Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
[120050] Artykuł: Zastosowanie światłowodowego interferometru różnicowego w pomiarach natężenia prądu elektrycznego(The use of a fiber optic differential interferometer in measurements of electric current)Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka Tom: 246, Zeszyt: 4/2022, Strony: 99-104 ISSN: 1427-9126 Opublikowano: Grudzień 2022 Liczba arkuszy wydawniczych: 1.00 Autorzy / Redaktorzy / Twórcy Grupa MNiSW: Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A) Punkty MNiSW: 70 Pełny tekst DOI Słowa kluczowe: światłowodowy czujnik prądu  pomiar prądu  efekt Faradaya  dwójłomność liniowa  czujnik polarymetryczny  światłowodowy interferometr różnicowy  Keywords: fiber optic current sensor  current measurement  Faraday effect  linear birefringence  polarimetric sensor  fiber differential interferometer  |
Artykuł prezentuje czujnik prądu elektrycznego zbudowany ze światłowodowego interferometru różnicowego wykorzystujący efekt Faradaya we włóknie jednomodowym. Został on zastosowany do pomiarów przebiegów prądu o dużych amplitudach i częstotliwości sieciowej. Czujnik optyczny nie wprowadza w obwód mierzony dodatkowej rezystancji i indukcyjności, co jest zjawiskiem pożądanym przy tego rodzaju pomiarach. Elementem magnetoczułym jest światłowodowa cewka wykonana z kwarcowego jednomodowego włókna telekomukacyjnego. Światłowód, w którym rdzeń jest skręcony dookoła swojej osi, charakteryzuje się małym wpływem wielkości zakłócających, tj. drganiom mechanicznym i zmianom ciśnienia na pracę interferometru różnicowego poprzez indukowanie we włóknie szklanym dwójłomności liniowej.
Zaproponowano sposoby eliminacji wielkości wpływowych na działanie światłowodowego czujnika prądu poprzez zmniejszenie dwójłomności liniowej indukowanej w światłowodzie od tych wielkości. Wykreślono zależność znormalizowanego natężenia światła w układzie podstawowym i z lustrem na końcu światłowodu. Zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych rozwiązania konstrukcyjnego interferometru różnicowego bazującego na efekcie Faradaya, pracującego na długości fali 1550 nm. Czujnika użyto w pomiarach prądu sinosuidalnego o częstotliwości 50 Hz i o amplitudach z zakresu od 100 do 1500 A. Wyznaczono niepewność pomiaru amplitudy prądu elektrycznego w zakresie wartości mierzonych, którą oszacowano na wartość nie większą niż 1,5%.
The article presents an electric current sensor built of a fiber-optic differential interferometer using the Faraday effect in a single-mode fiber. It was applied to measure current waveforms with large amplitudes and mains frequency. The optical sensor does not introduce additional resistance and inductance into the measured circuit, which is a desirable phenomenon in this type of measurements. The magnetosensitive element is an optical fiber coil made of a quartz single-mode telecommunications fiber. The optical fiber, in which the core is twisted around its axis, is characterized by a small influence of disturbing quantities, i.e. mechanical vibrations and pressure changes, on the working of the differential interferometer by inducing linear birefringence in the glass fiber.
The methods of elimination of the quantities influencing the operation of the optical fiber current sensor were proposed by reducing the linear birefringence induced in the optical fiber from these quantities. The dependence of the normalized light intensity was plotted. The results of experimental research on a design solution of a differential interferometer based on the Faraday effect, operating at a wavelength of 1550 nm, are presented. The sensor was used for measurements of sinusoidal current with a frequency of 50 Hz and amplitudes ranging from 100 to 1500 A. The uncertainty of measurement of the electric current amplitude was determined in the range of the measured values, which was estimated at no more than 1.5%.