SU917099A1 - Устройство дл бесконтактного измерени тока - Google Patents

Description

(Sk} УСТРОйеТВр .ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ . ТОКА

/ : Изобретение относитс  к электррiизмерительной технике и предназначе-. но дл  использовани  при контроле посто нного или медленно мен ющегос  тока на лини х электропередач высокого напр жени .. ;

Известно устройство дл  бесконтактного измерени  тока, содержащее на стороне высокого .напр жени  йервичную  чейку Фараде , а на cTOfpOHe : низкого напр жени  - источник пол - , : ризованного света, фотоприемн ик с последовательно установленными компенсационной  чейкой Фараде , д1«ализатором и фотодетектором, усилитель компенсационного тока, вход котррого соединен с выходом фотодетекторй, а выход через образцовый резисто|9 подключен к обмотке компенсаци ной  чейки Фараде  l.,

Недостатки известного устройства заключаютс  в значительных аддитивной и мультиплекативной погрешност х . Аддитивна  погрешность обус ов

лена дрейфом нул  усилител  посто нного тока. Мультипликативна  погрешность вызвана недокомпенсацией угла поворота плоскости пол ризации из-за ограниченного коэффициента передачи .усилител . Увеличение же коэффициента передачи усилител  может привести к потере устойчивости систры компенсации и самовозбуждению. Кроме Того, дл  расширени  диапазона измер емых

10 токов приходитс  значительно увеличивать габариты и вес компенсационной  чейки Фараде , а также потреб: ,  емую ею мощность.

Наиболее близким по технической

IS сущности к П|гедлагаемому  вл етс  устройство дл  бесконтактного измерени  тока, содержащее на стороне высокого напр жени  первичную  чейку Фараде , а на стороне низкого нак пр жени  - источник пол ризованного света, фотоприемник с последовательно установленными компенсационной  чейкой Фараде , азимутальным модул 391

тором, анализатором и фотодетектором, селективный усилитель, вход которого соединен с выходом фотодетектора, генератор модул ционного тока, выход которого подключен к обмотке азимутального модул тора, синхронный детектор , входы которого соединены с выходами селективного усилител  и генератора модул ционного тока, усилитель компенсационного тока, вход которого подключен к выходу синхроннего детектора, а выход соединен с обмоткой компенсационной  чейки Фараде  через первый образцовый резистор, св занный с шиной нулевого потенциала.

В указанном устройстве усиление сигнала фотодетектора осуществл етс  сначала на частоте модул ции и только после синхронного детектировани  на посто нном токе. В св зи с этим аддитивна  погрешность от дрейфа нул  усилител  посто нного тока оказываетс  невысокой. Опасность самовозбуждени  и мультипликативна  погрешность от недокомпенсации также в значительной мере уменьшены, поскольку усиление осуществл етс  двум  .последовательно включенными усилител ми с различными частотными характеристиками J.

Однако данное устройство имеет и р д недостатков, которые про вл ютс  в малой величине компенсируемого угла поворота плоскости пол ризации, значительных габаритах и весе компенсационной  чейки Фараде , а .также больиюй потребл емой мощности, расходуемой 8 цепи компенсационной  чейки Фараде . Все эти недостатки обусловлены малой посто нной Верде диамагнитного стекла (т желого флинта), которое используетс  в качестве сердечника (рабочего тела) в компенсационной  чейке араде , обычно представл ющей собой соленоид.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых токов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  бесконтактого измерени  тока, содержащем на тороне высокого напр жени  первичную  чейку Фараде , а на стороне низкого апр жени  - источник пол ризованного света, фотоприемник с последовательно установленными компенсационной  чейкой Фараде , азимутальным модул тором , анализатором и фотодетектором,

94

селективный усилитель, вход которого соединен с выходом фотодетектора, генератор модул ционного тока, выход которого подключен к обмотке азимутального модул тора, синхронный детектор ., входы которого соединены с выходами селективного усилител  и генератора модул ционного тока, усилитель компенсационного тока,

вход которого подключен к выходу

синхронного детектора, а выход соединен с обмоткой компенсационной  чейки Фараде  через первый образцовый резистор, св занный с шиной нулевого потенциала, на стороне низкого напр жени  введены калибровочна   чейка Фараде , генератор калибровочного тока, второй образцовый резистор , управл емый делитель напр жени , фазовращатель, блок вычитани , усилитель сигнала калибровочной частоты и дополнительный синхронный детектор , а сердечник компенсационной  чейки Фараде  выполнен из парамагнитного стекла, причем обмотка калибровочной  чейки Фараде  подключена к выходу генератора калибровочного тока через второй образцовый резистор , св занный с шиной нулевого потенциала , сигнальный вход управл емого делител  напр жени  соединен с незаземленным выводомпервого образцового резистора, управл ющий вход с выходом дополнительного синхронного

детектора, а выход - с одним из входов блока вычитани , другой вход которого через фазовращатель подключен к незаземленному выводу второго образцового резистора, вход усилител 

сигнала калибровочной частоты соединен с выходом блока вычитани ,  вл ющимс  общим выходом устройства, а выход - с одним из входов дополнительного синхронного детектора, другой

вход которого подключен к выходу генератора калибровочного тока.

Сердечник компенсационной  чейки Фараде  выполнен из парамагнитного стекла с большой посто нной Верде,

Однако парамагнитное стекло обладает значительной температурной зависимостью посто нной Верде, что а принципе может привести к большой дополнительной мультипликативной погрешности от изменений температуры, В св зи с этим предложенное устройство снабжено системой исключени  мультипликативной погрешности от температурной зависимости посто нной Верде, включающей в свой состав перечисленные выше калибровочную  чейку Фараде , генератор калибровочного тока, второй образцовый резистор, управл вмый делитель напр жени , фазовраща-. тель, блок вычитани , усилитель си1- нала калибровочной частоты и дополнительный синхронный детектор.

Путем управлени  коэффициентом передачи управл емого делител  напр жени , который измен етс  таким образом, чтобы поддерживалс  посто нным коэффициент,преобразовани  устройства , удаетс  исключить мультипликативную погрешность, обусловленную изменени ми температуры сердечника компенсационной  чейки Фараде . Контроль за значением коэффициента преобразовани  устроййтва осуществл етс  с помощью калибровочной  чейки Фараде , питаемой переменным, например синусоидальным током. Частота калибровочного тока выбираетс  настолько низкой, чтобы система компенсации успевала компенсировать угол поворота плоскости пол ризации, обусловленный калибровочной  чейкой Фараде ,, с допустимой амплитудой и фазовой погрешностью. Через первый образцовый резистор протекает, помиМО посто нной составл ющей компенсационного тока, обусловленной измер емым током, еще и переменна  состав л юща , амплитуда которой зависит от угла поворота плоскости пол ризации в калибровочной  чейке Фараде  и посто нной времени компенсационной  чейки Фараде . Поддержива  амплитуду переменной составл ющей напр жени  на выходе управл емого делител  равной напр жению на втором образцовом резисторе можно обеспечить посто нство коэффициента преобразовани  устройства. В результате предлагаемое устройство по точности измерени  оказываетс  примерно одинаковым с известными, но имеет более широкий диапазон измер емых токов, меньшие вес, габариты и потребл емую мощность

На чертеже представлена функциональна  схема предложенного устройства дл  бесконтактного измерени  тока.

Оптическа  часть устройства содержит размещенные по ходу светового луча источник 1 пол ризованного света , калибровочную  чейку 2 Фараде ,

первичную  чейку.3 Фараде  (первичный измерительный преобразователь силы тока в угол поворота плоскости пол ризации), компенсационную  чейку Ц Фараде  (компенсатор угла поворота |Плоскости пол ризации), азимутальный модул тор 5, анализатор 6 и фотодетектор 7.

В качестве источника 1 пол ризованного света может использоватьс  ,лазер или источник непол ризованного света в сочетании с пол ризатором. В последнем случае дл  формировани  узкого пучка, передаваемого на рассто ние в несколько метров, примен ют коллиматор. Сердечники калибровочной 2 и первичной 3  чеек Фараде  изготовлены из диамагнитного стекла, у которого посто нна  Верде не зависит от температуры. Сердечник компенсационной  чейки Фараде  выполнен из парамагнитного стекла с большой посто нной Верде.

В состав электронной части устройства вход т селективный усилитель 8, синхронный детектор 9, усилитель 10 компенсационного тока, образцовый резистор П, генератор 12 модул ционного тока, генератор 13 калибровочного тока, образцовый резистор Н, управл емый делитель 15 напр жени , блок 16 вычитани ,-фазовращатель 17, усилитель 18 сигнала калибровочной частоты и синхронный детектор 19Устройство работает следующим образом .

Линейно пол ризованный свет от источника 1 света проходит через калибровочную  чейку 2 Фараде , котора  питаетс  переменным током, например, синусоидальной формы, от генератора 13 калибровочного через образцовый резистор И. Возникающий в калибровочной  чейке 2 поворот плоскости пол ризации оказываетс  пропорциональным калибровочному току и напр жению на образцовом резисторе 1. Поскольку сердечник  чейки 2 изготовлен из диамагнитного стекла, посто нна  Верде которого не зависит от температуры, амплитуда угла поворота плоскости пол ризации определ етс  только амплитудой протекающего через данную  чейку тока.

Claims (2)

1. Патент Франции № 1509786; кл. G 01 R, 1965.

2. Патент Франций ff 15557999, кл. 6 01 R, 1968.