[發(fā)明專利]一種利用磁光材料測量導(dǎo)體電流的裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610076528.6 | 申請日： | 2016-02-03 |
| 公開（公告）號： | CN105629033B | 公開（公告）日： | 2018-06-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 尉長江;姚曉天;欽明亮 | 申請（專利權(quán)）人： | 河北大學(xué);北京高光科技有限公司 |
| 主分類號： | G01R19/00 | 分類號： | G01R19/00 |
| 代理公司： | 石家莊國域?qū)＠虡耸聞?wù)所有限公司 13112 | 代理人： | 胡素梅;白海靜 |
| 地址： | 071002 河北省保*** | 國省代碼： | 河北;13 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 磁光材料 測量導(dǎo)體 偏振光 導(dǎo)體 偏振 測量 偏轉(zhuǎn) 相對位置固定 電流傳感器 法拉第效應(yīng) 兩束偏振光 安裝距離 不確定性 導(dǎo)體中心 電流過程 通電導(dǎo)體 不敏感 距離差 偏轉(zhuǎn)角 磁場 體內(nèi) 保證 | ||
1.一種利用磁光材料測量導(dǎo)體電流的方法，其特征是，包括如下步驟：
a、使第一磁光材料和第二磁光材料分別相對導(dǎo)體而放置，且兩個磁光材料的相對位置固定，第一磁光材料距導(dǎo)體的距離小于第二磁光材料距導(dǎo)體的距離；
b、設(shè)置光源；使光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變?yōu)閮墒窆猓謩e為第一偏振光和第二偏振光；使第一偏振光通過第一磁光材料，使第二偏振光通過第二磁光材料；
c、測量第一偏振光通過第一磁光材料后光束偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的第一偏轉(zhuǎn)角β1，測量第二偏振光通過第二磁光材料后光束偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)角β2；
d、根據(jù)兩個偏轉(zhuǎn)角計算出導(dǎo)體內(nèi)的電流，計算公式如下：
式中：μ0為真空磁導(dǎo)率，ΔR為兩個磁光材料之間的距離，V1和D1分別為第一磁光材料的維爾德系數(shù)和長度，V2和D2分別為第二磁光材料的維爾德系數(shù)和長度，θ1為導(dǎo)體內(nèi)電流在第一磁光材料處產(chǎn)生的磁場的方向與第一偏振光在第一磁光材料內(nèi)的傳輸方向之間的夾角，θ2為導(dǎo)體內(nèi)電流在第二磁光材料處產(chǎn)生的磁場的方向與第二偏振光在第二磁光材料內(nèi)的傳輸方向之間的夾角。
2.一種利用磁光材料測量導(dǎo)體電流的裝置，其特征是，包括：
第一磁光材料；
第二磁光材料；所述第二磁光材料和所述第一磁光材料的相對位置固定，且所述第一磁光材料距導(dǎo)體的距離小于所述第二磁光材料距導(dǎo)體的距離；
光源，用于產(chǎn)生一束測量光；
偏振分束單元，用于接收所述光源產(chǎn)生的一束測量光并分束為兩束偏振光，兩束偏振光分別入射所述第一磁光材料和所述第二磁光材料；
第一檢偏器，用于接收來自所述第一磁光材料的出射光；
第二檢偏器，用于接收來自所述第二磁光材料的出射光；
第一光探測器，用于接收來自所述第一檢偏器的檢偏輸出光，并產(chǎn)生一個第一電信號；
第二光探測器，用于接收來自所述第二檢偏器的檢偏輸出光，并產(chǎn)生一個第二電信號；以及
信號處理電路，分別與所述第一光探測器和所述第二光探測器相接，用于接收所述第一電信號和所述第二電信號，并根據(jù)接收到的電信號計算導(dǎo)體內(nèi)的電流；
具體是：信號處理電路根據(jù)接收到的第一電信號計算第一偏振光經(jīng)第一磁光材料后偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的第一偏轉(zhuǎn)角β1，根據(jù)接收到的第二電信號計算第二偏振光經(jīng)第二磁光材料后偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)角β2，再根據(jù)第一偏轉(zhuǎn)角β1和第二偏轉(zhuǎn)角β2計算導(dǎo)體內(nèi)的電流，計算公式如下：
式中：μ0為真空磁導(dǎo)率，ΔR為兩個磁光材料之間的距離，V1和D1分別為第一磁光材料的維爾德系數(shù)和長度，V2和D2分別為第二磁光材料的維爾德系數(shù)和長度，θ1為導(dǎo)體內(nèi)電流在第一磁光材料處產(chǎn)生的磁場的方向與第一偏振光在第一磁光材料內(nèi)的傳輸方向之間的夾角，θ2為導(dǎo)體內(nèi)電流在第二磁光材料處產(chǎn)生的磁場的方向與第二偏振光在第二磁光材料內(nèi)的傳輸方向之間的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用磁光材料測量導(dǎo)體電流的裝置，其特征是，所述偏振分束單元包括起偏器和分束器；所述起偏器用于接收所述光源產(chǎn)生的測量光并輸出一束偏振光，所述分束器用于將來自所述起偏器的一束偏振光分束為兩束偏振光。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用磁光材料測量導(dǎo)體電流的裝置，其特征是，所述偏振分束單元包括分束器、第一起偏器和第二起偏器；所述分束器用于將所述光源產(chǎn)生的一束測量光分束為兩束測量光；所述第一起偏器用于接收來自所述分束器的其中一束測量光并輸出一束偏振光，所述第二起偏器用于接收來自所述分束器的另一束測量光并輸出另一束偏振光。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用磁光材料測量導(dǎo)體電流的裝置，其特征是，所述偏振分束單元為偏振分束器，所述偏振分束器用于將所述光源產(chǎn)生的一束測量光分束為兩束偏振方向相互垂直的偏振光。
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