專利名稱：基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器及測(cè)量電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器及測(cè)量電流的方法，屬于光學(xué)電流傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在光學(xué)電流傳感器中，光通過磁光材料的法拉第偏轉(zhuǎn)角Φ =VHL,其中V為磁光材料的費(fèi)爾德常數(shù)，H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，L為磁光材料長(zhǎng)度，法拉第偏轉(zhuǎn)角Φ通過測(cè)量獲得，這樣在已知費(fèi)爾德常數(shù)V和磁光材料長(zhǎng)度L的情況下，即可計(jì)算出磁場(chǎng)強(qiáng)度H，再由安培環(huán)路定律進(jìn)而計(jì)算得出導(dǎo)線電流。這一傳統(tǒng)方法中，費(fèi)爾德常數(shù)V由于受到溫度變化的影響，會(huì)導(dǎo)致獲得的磁場(chǎng)強(qiáng)度H有誤差，進(jìn)而造成導(dǎo)線電流的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有光學(xué)電流傳感器中，磁光材料的費(fèi)爾德常數(shù)由于受到溫度變化的影響，造成導(dǎo)線電流的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，提供了一種基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器及測(cè)量電流的方法。本發(fā)明所述基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器，它包括激光發(fā)生器、分光器、第一起偏器、第一磁光玻璃、通電線圈、第一檢偏器、第一光電探測(cè)器、第二起偏器、第二磁光玻璃、第二檢偏器和第二光電探測(cè)器，通電線圈螺旋纏繞在第一磁光玻璃的外表面上，形成傳感器的測(cè)量臂；第二磁光玻璃的上表面和下表面上均設(shè)置有平板形永磁體，第二磁光玻璃和平板形永磁體形成傳感器的參考臂，所述參考臂與測(cè)量臂相互垂直設(shè)置，參考臂垂直于第二磁光玻璃的上表面；激光發(fā)生器發(fā)射的激光束經(jīng)分光器分光后，形成測(cè)量光束和參考光束，測(cè)量光束經(jīng)第一起偏器起偏后入射至第一磁光玻璃，第一磁光玻璃的出射光束經(jīng)第一檢偏器檢偏后入射至第一光電探測(cè)器的光接收面；參考光束經(jīng)第二起偏器起偏后入射至第二磁光玻璃，第二磁光玻璃的出射光束經(jīng)第二檢偏器檢偏后入射至第二光電探測(cè)器的光接收面。所述第一磁光玻璃和第二磁光玻璃為相同的磁光玻璃。采用上述基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器測(cè)量電流的方法，由測(cè)量臂中通過第一磁光玻璃的法拉第偏轉(zhuǎn)角ft=VHxL ,其中V為第一磁光玻璃和第二磁光玻璃的費(fèi)爾德常數(shù)，Hx為第一磁光玻璃的磁場(chǎng)強(qiáng)度，L為第一磁光玻璃和第二磁光玻璃的長(zhǎng)度，參考臂中通過第二磁光玻璃的法拉第偏轉(zhuǎn)角A= VHs L ,Hn為第二磁光玻璃的磁場(chǎng)強(qiáng)度，將上述兩式相除獲得:
權(quán)利要求
1.一種基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器，其特征在于，它包括激光發(fā)生器(I)、分光器(2)、第一起偏器(3)、第一磁光玻璃(4)、通電線圈(5)、第一檢偏器(6)、第一光電探測(cè)器(7)、第二起偏器(8)、第二磁光玻璃(9)、第二檢偏器(10)和第二光電探測(cè)器(11)， 通電線圈(5)螺旋纏繞在第一磁光玻璃(4)的外表面上，形成傳感器的測(cè)量臂(B);第二磁光玻璃(9)的上表面和下表面上均設(shè)置有平板形永磁體(9-1),第二磁光玻璃(9)和平板形永磁體(9-1)形成傳感器的參考臂(A)，所述參考臂(A)與測(cè)量臂(B)相互垂直設(shè)置，參考臂(A)垂直于第二磁光玻璃(9)的上表面； 激光發(fā)生器(I)發(fā)射的激光束經(jīng)分光器(2)分光后，形成測(cè)量光束(a)和參考光束(b), 測(cè)量光束(a)經(jīng)第一起偏器(3)起偏后入射至第一磁光玻璃(4),第一磁光玻璃(4)的出射光束經(jīng)第一檢偏器(6)檢偏后入射至第一光電探測(cè)器(7)的光接收面； 參考光束(b)經(jīng)第二起偏器(8)起偏后入射至第二磁光玻璃(9)，第二磁光玻璃(9)的出射光束經(jīng)第二檢偏器(10)檢偏后入射至第二光電探測(cè)器(11)的光接收面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器，其特征在于，所述第一磁光玻璃(4)和第二磁光玻璃(9)為相同的磁光玻璃(9)。
3.一種采用權(quán)利要求1所述基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器測(cè)量電流的方法，其特征在于， 由測(cè)量臂(B)中通過第一磁光玻璃(4)的法拉第偏轉(zhuǎn)角朽=VHxL, 其中V為第一磁光玻璃(4)和第二磁光玻璃(9)的費(fèi)爾德常數(shù)，Hx為第一磁光玻璃(4)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，L為第一磁光玻璃(4)和第二磁光玻璃(9)的長(zhǎng)度， 參考臂(A)中通過第二磁光玻璃(9)的法拉第偏轉(zhuǎn)角終!/= IHJ., Hn為第二磁光玻璃(9)的磁場(chǎng)強(qiáng)度， 將上述兩式相除獲得:
全文摘要
基于比較測(cè)量結(jié)構(gòu)的光學(xué)電流傳感器及測(cè)量電流的方法，屬于光學(xué)電流傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有光學(xué)電流傳感器中，磁光材料的費(fèi)爾德常數(shù)由于受到溫度變化的影響，造成導(dǎo)線電流的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。傳感器的激光發(fā)生器發(fā)射的激光束經(jīng)分光器分光后，形成測(cè)量光束和參考光束，測(cè)量光束經(jīng)第一起偏器起偏后依次入射至第一磁光玻璃、第一檢偏器和第一光電探測(cè)器；參考光束經(jīng)第二起偏器起偏后入射至第二磁光玻璃、第二檢偏器和第二光電探測(cè)器；方法由第一磁光玻璃的法拉第偏轉(zhuǎn)角、第二磁光玻璃的法拉第偏轉(zhuǎn)角及第二磁光玻璃的磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲得第一磁光玻璃的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而獲得通電線圈中的電流值。本發(fā)明用于測(cè)量通電線圈中的電流。
文檔編號(hào)G01R19/00GK103163360SQ201310090288
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者申巖, 于文斌, 張國慶, 郭志忠, 路忠峰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)