear that the control signal generated by the algorithm (3) provides a synchronous compensation for the effect of the fluctuations of light power on the output signals (1).

Подбором коэффициента К (в кон- кретной реализации - отношени  сопротивлений резисторов 7 и 9) и стабильность этих сигналов выводитс  на уровень, определ емый главным образом стабильностью эталонного напр жени The selection of the coefficient K (in the concrete implementation is the ratio of the resistances of the resistors 7 and 9) and the stability of these signals is brought to a level determined mainly by the stability of the reference voltage

и., t ,), ,and., t,),

чем обеспечиваетс  повышение точности измерений по известному способу При этом, дл  реализации предлагаемого способа нет необходимости в вычитающем устройстве и аналоговом делителе , принципиально необходимых в известном устройстве. Помимо упрощени  устройства реализации, исключение указанных блоков исключает и вносимые ими погрешности, т.е. дополнительно повышает точность изме рений.what provides an increase in the accuracy of measurements by a known method. In this case, for the implementation of the proposed method, there is no need for a subtractor device and an analog divider, which are fundamentally necessary in a known device. In addition to simplifying the implementation device, the exclusion of these blocks also excludes errors introduced by them, i.e. additionally improves measurement accuracy.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ оптического измерени  напр женности импульсного электричеA method of optical measurement of the intensity of a pulsed electric QQ 52)40652) 406 ского или/и магнитного пол , заключающийс  в том, что пол ризованный световой поток пропускают через оптический активный элемент, пссле этого световой поток преобразуют в дв парасразно-модулированных полезным сигналом световых потока, оба потока преобразуют в соответствующие выходныеor magnetic field, which means that the polarized luminous flux is passed through the optical active element, after that the luminous flux is converted into two para-modulated luminous flux, the two fluxes are converted into the corresponding output UU 2 2 коэлектрические сигналы и, и торые затем суммируют, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности при одновременном упрощении устройства реализации способа, формирует управл ющий сигнал ласно выражениюcoelectric signals and, and then, then summarize, in order to improve accuracy while simplifying the device for implementing the method, it forms a control signal to the expression иу,рсогYiw, rsog UU гдеWhere угт оgo on ТT - , + ut)3 и,т,  -, + ut) 3 u, t, ЭТET - посто нное напр жение, величина КОТОРОГО пр мо- пропорциональна произведению средней мощности светового потока на но- минэльны# коэфй ицнет:т преобразовани  светового потока в электрический сигнал;- constant voltage, the value of WHICH is direct proportional to the product of the average power of the luminous flux by the nominal number of: the conversion of the luminous flux into an electrical signal; К и К1 - коэффициенты пропорциональности ,K and K1 - proportionality coefficients, в соответствии с которым синхронно измен ют коэффициент преобразовани  световых потоков в электрические сигналы при совпадении знаков приращений управл ющего сигнала и коэФфи- циента преобразовани  световых потоков в электрические сигналы.whereby the coefficient of conversion of light fluxes into electrical signals is synchronously changed when the signs of the increments of the control signal and the coefficient of conversion of light fluxes into electrical signals coincide.
SU884446108A 1988-05-19 1988-05-19 Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field SU1552140A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884446108A SU1552140A1 (en) 1988-05-19 1988-05-19 Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884446108A SU1552140A1 (en) 1988-05-19 1988-05-19 Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1552140A1 true SU1552140A1 (en) 1990-03-23

Family

ID=21383667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884446108A SU1552140A1 (en) 1988-05-19 1988-05-19 Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1552140A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Massey G.A. et al, Appl.Optics, 1975, v.14, № 11, p. 2712-2719. Авторское свидетельство СССР № 1492324, кл. G 01 R 33/032, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0254396A1 (en) A direct current magneto-optic current transformer
EP0357013A3 (en) Magnetic field measuring circuit
US4540937A (en) Electronic circuitry with self-calibrating feedback for use with an optical current sensor
US3955096A (en) Implicit ratio computer for sequential signals
SU1552140A1 (en) Method of optical measuring of intensity of pulsed electric or/and magnetic field
JP2986503B2 (en) Optical DC voltage transformer
CA2089943A1 (en) Optical magnetic field sensor
GB1488262A (en) Measuring direct current
SU775630A1 (en) Device for measuring non-linearity of photodetector luminous sensitivity
JPS57171271A (en) Measuring device for quantity of electricity
SU515065A1 (en) Opto-electronic current meter
SU1613981A1 (en) Method of measuring intensity of pulsed electric and magnetic fields
SU1359758A1 (en) Symmetric component filter
US4904925A (en) Apparatus for recovering an alternating variable of a controlled semiconductor
SU1451733A1 (en) Integrating device
JPS5888608A (en) Optical position detector
SU1415426A1 (en) Photo-current amplifier
SU901920A1 (en) Device for contactless current measuring
SU1137403A1 (en) Device for touch-free measuring of current
SU746320A1 (en) Apparatus for measuring harmonic coefficient of power amplifier
SU1112293A1 (en) Device for measuring current
SU759871A1 (en) Piezooptical measuring transdicer
SU1349671A1 (en) Photodetector device
JPS59147273A (en) Quantity of electricity measuring apparatus
SU1567893A1 (en) Pyrometer