[其他]一種用來對借助法拉第效應測量交變電流的儀器的比例因子進行校正的方法

無效

• 申請號: 88102088
• 申請日: 1988-04-09
• 公開（公告）號: CN88102088A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 吉恩·皮埃爾·鄧波拉茲
• 申請（專利權）人: 阿爾斯托姆有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/07
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 沙捷

本發明涉及測量交變電流，特別適用于用來輸電和配電的電網，這里使用法拉第效應（它依靠光波），從而不需要將測量電路中的電導體放得極靠近高電壓區。

法拉第效應是一種磁-光效應，它是電磁波和存在于磁場中的介質材料之間相互作用產生的。

當某些材料介質受到沿電磁波相同方向的磁場作用時）就呈現旋光性，其表現形式是具有感應的不可逆的圓雙折射，即在該介質中右旋圓偏振光和左旋圓偏振光的傳播速度不同。

為了測量電流而實現法拉第效應，一般用兩種方法。一種是借助線偏振光波，它可以被看成是兩個圓片振光波之和，其中一個具有右旋偏振，另一個具有左旋偏振，而沿偏振方向的相移由測量技術或者測量干涉技術來測量;另一種是用沿相反方向傳播的光波，這兩束光波具有同樣的沿左旋或右旋方向的圓偏振，而其相移則由通常所稱的賽格耐克（Sagnic）干涉技術測量。

在這兩種情況下，即一束線偏振光波或兩束沿相反方向傳播的圓偏振光波，由法拉第效應造成的相移角δφ，正比于被測電流I的瞬時值，而比例因子K1在這里被稱作法拉第效應的效應因子：

δφ＝Kl????I＝aVNI

式中，對線偏振光束說，a＝1，而對于沿相反方向傳播的圓偏振光，a＝2，V是費爾德常數，N是指光波繞載有被測電流的導體所走過的圈數。

干涉技術應用光波之間的拍頻數，在光電探測器的輸出中產生一個信號，這個信號是被測瞬時電流的余弦函數，因為它正比于由兩束光波迭加所產生的光功率P，其表示式為：

P＝P1+P2+2P1.P2]]>cosδφ

（式中，P1和P2分別為兩束光波的光功率），換句話說：

P＝P1+P2+2P1.P2]]>cos klI

這個輸出信號一般可以寫成：

k0+k2′cos????klI

式中，K0是個常數，K2′個一個稱為比例因子的系數。這導致它在小電流范圍具有零靈敏度的變化律，實際上要在這個范圍尋求最高的精度。為了避免這種缺點，人們已作出努力，以期改變干涉條件來獲得服從正弦定律的輸出信號。

詳細地說，可以參考申請號為FR-A-2461956的法國專利，該專利描述了用法拉第效應測量電流的儀器和用賽格耐克干涉儀實現的情況，該干涉儀的輸出信號具有一個成分，該成分的振幅是被測電流瞬時值的正弦函數。該輸出信號的這種性質，是靠對沿干涉儀回路以相反方向傳播的光波之間的相移角進行調制來獲得的，因此在干涉儀中產生了雙折射現象，這種雙折射可以是不可逆的（通過對流經次級線圈的電流調制），或者是可逆的，但是在干涉儀回路的諧振頻率（被稱作干涉儀的固有頻率）的一半處產生脈動，以便產生瞬時相位差，這種相位差是由光彈性效應或聲彈性效應所致，但在兩束沿相反方向傳播的光波中其大小相等符號相反。

這些雙折射現象（不管它們可逆與否）的迭加具有以下效應，即它將由離開干涉儀的兩束光波所給出的光功率的表示式加以變換，表示式如下：

P＝P1+P2+P1.P2]]>cos[δΦ+2αcos（2πft+β）]

這個光功率的頻譜成分豐富，特別是它含有：直射部分;

調制頻率為f的成分，它與sin????δφ成正比，并在小電流范圍具有最大變化;

具有兩倍調制頻率f的成分，它與cos????δφ成正比，并可用被測電流來抵銷。

干涉儀輸出信號中的頻率為f的成分，與其它成分分開，然后被同步解調，以便產生如下形式的信號：

K2sin（K1????I）

式中，K2是一個新的比例因子。和前面的比例因子K2′一樣，這個比例因子K2也有缺點，即對測量鏈中各種成分的變化敏感，特別對光源發出的光功率的變化敏感，而這個光源給出的光束用來導出沿干涉儀回路以相反方向傳播的兩光束，因此造成測量相當不準確。