SU1583852A1 - Polarization-optical instrument - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  силы тока, основанным на эффекте Фараде , напр жени , основанным на эффекте электрогирации, а также дл  изучени  магнитных свойств ферромагнетиков, изготовленных в виде пластин и пленок, и может быть использовано дл  измерени  посто нных или медленно мен ющихс  токов и напр жений. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет преобразовани  измер емого сигнала в разность частот с помощью формировател  14 разностной частоты, входы которого соединены с фотоприемниками 5 и 6, а вход - с частотомером 15 и опорным входом синхронного детектора 16. Устройство также содержит источники 1 и 2 излучени , обтюраторы 3 и 4, пол ризаторы 8 и 10, источник 9 излучени , фотоприемник 11, двигатели 12 и 13, блок 17 задержки, усилитель 18 посто нного тока и первичный преобразователь 7. 1 ил.The invention relates to electrical measuring equipment, in particular, devices for measuring current strength based on the Farad effect, voltage based on the electrogyration effect, and also for studying the magnetic properties of ferromagnets made in the form of plates and films. or slowly varying currents and voltages. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by converting the measured signal into a frequency difference using a differential frequency driver 14, the inputs of which are connected to photodetectors 5 and 6, and the input to the frequency meter 15 and the reference input of the synchronous detector 16. The device also contains sources 1 and 2 radiation, shutters 3 and 4, polarizers 8 and 10, radiation source 9, photodetector 11, motors 12 and 13, delay unit 17, DC amplifier 18 and primary converter 7. 1 sludge.

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения силы тока, основанным на эффекте Фарадея, напряжения, основанным на эффекте электрогирации, а также для изучения магнитных свойств ферромагнетиков, изготовленных в виде пластин и пленок, и может быть использовано для изме- эд |рения постоянных или медленно меняющихся токов, напряжений и квазистатических параметров магнитных материалов .The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for measuring current strength based on the Faraday effect, voltage based on the effect of electrogyration, as well as for studying the magnetic properties of ferromagnets made in the form of plates and films, and can be used for measuring | rhenium constant or slowly changing currents, voltages and quasistatic parameters of magnetic materials.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет преобразования измеряемого сигнала в разность частот.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements by converting the measured signal into a frequency difference.

На чертеже представлена структурная схема поляризационно-оптическо— 20 го измерительного устройства.The drawing shows a structural diagram of a polarization-optical — 20th measuring device.

Первый 1 и второй 2 источники излучения оптически связаны через первый 3 и второй 4 обтюраторы с первым 5 и вторым 6 фотоприемниками. Первич- 25 ный преобразователь 7 оптически связан через первый поляризатор 8 с третьим источником 9 излучения, и через второй поляризатор J0 — с третьим фатоприемииком 11. Первый 12' и эд второй 13 двигателя механически связаны с первым 3 и вторым 4 обтюраторами и первым 8 и. вторыми~Г0 поляриза-, торами. Формирователь 14 разностной частоты подключен входами к первому 5и ^: второму 6 фотоприемникам, а выходомк частотомеру 15 и опорному входу синхронного детектора 16, другой вход которого через блок 17 задержки связан с выходом третьего фотоприем- эд ника 11. Выход синхронного детектора 16 через усилитель 18 постоянного тока подключен к второму двигателю 13.The first 1 and second 2 radiation sources are optically coupled through the first 3 and second 4 shutters with the first 5 and second 6 photodetectors. The primary 25 converter 7 is optically coupled through the first polarizer 8 to the third radiation source 9, and through the second polarizer J0 to the third phatoreceptor 11. The first 12 'and the ed of the second 13 engine are mechanically connected to the first 3 and second 4 obturators and the first 8 and . second ~ T0 polarization tori. The differential frequency former 14 is connected by inputs to the first 5th ^: second 6 photodetectors, and the output to the frequency meter 15 and the reference input of the synchronous detector 16, the other input of which is connected through the delay block 17 to the output of the third photodetector 11. The output of the synchronous detector 16 is through a constant amplifier 18 current is connected to the second motor 13.

Поляризационно-оптическое измери- . тельное устройство работает следующим 45 образом.Polarization Optical Measurement. The device operates as follows 45.

Первичный преобразователь 7 может представлять собой, например, ячейку Фарадея, выполненную в виде прямоугольного контура, охватывающего шину эд с измеряемым током.The primary transducer 7 can be, for example, a Faraday cell made in the form of a rectangular contour spanning the ed bus with a measured current.

Излучение от третьего источника 9 излучения проходит через первый вращающийся поляризатор 8 и становится линейно поляризованным, причем плоскость поляризации излучения вращается с частотой вращения первого поляризатора 8. Азимут плоскости поляризации прошедшего первичный преобра зователь 7 излучения отличается от азимута плоскости поляризации входящего в первичный преобразователь 7 излучения на угол, пропорциональный измеряемой величине. Далее излучение проходит через второй вращающийся поляризатор 10^ становится модулированным по интенсивности и преобразуется третьим фотоприемником 11 в электрический сигнал. Пройдя блок 17 задержки, этот сигнал получает фазовый сдвиг, пропорциональный величине задержки и частоте модуляции, И поступает на вход синхронного детектора 16.The radiation from the third radiation source 9 passes through the first rotating polarizer 8 and becomes linearly polarized, and the plane of polarization of the radiation rotates with the speed of the first polarizer 8. The azimuth of the plane of polarization of the radiation transmitted through the primary transducer 7 differs from the azimuth of the plane of polarization of the radiation entering the primary transducer 7 by angle proportional to the measured value. Then the radiation passes through a second rotating polarizer 10 ^ becomes modulated in intensity and is converted by the third photodetector 11 into an electrical signal. Having passed the delay unit 17, this signal receives a phase shift proportional to the delay and the modulation frequency, and is fed to the input of the synchronous detector 16.

Потоки от первого 1 и второго 2 источников излучения прерываются обтюраторами 3 и 4 и преобразуются фотоприемниками 5 и 6 в электрические сигналы с частотой, определяемой скоростью вращения поляризаторов 8 и 1 0. Из этих сигналов формирователем 14 разностной’частоты вырабатывается опорное напряжение, поступающее на второй вход синхронного детектора 16. На выходе синхронного детектора 16 формируется напряжение, которое, пройдя усилитель 18 постоянного тока, управляет вторым двигателем 13, т.е. скоростью вращения второго поляризатора 10 таким образом, чтобы выходное напряжение синхронного детектора 1 6 стремилось к нулю. При этом справедливо соотношение Θ = - С(Д₍ - ¢,( ~ время задержки блока 17), т.е. измеряемый угол, поворота плоскости поляризации пропорционален разности частот вращения поляризатора 8 и 10, измеряемой с помощью частотомера 15.The streams from the first 1 and second 2 radiation sources are interrupted by the obturators 3 and 4 and converted by the photodetectors 5 and 6 into electrical signals with a frequency determined by the rotation speed of the polarizers 8 and 1 0. From these signals, the differential voltage generator 14 generates a reference voltage supplied to the second the input of the synchronous detector 16. At the output of the synchronous detector 16, a voltage is formed, which, passing the DC amplifier 18, controls the second motor 13, i.e. the rotation speed of the second polarizer 10 so that the output voltage of the synchronous detector 1 6 tends to zero. In this case, the relation Θ = - С (Д ₍ - ¢, (~ delay time of block 17), i.e., the measured angle of rotation of the plane of polarization is proportional to the difference between the rotation frequencies of the polarizer 8 and 10, measured using a frequency counter 15, is valid.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Поляризационно-оптическое измерительное устройство, содержащее первый и второй источники излучения, оптически связанные через первый и второй обтюраторы с первым и вторым фотоприемниками, первичный преобразователь, оптически связанный через первый поляризатор с третьим источником излучения и через второй поляризатор - с третьим фотоприемником, первый и второй двигатели механически связанные с первым и вторым обтюраторами и первым и вторым поляризаторами и формирователь разностной частоты, входы которого подключены к первому и второму фотоприемникам, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок задержки, синвронный детектор, усилитель постоянного тока и частотомер, причем вход третьего фотоприемника через блок задержки подключен к первому входу синхронно? го детектора, к второму входу которого подключен выход формирователя разностной частоты и частотомер, а выход синхронного детектора через усилитель постоянного тока подключен к второму двигателю.A polarization-optical measuring device containing the first and second radiation sources optically coupled through the first and second shutters to the first and second photodetectors, a primary converter optically coupled through the first polarizer to the third radiation source and through the second polarizer to the third photodetector, the first and second engines mechanically connected with the first and second shutters and the first and second polarizers and a differential frequency driver, the inputs of which are connected to the first and second mu photodetectors, characterized in that, in order to improve accuracy, a delay unit, a syncron detector, a DC amplifier and a frequency meter are introduced into it, and the input of the third photodetector connected through the delay unit to the first input synchronously? detector, to the second input of which the output of the differential frequency driver and the frequency meter are connected, and the output of the synchronous detector through a DC amplifier is connected to the second motor.