法拉第效應(yīng)的響應(yīng)速度快，具有從低頻到高頻、到大電流的廣闊測量范闈；(4)因為信號通過光纖傳輸。波形畸變小。傳輸損耗小，故可實現(xiàn)長距離的信號傳輸。實現(xiàn)了一種高精度信號轉(zhuǎn)換方案，為整流器控制設(shè)備提供高精度模擬信號和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字通信接口。(5)與電磁式電流傳感器相比，體積小、重量輕、無磁飽、無鐵磁諧振問題、絕緣簡單、動態(tài)范圍大、輸出更易數(shù)字化；基本克服溫度噪聲；實用性強，測量誤差小于正負(fù)0.2%，適合實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明電表用小電流光纖傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1框圖中，光纖電流傳感器智能電表，包括電表用小電流光纖傳感器，積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、電能計量芯片、存儲器、RS485通信電路、CPU，其中小電流光纖傳感器依次連接積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電能計量芯片和CPU，CPU同時連接時鐘電路、存儲器和RS485通信電路，CPU用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換元件、時鐘元件、電能計量、RS485通信電路、顯示器相互之間信息的轉(zhuǎn)換或交換；存儲器用于存儲CPU所得到的用電量信息、轉(zhuǎn)換或交換信息。計量ASIC芯片為常用芯片，MCU還連接紅外接口、脈沖指示燈、還可輸出繼電器的控制。還設(shè)有ESAM芯片，即嵌入式安全控制模塊的實質(zhì)為DIP或者SOP芯片封裝的CPU卡芯片，最早被用于IC卡電表中做為錢包使用的芯片。
[0016]如圖2所不，保偏光纖環(huán)1、法拉弟光纖環(huán)2、光纖反射鏡3、光分合束器4、光親合器5、起偏器6、四分之一波片7。
[0017]本發(fā)明的法拉弟光纖環(huán)2用光纖繞制100-200匝，繞在一個圓筒非導(dǎo)磁材料的骨架上，光分合束器實際上是一個雙親合器、具有二個合束端以及二個分束端；二個合束端分別與二個分束端均有光耦合的連接，二個合束端之間或二個分束端之間并無相關(guān)性；所述光分合束器的合束端的兩端分別接光源(米用摻鉺光纖放大器的激光)與光電檢測器(米用光敏二極管)，光分合束器的第一分束端接保偏光纖環(huán)的輸出，所述光分合束器的第二分束端接光耦合器、光耦合器第三端通過四分之一波片與法拉弟光纖環(huán)相連，法拉弟光纖環(huán)端部設(shè)有光纖反光鏡，光耦合器的第二端接保偏光纖環(huán)的輸入端，所述光分合束器的第一和第二分束端均串聯(lián)起偏器。
[0018]保偏光纖環(huán)參考光纖陀螺是應(yīng)用Sagnac效應(yīng)測試旋轉(zhuǎn)角速度的全固態(tài)陀螺儀所用光纖環(huán)，它的輸入端的一束光分解為兩束，讓這兩束光在同一個環(huán)路內(nèi)沿相反方向循行一周后會合產(chǎn)生干涉的Sagnac效應(yīng)。本發(fā)明應(yīng)用此原理，讓法拉弟效應(yīng)的信號直接產(chǎn)生干涉信號；保本發(fā)明偏光纖環(huán)采用四極對稱繞法，并輔以密封膠填充，構(gòu)成全固態(tài)的光纖環(huán)線圈。四極對稱繞法可以有效地緩解因溫度梯度和應(yīng)力梯度造成的影響，能夠提高光纖陀螺的穩(wěn)定性。尤其二個環(huán)路圈數(shù)并不相等，接到法拉弟光纖環(huán)的保偏光纖環(huán)環(huán)路圈數(shù)低于保偏光纖環(huán)第二環(huán)路圈數(shù)。光纖環(huán)內(nèi)徑20?100mm，光纖環(huán)外徑30?150mm，光纖長度50-200m，每層匝數(shù)20?150匝，環(huán)產(chǎn)品指標(biāo)，測量參數(shù)單位指標(biāo):工作波長1310/1550nm、環(huán)串音dB〈-15、環(huán)衰減〈1.0dB/km、保偏光纖環(huán)典型長度:20-30米即可達到效果，圈數(shù)高分辨信號的強度更高。
[0019]本發(fā)明的核心是以光分合束器實現(xiàn)兩個互相垂直的線偏振光的信號的提取。過光分合束器分合束后兩束線偏振光用于負(fù)載信號，再經(jīng)過四分之一波片時線偏振光被轉(zhuǎn)換成右旋(左旋)圓偏振光，經(jīng)過法拉弟光纖后被光纖反射鏡轉(zhuǎn)換旋向為左旋(右旋)圓偏振光，以相反的反向再次經(jīng)過法拉弟光纖，再經(jīng)過四分之一波片時被轉(zhuǎn)換回線偏振光，但此時偏振態(tài)轉(zhuǎn)化為原來的垂直偏振態(tài)，然后經(jīng)保偏光纖環(huán)進行干涉提取需要的法拉弟光纖產(chǎn)生的信號進行輸出。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.光纖電流傳感器智能電表，其特征是包括電表用小電流光纖傳感器，積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、電能計量芯片、存儲器、RS485通信電路、CPU，其中小電流光纖傳感器依次連接積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電能計量芯片和CPU，CPU同時連接時鐘電路、存儲器和RS485通信電路，CPU用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換元件、時鐘元件、電能計量、RS485通信電路、顯示器相互之間信息的轉(zhuǎn)換或交換；存儲器用于存儲CPU所得到的用電量信息、轉(zhuǎn)換或交換信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖電流傳感器智能電表，其特征是所述電表用小電流光纖傳感器包括光分合束器、光親合器、法拉弟光纖環(huán)、四分之一波片、光纖反射鏡以及保偏光纖環(huán)；所述光分合束器的合束端以及分束端；所述光分合束器的合束端的兩端分別接光源與光電檢測器，光分合束器的第一分束端接保偏光纖環(huán)的輸出，所述光分合束器的第二分束端接光耦合器、光耦合器第三端通過四分之一波片與法拉弟光纖環(huán)相連，法拉弟光纖環(huán)端部設(shè)有光纖反光鏡，光耦合器的第二端接保偏光纖環(huán)的輸入端，所述光分合束器的第一和第二分束端均串聯(lián)起偏器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖電流傳感器智能電表，其特征是保偏光纖環(huán)內(nèi)徑20~100臟，光纖環(huán)外徑30~150mm，光纖長度50_200m，每層匝數(shù)20~150匝。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖電流傳感器智能電表，其特征是保偏光纖環(huán)的長度:20-30 米。
【專利摘要】光纖電流傳感器智能電表，包括電表用小電流光纖傳感器，積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路、電能計量芯片、存儲器、RS485通信電路、CPU，其中小電流光纖傳感器依次連接積分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電能計量芯片和CPU，CPU同時連接時鐘電路、存儲器和RS485通信電路，CPU用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換元件、時鐘元件、電能計量、RS485通信電路、顯示器相互之間信息的轉(zhuǎn)換或交換；存儲器用于存儲CPU所得到的用電量信息、轉(zhuǎn)換或交換信息。
【IPC分類】G01R22-00, G01R19-00
【公開號】CN104833846
【申請?zhí)枴緾N201510263374
【發(fā)明人】張建春, 王剛
【申請人】江陰眾和電力儀表有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月21日