Магнитооптический измерительный преобразователь

Магнитооптический измерительный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик он?89758 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлень 260476 (2f) 2351202/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2 312 80 Бюллетень ¹ 4 7

Дата опубликования описания 2 3. 12. 80 (5!)М. Кл.

G 01 R 13/40

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открыта и (53) УДК 621. 317;7 (088.8) (72) Автор. изобретения

А.Д. Крастина

Научно-исследовательский институт постоянного тока (7 1 ) Заявитель (54 ) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроизмерительной технике н может быть использовано для бесконтактного измерения постоянных и переменных токов высокого и низкого напряжения 5 в лабораторных и полевых условиях.

Известны магнитооптический измерительный преобразователь, .содержащий установленные последовательно по ходу светового луча магнитооп- 10 тические чувствительные и анизотропные отражательные элементы Я .

Недостатки данного магнитооптического преобразователя заключаются в его низкой чувствительности и $5 низкой помехоустойчивости.

Причиной указанных недостатков является деполяризация излучения прц отражении от анизотропных отражательных элементов. 20

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности.

Поставленная цель достигается тем, что в известный магнитооптический измерительный преобразователь25 содержащий установленные последовательно по ходу светового луча магнитооптические чувствительные и отражательные элементы, введен 90 -ый о» оптический рот атор, установленный между отражательными элементами, и введены установленные последовательно по ходу светового луча магнитооптические чувствительные н отражательные элементы, 90 -ый оптический ротатор, установленный между упомянутыми элементами, а также два отражательных элемента и установленный между ними 90 -ый оптический ротатор, расположенный между выходом основного и входом дополнительного магнитооптических чувствительных элементов, при этом оптический ротатор выполнен в виде жестко соединенных между собою двух полуволновых пластин с углом 45В между их быстрыми осями.

На фиг. 1 и 2 приведены оптические схемы вариантов магнитооптического преобразователя.

Магнитооптический преобразователь содержит магнитооптические чувстви- . тельные элементы 1,2,3 и 4, идентичные анизотропные отражательные элементы 5,6,7,8,9 и 10 и 90 -ные оптические ротаторы 11,12 и 13.

Магнитооптический преобразователь работает следующим образом.

Магнитооптические чувствительные элементы 1, 2, 3 и 4 располагают789758 ся диаметрально противоположно относительно токопронода 14, величина то. ка в котором подлежит измерению.

Линейно-поляризованный луч с начальным азимутом поляризации 6»i пройдя магнитооптический чувствительный элемент 1, под действием . магнитного поля, задаваемого током протекающим по токопроводу 14, изменяет азимут поляризации на угол

Э,=, ц, i, где; V — постоянная

Верде материала магнитооптического чувствительного элемента 1, F„— длина магнитооптического чувствительного элемента 1; H — составляющая напряженности магнитного поля, параллельная оптической оси магнитооптического чувствительного элемента 1, К>,„ — коэффициент пропорциональности между током ) и,напряженностью Н.

Промодулированный по углу поворота плоскости поляризации световой луч падает на отражательный элемент под углом 45> к отражающей поверхности. Отраженный луч содержит Р и S — компаненты, первая из которых поляризована в плоскости падения луча, вторая — в плоскости, перпендикулярной к плоскости падения. Взаимодействуя, эти компоненты образуют элиптическую поляризованную волну (луч). Степень эллиптичности определяется величиной разности фаз d компонентов Р и S и азимутом поляризации падающей на отражательный элемент 5 световой волны, равным (а п +

Э,) .

Эллиптически поляризованный световой луч нормально падает на

90с-ый оптический ротатор 11, который поворачивает оси эллипса поляризации, проходящего через него луча на 90о. В результате составляющая света, колеблющаяся в вышедшем из

90 >-ого оптического ротатора 11 луча, параллельно б>ыстрой оси при отражении от отражательного элемента

6 колеблется в направлении медленной оси. Результирующая эллиптичность в отраженном луче равна нулю. В результате в магнитооптический чувствительный элемент 2 поступает линейно-поляризованный луч с азимутом поляризации Ы> + 8„ . Пройдя магнитооптический чувствительный элемент 2, луч приоб>ретает дополнительный поворот плоскости поляризации

8, так что суммарный азимут поля:. ризации в выходном луче равен бп .+ <+6g, и т.д.

Применение 90 > -х оптических рот, торов 11, 12 и 13 позволяет осущест- вить многоэлементный магнитооптический измерительный преобразователь, содержащий любое количество, например четыре магнитооптических чувствительных элемента 1, 2, 3 и 4, оптически последовательно со35

2Î

60 единенных между собой с помощью отражательных элементов 5,6,7,8,9 и 10 и расположенных между ними 90 -ных оптических ротаторов 11, 12, и 13 (фиг. 2).

Прн этом выходящий из магнитооптического преобразователя световой луч промодулирован по плоскости поляризации так, что угол поворота плоскости поляризации на выходе из последнего магнитооптического чувствительного элемента и равен сумме углов поворота плоскости поляризации, производимых каждым магнитооптическим чувствительным элементом 1,2,3 и 4

6 = 8 - 6> +- Я + 6>

4i и не зависит от разйости фаз (f", обусловленной отражением от отражательных элементов 5,6,7,8,9 и 10.

Таким образом, введение 90 -oro о оптического ротатора между отражательными элементами обеспечивает полную компенсацию эллиптичности светового луча, обусловленной отражением, при любом количестве магнитооптических чувствительных элементов, т.е. позволяет при необходимостй увеличить чувствительность и помехоустойчивость магнитооптического измерительного преобразователя введением в него дополнительных чувствительных магнитооптических чувствительных элементов.

Формула изобретения

1. Магнитооптический измерительный преобразователь, содержащий установленные последовательно по ходу светового луча магнитооптические чувствительные и отражательные элементы, отличающийся тем, что,с целью повышения чувствительности, введен 90о-ый оптический ротатор, установленный между отражательными элементами.

2. Преобразователь по п.1,о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, введены установленные последовательно по ходу светового луча магнитооптические чувствительные и отражательные элементы, 90 ый оптический ротатор, установленный между упомянутыми. элементами, а также два отражательных элемента и установленный между ними 90О-ый оптический ротатор, расположенный между выходом основного и входом дополнительного магнитооптических чувствительных элементов.

3. Преобразователь по пп.1 и 2, отличающийся тем.,что оптический ротатор выполнен в виде жестко соединенных между собою двух полуволновых пластин с углом 45 между их быстрыми осями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании М 1170540

G i Ч, 1969.

789758

Фые. /

Составитель С. Бычков

Редактор Г.Волкова Техред A.ùåïàícêàÿ Корректор М.Демчик

Заказ 9025/38 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4