JP2002538426A - Bragg grating device for measuring mechanical forces, use of the Bragg grating device, and method of driving the Bragg grating device - Google Patents

Bragg grating device for measuring mechanical forces, use of the Bragg grating device, and method of driving the Bragg grating device

Info

Publication number
JP2002538426A
JP2002538426A JP2000601412A JP2000601412A JP2002538426A JP 2002538426 A JP2002538426 A JP 2002538426A JP 2000601412 A JP2000601412 A JP 2000601412A JP 2000601412 A JP2000601412 A JP 2000601412A JP 2002538426 A JP2002538426 A JP 2002538426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force
lever
conductor
bragg grating
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000601412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ヴィルシュ ミヒャエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2002538426A publication Critical patent/JP2002538426A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/246Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/006Details of instruments used for thermal compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/093Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up

Abstract

(57)【要約】 機械的力(K、K’)を測定するブラッグ格子装置は光ファイバ(1)とこのファイバ内に構成された光ブラッグ格子(11)と力伝達装置(2)とを備えており、測定すべき力をファイバ(1)の伸長力および/またはファイバの収縮力(K1、K1’)へ変換する。力伝達装置(2)により高い測定感度が得られ、他の物理量、例えば電圧、温度、加速度、振動などを測定する高感度の測定センサが達成される。 (57) [Summary] A Bragg grating device for measuring mechanical force (K, K ') is composed of an optical fiber (1), an optical Bragg grating (11) formed in the fiber, and a force transmitting device (2). It is provided and converts the force to be measured into the elongation force of the fiber (1) and / or the contraction force (K1, K1 ') of the fiber. A high measurement sensitivity is obtained by the force transmission device (2), and a high-sensitivity measurement sensor for measuring other physical quantities, such as voltage, temperature, acceleration, and vibration, is achieved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は機械的力を測定するブラッグ格子装置、ブラッグ格子装置を駆動する
方法、およびブラッグ格子装置の使用法に関する。
The present invention relates to a Bragg grating device for measuring mechanical forces, a method for driving a Bragg grating device, and a method for using the Bragg grating device.

【0002】 機械的力を測定するブラッグ格子装置はドイツ連邦共和国特許出願第1964
8403号明細書から公知である。この装置は a)光ビームを伝搬方向で案内するための少なくとも1つの光ファイバと、 b)ファイバの伸長状態および/または収縮状態に依存して伝搬方向で変化する
格子ごとに固有のブラッグ波長を備え、ファイバ内に集積された光ブラッグ格子
と、 c)伝搬方向で相互に格子を含む距離を置いて配置された2つの固定点の個所で
ファイバに取り付けられ、伝搬方向に延在している延在体と を有している。
A Bragg grating device for measuring mechanical forces is described in German Patent Application No. 1964.
It is known from the specification of GB 8403. The device comprises: a) at least one optical fiber for guiding the light beam in the direction of propagation; b) a unique Bragg wavelength for each grating that varies in the direction of propagation depending on the elongation and / or contraction of the fiber. An optical Bragg grating integrated in the fiber, and c) attached to the fiber at two fixed points spaced apart from each other in the direction of propagation and including the grating and extending in the direction of propagation. And an extended body.

【0003】 こうした装置はファイバの長手方向に一致する伝搬方向に配向された圧力およ
び/または引っ張り力を検出するために使用されているが、ここでは延在体は測
定すべき圧力および/または引っ張り力に対する“増幅器”の機能を果たしては
いない。
[0003] Such devices have been used to detect pressure and / or pulling forces oriented in the direction of propagation that coincides with the longitudinal direction of the fiber, where the extension is the pressure and / or pulling to be measured. It does not function as an "amplifier" for force.

【0004】 ブラッグ格子を含むファイバは例えば弾性ばねにより伝搬方向で引っ張り力を
バイアスされている。
[0004] Fibers containing Bragg gratings are biased in the direction of propagation by, for example, elastic springs.

【0005】 こうした装置の実施形態は温度補償される実施形態であり、さらに集積された
基準ブラッグ格子を備えた負荷のない基準ファイバを有している。これによりブ
ラッグ波長のシフトを引き起こす温度影響を検出することができ、適切な評価に
より除去することができる。
[0005] An embodiment of such an apparatus is a temperature compensated embodiment, further comprising an unloaded reference fiber with an integrated reference Bragg grating. As a result, a temperature effect that causes a shift in the Bragg wavelength can be detected, and can be removed by appropriate evaluation.

【0006】 米国特許第5682445号明細書には a)光ビームを伝搬方向で案内するための少なくとも1つの光ファイバと、 b)ファイバの伸長状態および/または収縮状態に依存して伝搬方向で変化する
各格子ごとに固有のブラッグ波長を備え、ファイバ内に集積された光ブラッグ格
子と、 c)伝搬方向で相互に格子を含む距離を置いて配置された2つの固定点の個所で
ファイバに取り付けられた回転軸のない梃子トランスミッションと を有するブラッグ格子装置が記載されている。
[0006] US Pat. No. 5,682,445 discloses: a) at least one optical fiber for guiding a light beam in the direction of propagation; b) changes in the direction of propagation depending on the state of extension and / or contraction of the fiber. An optical Bragg grating with a unique Bragg wavelength for each grating to be integrated into the fiber, and c) attached to the fiber at two fixed points spaced apart from each other in the direction of propagation including the grating. A Bragg grating device having a leverless transmission without a rotating shaft is described.

【0007】 回転軸のない梃子トランスミッションは固定点間のファイバおよび格子に伝搬
方向での応力をバイアスするために用いられる。
[0007] Leverless transmissions without a rotating shaft are used to bias the fibers and gratings between fixed points in the direction of propagation.

【0008】 回転軸のない梃子トランスミッションは伝搬方向に長く延びた少なくとも2つ
のセクションを有しており、これらのセクションはそれぞれ1つずつ端面を備え
ており、これらの端面は相互に接続されている。2つのセクションのそれぞれは
一方の端部に対向する他方の端面を有する。セクションの他方の端面は1つの固
定点で固定にファイバに接続されており、他方のセクションの他方端部は別の固
定点で固定にファイバに接続されている。
[0008] A leverless transmission without an axis of rotation has at least two sections that extend in the direction of propagation, each of which has an end face, which are interconnected. . Each of the two sections has an opposite end face at one end. The other end face of the section is fixedly connected to the fiber at one fixing point and the other end of the other section is fixedly connected to the fiber at another fixing point.

【0009】 伝搬方向で作用するファイバ内の応力は伝搬方向における端面間で測定された
2つのセクション長さが相互に相対的に変化することにより発生する。
[0009] Stress in the fiber acting in the propagation direction is caused by the two section lengths measured between the end faces in the propagation direction varying relative to each other.

【0010】 本発明の基礎とする課題は、機械的力を測定するブラッグ格子装置を提供して
、従来のこの種のブラッグ格子装置よりも広範な適用を得ることである。
It is an object of the present invention to provide a Bragg grating device for measuring mechanical forces, which has broader applications than conventional Bragg grating devices of this kind.

【0011】 この課題は請求項1に記載した特徴により解決される。This problem is solved by the features of claim 1.

【0012】 本発明の解決手段によれば、本発明の機械的力を測定するブラッグ格子装置は
a)弾性材料から成り、伝搬方向で光ビームを案内する少なくとも1つの光導体
と、 b)導体の伸長状態および/または収縮状態に依存してビームの伝搬方向で変化
するブラッグ波長を有し、導体内に構成された少なくとも1つの光ブラッグ格子
と、 c)測定すべき力を導体の伝搬方向での伸長力および/または収縮力へ変換する
(または導体の伝搬方向での伸長力および/または収縮力を測定すべき力へ変換
する)力伝達装置と を有する。
According to a solution of the invention, a Bragg grating device for measuring mechanical forces according to the invention comprises: a) at least one light guide which is made of an elastic material and guides a light beam in the direction of propagation; At least one optical Bragg grating having a Bragg wavelength that varies in the direction of propagation of the beam depending on the state of extension and / or contraction of the beam; and c) determining the force to be measured in the direction of propagation of the conductor. A force transmitting device that converts the stretching force and / or the contracting force into the force to be measured (or converts the stretching force and / or the contracting force in the propagation direction of the conductor into the force to be measured).

【0013】 特に力伝達装置の有する測定すべき力と変換された力との間の変換比が1とは
異なることにより広い適用分野が得られる。
A wide field of application is obtained, in particular, because the conversion ratio between the force to be measured and the converted force of the force transmitting device is different from 1.

【0014】 力伝達装置として基本的には各種のトランスミッション、例えばギヤ機構が適
している。本発明の装置の有利な実施形態では、力伝達装置は少なくとも1つの
梃子を有しており、この梃子は導体に対してほぼ固定の回転軸を中心として回転
可能であり、かつ導体に固定されており、測定すべき力の作用を受ける。この実
施形態は構造的に特に簡単に実現可能である。
Various transmissions, for example, a gear mechanism are basically suitable as the force transmission device. In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the force transmitting device has at least one lever which is rotatable about an axis of rotation substantially fixed with respect to the conductor and which is fixed to the conductor. And is subject to the forces to be measured. This embodiment is particularly simple to implement structurally.

【0015】 力伝達装置の変換比は、この場合、測定すべき力が梃子にかかる作用点から梃
子の回転軸までの距離と、回転軸から梃子が導体に取り付けられている取り付け
点までの距離とを選択することにより調整される。すなわち変換比は前者の距離
と後者の距離との比によって定められる。
The conversion ratio of the force transmitting device is, in this case, the distance from the point of application of the force to be measured to the lever to the axis of rotation of the lever and the distance from the axis of rotation to the point of attachment of the lever to the conductor. It is adjusted by selecting and. That is, the conversion ratio is determined by the ratio between the former distance and the latter distance.

【0016】 力伝達装置が梃子を有しており、固定の回転軸から梃子が導体に取り付けられ
ている取り付け点までの距離が回転軸から測定すべき力が梃子へかかる作用点ま
での距離よりも大きい場合、特に測定すべき力によって生じる変位が増大する。
また力伝達装置が梃子を有しており、回転軸から梃子が導体に取り付けられてい
る取り付け点までの距離が回転軸から測定すべき力が梃子へかかる作用点までの
距離よりも小さい場合に力の増幅が行われる。
The force transmitting device has a lever, and the distance from the fixed rotation axis to the attachment point where the lever is attached to the conductor is greater than the distance from the rotation axis to the point of application of the force to be measured to the lever. Is also large, in particular, the displacement caused by the force to be measured increases.
When the force transmitting device has a lever, and the distance from the rotation axis to the mounting point where the lever is attached to the conductor is smaller than the distance from the rotation axis to the point of application of the force to be measured to the lever, Amplification of the force takes place.

【0017】 この実施形態では、回転軸が導体と測定すべき力が梃子にかかる作用点との間
に位置するケース、および/または測定すべき力が梃子にかかる作用点が導体と
回転軸との間に位置するケース、および/または導体が回転軸と測定すべき力が
梃子にかかる作用点との間に位置するケースで梃子が使用される。
In this embodiment, the case in which the rotation axis is located between the conductor and the point of application of the force to be measured on the lever, and / or the point of application of the force to be measured on the lever is between the conductor and the rotation axis. Lever is used in cases where the conductor is located between the axis of rotation and / or where the conductor to be measured is applied to the lever.

【0018】 本発明の有利な実施形態では、導体は梃子の回転軸に対してほぼ固定の点で固
定されており、この点はビームの伝搬方向において格子を含む導体の梃子固定点
からの距離で配置されている。
In an advantageous embodiment of the invention, the conductor is fixed at a substantially fixed point with respect to the axis of rotation of the lever, which is a distance from the lever-fixed point of the conductor containing the grating in the direction of beam propagation. It is arranged in.

【0019】 この実施形態では有利には支持体が設けられており、この支持体上に梃子が回
転軸を中心として回転可能に係止され、導体は固定点の個所に取り付けられてい
る。支持体は有利には一体的に構成されており、例えば唯一の材料から成る。こ
れによりこの実施形態は有利には構造的に簡単かつ低コストに製造することがで
き、多数の部材から成る複雑で高価な支持体構造を回避できる。
In this embodiment, a support is preferably provided, on which a lever is rotatably locked about an axis of rotation, and the conductor is mounted at a fixed point. The support is preferably of unitary construction, for example, consisting of only one material. As a result, this embodiment can advantageously be manufactured structurally simply and at low cost and avoid complex and expensive support structures with a large number of components.

【0020】 有利には導体は伝搬方向で応力をかけられている。ここから、応力によって定
められる領域でブラッグ格子の伸長および/または収縮が可能となる。
Preferably, the conductor is stressed in the direction of propagation. This allows the Bragg grating to expand and / or contract in the region defined by the stress.

【0021】 光導体として基本的には光ビームを伝搬方向で案内する透明な弾性材料が使用
される。有利にはこの導体は光ファイバを有しており、このファイバ内にブラッ
グ格子が構成されている。
As the light guide, a transparent elastic material for guiding the light beam in the propagation direction is basically used. Preferably, the conductor comprises an optical fiber in which the Bragg grating is formed.

【0022】 本発明の装置の有利な別の実施形態では、力伝達装置によって測定のために変
換される機械的力を形成する力形成装置が設けられており、この装置は特に当該
の個所の測定すべき力を例えばランダムに、または制御された状態で形成する。
In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, a force generating device is provided which generates a mechanical force which is converted for the measurement by means of a force transmitting device, which device is preferably provided at that location. The force to be measured is generated, for example, randomly or in a controlled manner.

【0023】 この実施形態の有利な構成では、力形成装置は機械的力とは異なる物理量を当
該の測定すべき力へ変換する変換器装置を有している。物理量とは変換器装置に
応じて例えば温度、電界強度および/または磁界強度、加速度、および振動など
である。
In an advantageous configuration of this embodiment, the force-forming device has a transducer device for converting a physical quantity different from the mechanical force into the force to be measured. Physical quantities are, for example, temperature, electric and / or magnetic field strength, acceleration, vibration, etc., depending on the transducer device.

【0024】 物理量が例えば電界強度または電圧である場合、変換器装置は圧電材料から成
るボディを有し、このボディは電界強度または電圧に依存して伸長および/また
は収縮する。ここではこの特性が測定すべき力を形成するために利用される。
If the physical quantity is, for example, electric field strength or voltage, the transducer device has a body made of piezoelectric material, which expands and / or contracts depending on the electric field strength or voltage. Here, this property is used to form the force to be measured.

【0025】 物理量が例えば加速度および/または減速度、特に振動加速度である場合、変
換器装置は加速度および/または減速度の作用する可動質量体を有する。ここで
は質量体の慣性特性が測定すべき力の形成に利用される。
If the physical quantity is, for example, acceleration and / or deceleration, in particular vibrational acceleration, the transducer device has a movable mass with acceleration and / or deceleration. Here, the inertial properties of the mass are used to generate the force to be measured.

【0026】 本発明の装置の別の実施形態は、例えば機械的力とは異なる物理量に依存する
機械的力を測定できるという利点だけでなく、そのほかに物理量自体を測定する
センサ装置、例えば温度センサ、電圧センサ、加速度センサまたは振動センサと
して適用できる利点を有する。
Another embodiment of the device according to the invention has the advantage of being able to measure mechanical forces that depend on physical quantities different from, for example, mechanical forces, as well as other sensor devices that measure the physical quantities themselves, such as temperature sensors , Voltage sensor, acceleration sensor or vibration sensor.

【0027】 本発明の装置は一般に、導体内で光ビームが導体内に構成されたブラッグ格子
へ案内され、このブラッグ格子により光ビームの案内に基づいて発生したブラッ
グ波長が測定すべき力の尺度量として測定される。
The device according to the invention is generally such that a light beam is guided in a conductor to a Bragg grating formed in the conductor, whereby the Bragg wavelength generated on the basis of the light beam guidance is a measure of the force to be measured. It is measured as a quantity.

【0028】 温度に起因する効果を補償するために、伸長力および収縮力のない基準光導体
を設けることができる。この基準導体には基準ブラッグ格子が構成されており、
この基準ブラッグ格子を介してブラッグ波長のシフトを引き起こす温度影響が検
出され、適切な評価を経て消去される。基準導体と力の測定に使用される導体と
は有利には同種である。基準ブラッグ格子と力の測定に使用されるブラッグ格子
とについても同じことが当てはまる。
To compensate for effects due to temperature, a reference light guide without stretching and contracting forces can be provided. This reference conductor has a reference Bragg grating,
Through this reference Bragg grating, temperature effects that cause a shift in the Bragg wavelength are detected and, after appropriate evaluation, are eliminated. The reference conductor and the conductor used for measuring the force are advantageously homogeneous. The same is true for the reference Bragg grating and the Bragg grating used for measuring the force.

【0029】 本発明を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。図1には本発明の変位
増大装置の実施例が示されている。図2には図1の実施例の実現形態が示されて
いる。図3には本発明の力増幅装置の実施例が示されている。図4には図3の実
施例の実現形態が示されている。
The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of the displacement increasing device according to the present invention. FIG. 2 shows an embodiment of the embodiment of FIG. FIG. 3 shows an embodiment of the force amplifying device of the present invention. FIG. 4 shows an implementation of the embodiment of FIG.

【0030】 図は概略的なものであり、縮尺通りではない。The figures are schematic and not to scale.

【0031】 図示の実施例では、参照番号1で例えば光ファイバから成る光導体(例えばガ
ラスファイバ光導波体)が示されている。ファイバ1は入力結合された光ビーム
Pを伝搬方向で案内する。この伝搬方向は図平面に対して平行なファイバ1の長
手方向10に一致する。
In the illustrated embodiment, reference numeral 1 denotes a light guide (eg, a glass fiber light guide), for example, consisting of an optical fiber. The fiber 1 guides the incoming coupled light beam P in the direction of propagation. This propagation direction coincides with the longitudinal direction 10 of the fiber 1 parallel to the drawing plane.

【0032】 ファイバ1には格子固有のブラッグ波長λ1を有する光ブラッグ格子11が構
成されている。ブラッグ波長はファイバ1の伝搬方向における伸長状態および/
または収縮状態に依存して変化する。
An optical Bragg grating 11 having a Bragg wavelength λ 1 unique to the grating is formed in the fiber 1. The Bragg wavelength depends on the elongation state in the propagation direction of the fiber 1 and / or
Or it changes depending on the contracted state.

【0033】 参照番号2で示された概略的な力伝達装置は測定すべき力をファイバ1に対し
て長手方向10で作用する力へ変換する。この力によりファイバ1は長手方向1
0で伸長および/または収縮される。
The general force transmission device, designated by the reference numeral 2, converts the force to be measured into a force acting on the fiber 1 in the longitudinal direction 10. This force causes the fiber 1 to move in the longitudinal direction 1
It is elongated and / or contracted at zero.

【0034】 力伝達装置2は梃子20を有しており、この梃子は一方ではファイバ1に対し
てほぼ固定の回転軸21を中心として回転可能であり、他方ではファイバ1に取
り付けられている。梃子には測定すべき力が作用する。
The force transmitting device 2 has a lever 20, which is rotatable on the one hand about a rotation axis 21 which is substantially fixed with respect to the fiber 1, and which is attached to the fiber 1 on the other hand. A force to be measured acts on the lever.

【0035】 図中、回転軸21は図平面に対して垂直の方向へ配向されており、梃子20は
この図平面に対して水平の方向に回転される。
In the drawing, the rotation axis 21 is oriented in a direction perpendicular to the drawing plane, and the lever 20 is rotated in a direction horizontal to the drawing plane.

【0036】 梃子20は取り付け点22でファイバ1へ取り付けられている。ファイバ1自
体は梃子20の回転軸21に対して固定の点32で固定されており、これは梃子
20の取り付け点22から長手方向10で測定される距離aを置いてファイバ1
へ取り付けられている。距離aには格子11が含まれている。
The lever 20 is attached to the fiber 1 at an attachment point 22. The fiber 1 itself is fixed at a fixed point 32 with respect to the rotation axis 21 of the lever 20, which is at a distance a measured in the longitudinal direction 10 from the mounting point 22 of the lever 20.
Attached to. The distance a includes the grid 11.

【0037】 回転軸21に一致する作用点23で測定すべき力Kが梃子20へかかると、取
り付け点22に固定の点32から取り付け点22へ向かう力K1が生じ、この力
がファイバ1および格子11を長手方向10で弾性的に伸長させる。
When the force K to be measured at the point of action 23 coincident with the rotation axis 21 is applied to the lever 20, a force K 1 is generated at the attachment point 22 from the fixed point 32 to the attachment point 22, and this force is applied to the fiber 1 and The grid 11 is elastically extended in the longitudinal direction 10.

【0038】 力K’が減衰するとファイバ1および格子11の伸長が低下し、さらに充分に
小さな力Kではファイバ1および格子11は再び元の伸長していない状態にまで
達する。
When the force K ′ is attenuated, the elongation of the fiber 1 and the grating 11 decreases, and with a sufficiently small force K, the fiber 1 and the grating 11 reach the original unstretched state again.

【0039】 梃子20が回転軸21を中心として時計回り方向cに回転することにより生じ
る力K’を測定できるようにするために、ファイバ1には長手方向10で固定の
点32から取り付け点22へ向かう所定の応力Bがバイアスされ、この応力は力
K’によって取り付け点22で生じる力K1’に反作用する。このような力K’
はK1’≦Bの場合に測定可能である。
In order to be able to measure the force K ′ caused by the rotation of the lever 20 in the clockwise direction c about the rotation axis 21, the fiber 1 is attached to the fiber 1 from the fixed point 32 in the longitudinal direction 10 to the attachment point 22. A predetermined stress B is biased, which counteracts the force K1 'generated at the mounting point 22 by the force K'. Such a force K '
Can be measured when K1 ′ ≦ B.

【0040】 測定すべき力の作用点23は一般性を制限するものではないが全ての図におい
て簡単化のために、梃子20がファイバ1に取り付けられている取り付け点22
と回転軸21とを相互に結んだ梃子軸線200上に配置されていると仮定する。
梃子軸線は図平面に対して水平に延在しており、回転軸21に垂直に交差してい
る。
The point of action 23 of the force to be measured does not limit the generality, but for simplicity in all figures, the point of attachment 22 where the lever 20 is attached to the fiber 1
It is assumed that they are arranged on a lever axis 200 connecting the and the rotation shaft 21 to each other.
The lever axis extends horizontally with respect to the drawing plane and crosses the rotation axis 21 vertically.

【0041】 図1の実施例では回転軸21から梃子20がファイバ11に取り付けられてい
る取り付け点22までの距離d1は固定の回転軸11から梃子20にかかる測定
すべき力K,K’の作用点23までの距離d2よりも大きい。
In the embodiment of FIG. 1, the distance d 1 from the rotating shaft 21 to the attachment point 22 where the lever 20 is attached to the fiber 11 is determined by the force K, K ′ to be measured from the fixed rotating shaft 11 to the lever 20. It is larger than the distance d2 to the action point 23.

【0042】 この実施例はファイバ1から格子11上を伝達される伸長および/または収縮
が小さく、格子固有のブラッグ波長λ1に生じるシフトを測定するケースに適し
ている。
This embodiment is suitable for the case where the expansion and / or contraction transmitted from the fiber 1 on the grating 11 is small, and the shift occurring in the Bragg wavelength λ 1 inherent to the grating is measured.

【0043】 梃子20を介して取り付け点22で伸長および/または収縮が得られる。この
伸長および/または収縮は梃子20のない場合の伸長および/または収縮よりも
係数k=d1/d2>1だけ大きい。
Extension and / or contraction is obtained at the attachment point 22 via the lever 20. This extension and / or contraction is greater than the extension and / or contraction without the lever 20 by a factor k = d1 / d2> 1.

【0044】 図2には図1の実施例の特別な実現形態が示されている。この実現形態では支
持体3が設けられており、この支持体の個所に梃子20が固定の回転軸21を中
心として回転可能に係止されており、ファイバ1は固定の点32で固定されてい
る。
FIG. 2 shows a special implementation of the embodiment of FIG. In this implementation, a support 3 is provided, at which point a lever 20 is rotatably locked about a fixed rotation axis 21, and the fiber 1 is fixed at a fixed point 32. I have.

【0045】 ファイバ1は別の固定点34の個所で支持体3に固定され、梃子20の取り付
け点22および格子11は固定点32と別の固定点34との間に配置される。
The fiber 1 is fixed to the support 3 at another fixing point 34, and the mounting point 22 of the lever 20 and the grating 11 are arranged between the fixing point 32 and the other fixing point 34.

【0046】 ファイバ1には2つの固定点32,34の間で応力Bがバイアスされている。A stress B is applied to the fiber 1 between two fixed points 32 and 34.

【0047】 支持体3は一体的に構成されており、例えばクォーツガラスまたは他のガラス
から成る。この支持体は有利には中空スペース30を有する。
The support 3 is integrally formed, for example, of quartz glass or other glass. This support preferably has a hollow space 30.

【0048】 中空スペース30は例えば支持体3の表面部材内に構成された切欠である。図
2にはこうした表面部材が平面図で示されており、参照番号31で示されている
。中空スペース30は表面部材31の内縁301によって規定される表面部材3
1内の開口部310を形成しており、これは表面部材31から図2の図平面に対
して垂直に深さ方向へ延在するものである。
The hollow space 30 is, for example, a notch formed in a surface member of the support 3. FIG. 2 shows such a surface element in plan view and is designated by the reference numeral 31. The hollow space 30 is the surface member 3 defined by the inner edge 301 of the surface member 31.
1 are formed, and extend from the surface member 31 in the depth direction perpendicular to the plane of FIG.

【0049】 中空スペース30の開口部310にはファイバ1が掛け渡されている。ファイ
バは開口部310の両側の固定点32,34で固定されている。
The fiber 1 is laid over the opening 310 of the hollow space 30. The fiber is fixed at fixing points 32 and 34 on both sides of the opening 310.

【0050】 例えば中空スペース30には梃子20が収容されている。梃子20は主として
図2の図平面に対して水平に延在しており、ファイバ1を把持している。梃子は
取り付け点22でファイバ1に取り付けられている。
For example, the lever 20 is accommodated in the hollow space 30. The lever 20 mainly extends horizontally with respect to the drawing plane of FIG. 2 and holds the fiber 1. The lever is attached to fiber 1 at attachment point 22.

【0051】 梃子軸線200は有利には図2に示されているように、主として図1の長手方
向軸線10に対して垂直に延在しているが、長手方向に対して斜めに配置しても
よい。
The lever axis 200 advantageously extends mainly perpendicular to the longitudinal axis 10 of FIG. 1, as shown in FIG. 2, but is arranged obliquely with respect to the longitudinal direction. Is also good.

【0052】 梃子20の回転軸21は梃子20を支持体3に係止する回転ジョイント320
の回転軸であってもよく、梃子20は支持体3に対して相対的に固定の回転軸2
1を中心として回転可能である。
The rotation shaft 21 of the lever 20 is a rotation joint 320 for locking the lever 20 to the support 3.
The lever 20 may be a rotating shaft 2 fixed relatively to the support 3.
1 can be rotated.

【0053】 例えば梃子20が回転ジョイント320を介して支持体3に係止されており、
この回転ジョイントは支持体3と梃子20との間に配置され、これら2つを相互
に接続している。
For example, the lever 20 is locked to the support 3 via the rotary joint 320,
This rotary joint is arranged between the support 3 and the lever 20 and interconnects the two.

【0054】 この種の回転ジョイント320は例えば梃子20と支持体3との間の変形可能
な連結部材により実現される。
A rotary joint 320 of this kind is realized, for example, by a deformable connecting member between the lever 20 and the support 3.

【0055】 図2の実施例では、このように変形可能な連結部材320が開口部310の縁
部とこの縁部301とは反対側の梃子20の端部201との間に配置されている
。連結部材320は例えば可撓性の連結部材321を有しており、この部材は図
2の図平面に対して垂直方向では剛性であり、図平面に対して水平な方向ないし
梃子軸線200に対して垂直な方向では可撓性である。
In the embodiment of FIG. 2, such a deformable connecting member 320 is arranged between the edge of the opening 310 and the end 201 of the lever 20 opposite the edge 301. . The connecting member 320 has, for example, a flexible connecting member 321 which is rigid in a direction perpendicular to the drawing plane of FIG. Flexible in the vertical direction.

【0056】 このような連結部材320は回転軸21を規定しており、この軸は支持体3ひ
いてはファイバ1に対しては完全に固定されておらず、所定の許容範囲内で支承
されている。このことは回転軸21がほぼ固定であることを意味する。
The connecting member 320 defines the rotation shaft 21, which is not completely fixed to the support 3 and thus the fiber 1, but is supported within a predetermined tolerance. . This means that the rotating shaft 21 is almost fixed.

【0057】 図2では、測定すべき力K,K’の作用点23が回転軸21と取り付け点22
との間に配置されており、回転軸21が作用点23と取り付け点22との間に配
置された図1とは異なっていることが示されている。
In FIG. 2, the point of action 23 of the forces K, K ′ to be measured is the rotation axis 21 and the attachment point 22.
This is different from FIG. 1 in which the rotation shaft 21 is disposed between the action point 23 and the attachment point 22.

【0058】 測定すべき力K,K’は図2の実現形態では例えば圧電アクチュエータ4また
は他の圧電材料から成るボディによって形成される。このアクチュエータは固定
に支持体3および梃子20に接続されており、印加された電圧Uに依存してアク
チュエータ軸線400に沿って伸長および/または収縮する。このアクチュエー
タ軸線400は図2の図平面に対して水平であり、梃子軸線200と作用点23
で垂直または斜めに交差する。これにより伸長および/または収縮する圧電アク
チュエータ4は梃子20に測定すべき力K、K’を作用させる。この力は作用点
23へ配向されており、そこにかかっていると見なされる。
The forces K, K ′ to be measured are formed in the implementation of FIG. 2 by, for example, a piezoelectric actuator 4 or a body made of another piezoelectric material. This actuator is fixedly connected to the support 3 and the lever 20 and expands and / or contracts along the actuator axis 400 depending on the applied voltage U. This actuator axis 400 is horizontal with respect to the drawing plane of FIG.
Intersect vertically or diagonally. As a result, the piezoelectric actuator 4 that expands and / or contracts exerts forces K and K ′ to be measured on the lever 20. This force is directed to the point of action 23 and is considered to be acting thereon.

【0059】 支持体3および梃子20に固定に接続された圧電アクチュエータ4は力形成装
置を形成しており、この力形成装置は力伝達装置2によって変換される測定すべ
き機械的力K,K’を発生させる。圧電アクチュエータ4自体は変換器装置を形
成しており、この変換器装置は機械的力K,K’とは異なる物理量を測定すべき
力K,K’へ変換する。この場合には電圧Uが力K,K’へ変換される。
The piezoelectric actuator 4, which is fixedly connected to the support 3 and the lever 20, forms a force-forming device, which is converted by the force transmitting device 2 into the mechanical forces K, K to be measured. 'Fire. The piezoelectric actuator 4 itself forms a transducer device, which converts a physical quantity different from the mechanical force K, K 'into the force K, K' to be measured. In this case, the voltage U is converted into forces K, K '.

【0060】 圧電アクチュエータ4または圧電材料から成る他のボディによって生じた力は
極端に大きいが、この種のボディの伸長および/または収縮の度合はきわめて小
さい。図1、図2の実施例はこの比に対して伸長および/または収縮を増幅する
のにきわめて良好に適しており、その場合にブラッグ波長λ1の分解能ひいては
測定感度を大幅に増大させることができる。このことはこの実施例を電圧センサ
として使用する場合に相当する。
The forces generated by the piezoelectric actuator 4 or other bodies made of piezoelectric material are extremely high, but the degree of extension and / or contraction of such bodies is very small. The embodiments of FIGS. 1 and 2 are very well suited for amplifying the expansion and / or contraction for this ratio, in which case the resolution of the Bragg wavelength λ1 and thus the measuring sensitivity can be greatly increased. . This corresponds to the case where this embodiment is used as a voltage sensor.

【0061】 測定すべき力を発生させるために、圧電アクチュエータに代えて、例えば温度
または磁界強度に依存して伸長および/または収縮する材料から成るボディを使
用する場合、図1、図2の実施例により、それぞれ大きな測定感度の温度センサ
ないし磁気センサを実現することができる。
If, instead of a piezoelectric actuator, a body made of a material that expands and / or contracts depending on, for example, temperature or magnetic field strength is used to generate the force to be measured, the implementation of FIGS. By way of example, a temperature sensor or a magnetic sensor with a respectively high measuring sensitivity can be realized.

【0062】 図3に示された実施例では、図1、図2の実施例とは異なり、回転軸21から
梃子20が導体1に取り付けられている取り付け点22までの距離d1が回転軸
21から測定すべき力K、K’の梃子20への作用点23までの距離d2よりも
小さい。
In the embodiment shown in FIG. 3, unlike the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the distance d 1 from the rotation shaft 21 to the attachment point 22 where the lever 20 is attached to the conductor 1 is different from the rotation shaft 21. Is smaller than the distance d2 from the point of force K, K 'to the lever 20 to the point of action 23 to be measured.

【0063】 この実施例は、伸長および/または収縮を生じさせる力K1,K1’がきわめ
て小さいために、ファイバ1から格子11へ伝達される伸長および/または収縮
が小さく、これにより格子固有のブラッグ波長λ1に生じるシフトを測定するこ
とができないケースに相当する。
In this embodiment, the stretching and / or contraction transmitted from the fiber 1 to the grating 11 is small due to the very small forces K 1, K 1 ′ that cause the stretching and / or contraction, and therefore the grating-specific Bragg This corresponds to the case where the shift occurring in the wavelength λ1 cannot be measured.

【0064】 この実施例では梃子20を介して取り付け点22の個所で力K1,K1’が得
られる。この力は梃子の作用点23での測定すべき力K、K’よりも係数1/k
=d2/d1>1だけ大きい。
In this embodiment, forces K 1 and K 1 ′ are obtained at the mounting point 22 via the lever 20. This force is 1 / k less than the forces K and K 'to be measured at the lever action point 23.
= D2 / d1> 1.

【0065】 図4には図3の実施例の特殊な実現形態が示されている。この実現形態では図
2の実施例の第2の梃子比のほか、測定すべき力K、K’の形成のしかたが異な
っているだけである。それ以外には図4の実現形態は図2の実施例と等しく構成
されており、相互に相応する部材には同じ参照番号が付されている。
FIG. 4 shows a special implementation of the embodiment of FIG. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 2 only in the second lever ratio and in the way in which the forces K and K 'to be measured are formed. Otherwise, the implementation of FIG. 4 is identical to that of the embodiment of FIG. 2, and the corresponding parts have the same reference numbers.

【0066】 図4の実現形態では、例えば図1、図2の実施例ないし図3の実施例とは異な
って、梃子20の取り付け点22は梃子20の回転軸21と測定すべき力K、K
’の作用点23との間に配置されている。
In the embodiment of FIG. 4, for example, unlike the embodiment of FIGS. 1 and 2 or the embodiment of FIG. 3, the mounting point 22 of the lever 20 is connected to the rotation axis 21 of the lever 20 and the force K to be measured. K
'And the action point 23 of the'.

【0067】 測定すべき力K、K’はこの場合例えば慣性力であり、これは梃子20が加速
運動する際に梃子20に作用する慣性質量Mを表す。力K、K’の作用点23は
この場合質量Mの重心に一致する。
The forces K, K ′ to be measured are in this case, for example, inertial forces, which represent the inertial mass M acting on the lever 20 when the lever 20 accelerates. The point of action 23 of the forces K, K 'corresponds in this case to the center of gravity of the mass M.

【0068】 このケースでは、回転軸21を中心として支持体3に回転可能に係止された梃
子20およびその質量Mは、力伝達装置2によって変換される測定すべき機械的
力K、K’を形成する力形成装置となっている。回転軸21および質量Mを有す
る梃子20自体は、機械的力K,K’とは異なる物理量を当該の測定すべき力K
、K’に変換する変換器装置を形成している。
In this case, the lever 20 and its mass M that are rotatably locked to the support 3 about the rotation axis 21 are the mechanical forces K and K ′ to be measured, which are converted by the force transmitting device 2. Is formed as a force forming device. The rotary shaft 21 and the lever 20 itself having the mass M apply a physical quantity different from the mechanical forces K and K ′ to the force K to be measured.
, K ′.

【0069】 加速度が小さい場合には質量Mがたとえ大きくてもきわめて小さな慣性力しか
生じず、ブラッグ格子11は長手方向10に全く伸長しないか、僅かしか伸長し
ない。ただし図4の実現形態によれば、この種の小さな慣性力K,K’を格子1
1を利用するのに充分な大きさの力K1,K1’へ変換することができる。ここ
で充分な変位が得られるからである。
When the acceleration is small, even if the mass M is large, only a very small inertial force is generated, and the Bragg grating 11 does not extend at all in the longitudinal direction 10 or only slightly. However, according to the implementation of FIG. 4, such small inertial forces K, K ′ are
1 can be converted into the forces K1 and K1 'that are large enough to utilize the force K1. This is because a sufficient displacement can be obtained here.

【0070】 図3、図4の実施例によれば、それぞれ大きな測定感度を有する加速度センサ
および/または振動センサを実現することができる。
According to the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to realize an acceleration sensor and / or a vibration sensor each having a large measurement sensitivity.

【0071】 図示の各装置は、一般的に光ビームPがファイバ1内へ入力結合されてファイ
バ1内をブラッグ格子11まで案内され、ブラッグ格子11で反射されたブラッ
グ波長λ1が測定されるように駆動される。測定された波長λ1ないし波長シフ
トは測定すべき力または物理量についての尺度量となる。
The devices shown are generally such that the light beam P is coupled into the fiber 1 and guided in the fiber 1 to the Bragg grating 11, and the Bragg wavelength λ 1 reflected by the Bragg grating 11 is measured. Is driven. The measured wavelength λ1 or the wavelength shift is a measure of the force or physical quantity to be measured.

【0072】 図2には基準ファイバ5が示されており、このファイバは温度に起因する効果
を補償するための基準ブラッグ格子51を備えている。基準ファイバ5はファイ
バ1に並列に配置されており、中空スペース30と梃子20とを応力をかけずに
架橋している。またこの基準ファイバは、温度に起因する支持体3の伸長により
測定されうる機械的応力が基準ファイバ5に発生しないように表面部材31上の
点52、54で支持体3に固定されている。基準ファイバ5およびファイバ1は
同じファイバと見なしてよい。同様に基準ブラッグ格子51はブラッグ格子11
に等しく構成されている。
FIG. 2 shows a reference fiber 5, which has a reference Bragg grating 51 for compensating for temperature-induced effects. The reference fiber 5 is arranged in parallel with the fiber 1 and bridges the hollow space 30 and the lever 20 without applying stress. The reference fiber is fixed to the support 3 at points 52 and 54 on the surface member 31 so that mechanical stress that can be measured by elongation of the support 3 due to temperature is not generated in the reference fiber 5. Reference fiber 5 and fiber 1 may be considered the same fiber. Similarly, the reference Bragg grating 51 is the Bragg grating 11
Is configured to be equal to

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の変位増大装置の実施例を示す図である。FIG. 1 is a view showing an embodiment of a displacement increasing device of the present invention.

【図2】 図1の実施例の実現形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the embodiment of FIG. 1;

【図3】 本発明の力増幅装置の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the force amplifying device of the present invention.

【図4】 図3の実施例の実現形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the embodiment of FIG. 3;

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性材料から成り、光ビーム(P)を伝搬方向(10)で案
内する少なくとも1つの光導体(1)と、 該光導体(1)内に構成され、前記導体(1)の伸長および/または収縮に依
存して伝搬方向で変化するブラッグ波長(λ1)を有する光ブラッグ格子(11
)と、 測定すべき力(K、K’)を前記光導体(1)の伝搬方向(10)における伸
長力および/または収縮力(K1、K1’)へ変換する力伝達装置(2)とを有
する、 ことを特徴とする機械的力(K、K’)を測定するブラッグ格子装置。
At least one light guide (1), made of an elastic material, for guiding a light beam (P) in a propagation direction (10), and formed in said light guide (1), said conductor (1) An optical Bragg grating (11) having a Bragg wavelength (λ1) that varies in the propagation direction depending on the extension and / or contraction of
And a force transmitting device (2) for converting the force (K, K ') to be measured into an extension force and / or a contraction force (K1, K1') in the propagation direction (10) of the light guide (1). A Bragg grating device for measuring mechanical force (K, K ′), comprising:
【請求項2】 力伝達装置(2)は少なくとも1つの梃子(20)を有して
おり、該梃子は導体(1)に対してほぼ固定の回転軸(21)を中心として回転
可能でありかつ導体(1)に固定されており、該梃子に測定すべき力(K、K’
)が作用する、請求項1または2記載の装置。
2. The force transmitting device (2) has at least one lever (20) which is rotatable about an axis of rotation (21) substantially fixed with respect to the conductor (1). And the force (K, K ′) to be measured is fixed to the conductor (1) and applied to the lever.
3. The device according to claim 1 or 2, wherein
【請求項3】 力伝達装置(2)は梃子(20)を有しており、回転軸(2
1)から梃子(20)が導体(1)に取り付けられている取り付け点(22)ま
での距離(d1)は回転軸(21)から測定すべき力(K、K’)の梃子(20
)への作用点(23)までの距離(d2)よりも大きい、請求項2記載の装置。
3. The force transmitting device (2) has a lever (20) and has a rotating shaft (2).
The distance (d1) from 1) to the attachment point (22) where the lever (20) is attached to the conductor (1) is determined by the force (K, K ′) to be measured from the rotation axis (21).
3.) The device as claimed in claim 2, wherein the distance (d2) to the point of action (23) is greater than the distance (d2).
【請求項4】 力伝達装置(2)は梃子(20)を有しており、回転軸(2
1)から梃子(20)が導体(1)に取り付けられている取り付け点(22)ま
での距離(d1)は回転軸(21)から測定すべき力(K、K’)の梃子(20
)への作用点(23)までの距離(d2)よりも小さい、請求項2または3記載
の装置。
4. The force transmitting device (2) has a lever (20) and has a rotating shaft (2).
The distance (d1) from 1) to the attachment point (22) where the lever (20) is attached to the conductor (1) is determined by the force (K, K ′) to be measured from the rotation axis (21).
4.) The device according to claim 2, wherein the distance (d2) to the point of action (23) is smaller than the distance (d2).
【請求項5】 導体(1)は梃子(20)の回転軸(21)に対してほぼ固
定の点(32)で固定されており、該点は伝搬方向(10)において導体(1)
が梃子に取り付けられている取り付け点からの所定の距離(a)で配置されてお
り、該距離内に格子(11)が含まれている、請求項2から4までのいずれか1
項記載の装置。
5. The conductor (1) is fixed at a substantially fixed point (32) with respect to the axis of rotation (21) of the lever (20), said point being in the direction of propagation (10).
5 is arranged at a predetermined distance (a) from an attachment point attached to the lever, and includes a grid (11) within the distance.
Item.
【請求項6】 支持体(3)を備えており、該支持体上に梃子(20)が回
転軸(21)を中心として回転可能に係止されており、導体(1)が固定の点(
32)で固定されている、請求項5記載の装置。
6. A support (3), on which a lever (20) is rotatably locked about a rotation axis (21), on which the conductor (1) is fixed. (
Apparatus according to claim 5, fixed at 32).
【請求項7】 支持体(3)は一体的に構成されている、請求項6記載の装
置。
7. The device according to claim 6, wherein the support is formed in one piece.
【請求項8】 導体(1)は伝搬方向で応力(B)を有する、請求項1から
7までのいずれか1項記載の装置。
8. Apparatus according to claim 1, wherein the conductor has a stress in the direction of propagation.
【請求項9】 導体(1)は光ファイバを有する、請求項1から8までのい
ずれか1項記載の装置。
9. Apparatus according to claim 1, wherein the conductor comprises an optical fiber.
【請求項10】 力伝達装置(2)によって測定のために変換される機械的
力を発生する力形成装置(3,20,4;3,20,21,M)を備えている、
請求項1から9までのいずれか1項記載の装置。
10. A force generating device (3, 20, 4; 3, 20, 21, M) for generating a mechanical force that is converted for measurement by a force transmitting device (2).
Apparatus according to any one of claims 1 to 9.
【請求項11】 力形成装置(3,20,4;3,20,21,M)は機械
的力(K、K’)とは異なる物理量(U)を測定すべき力(K、K’)へ変換す
る変換器装置(4;20,21,M)を有する、請求項10記載の装置。
11. The force forming device (3, 20, 4; 3, 20, 21, M) includes a force (K, K ′) for measuring a physical quantity (U) different from a mechanical force (K, K ′). 11. The device according to claim 10, comprising a converter device (4; 20, 21, M) for converting to (1).
【請求項12】 変換器装置(4)は圧電材料から成るボディを有する、請
求項11記載の装置。
12. The device according to claim 11, wherein the transducer device has a body made of piezoelectric material.
【請求項13】 変換器装置(20,21,M)は可動質量体(M)を有す
る、請求項11または12記載の装置。
13. The device according to claim 11, wherein the converter device (20, 21, M) has a movable mass (M).
【請求項14】 物理量(U)を測定するために請求項10から13までの
いずれか1項記載のブラッグ格子装置を使用することを特徴とするブラッグ格子
装置の使用法。
14. Use of a Bragg grating device according to claim 10 for measuring a physical quantity (U).
【請求項15】 光ビーム(P)を導体(1)内で該導体(1)内に構成さ
れたブラッグ格子(11)へ案内するステップと、 ブラッグ格子(11)により光ビーム(P)の案内に基づいて生じたブラッグ
波長(λ1)を測定して測定すべき力(K、K’)の尺度量とするステップとを
有する、 ことを特徴とする請求項1から14までのいずれか1項記載のブラッグ格子装置
を駆動する方法。
15. Guideing a light beam (P) in a conductor (1) to a Bragg grating (11) formed in said conductor (1); Measuring the Bragg wavelength (λ1) generated on the basis of the guidance as a measure of the force to be measured (K, K ′). A method for driving a Bragg grating device according to claim 1.
JP2000601412A 1999-02-24 2000-02-02 Bragg grating device for measuring mechanical forces, use of the Bragg grating device, and method of driving the Bragg grating device Pending JP2002538426A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19907932 1999-02-24
DE19907932.3 1999-02-24
PCT/DE2000/000317 WO2000050864A1 (en) 1999-02-24 2000-02-02 Bragg grating device for measuring a mechanical force, utilization of said device and method for operating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002538426A true JP2002538426A (en) 2002-11-12

Family

ID=7898681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000601412A Pending JP2002538426A (en) 1999-02-24 2000-02-02 Bragg grating device for measuring mechanical forces, use of the Bragg grating device, and method of driving the Bragg grating device

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1157263A1 (en)
JP (1) JP2002538426A (en)
KR (1) KR20010108257A (en)
CN (1) CN1341208A (en)
DE (1) DE19939583A1 (en)
PL (1) PL350130A1 (en)
WO (1) WO2000050864A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257520A (en) * 2001-03-02 2002-09-11 Toyoko Elmes Co Ltd Optical fiber distortion detecting device
JP2009204494A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Anritsu Corp Vibration detector
JP2010078489A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nagano Keiki Co Ltd Fiber optic sensor
DE102013101432A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-14 fos4X GmbH Device for detecting acceleration in three directions in space, has lever arm connected with mass unit at lever position and connected to optical fiber of sensor, where optical fiber is connected to lever arm in another lever position

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6575033B1 (en) 1999-10-01 2003-06-10 Weatherford/Lamb, Inc. Highly sensitive accelerometer
US7243543B2 (en) 1999-10-01 2007-07-17 Optoplan As Highly sensitive accelerometer
EP1358488B1 (en) * 2001-02-06 2010-01-06 Optoplan AS Highly sensitive cross axis accelerometer
DE10223870A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-11 Daimler Chrysler Ag Gas shuttle valve operating device for controlling a shuttle valve in an internal combustion engine has an electromagnetic actuator with a flexible valve spring for altering shape
CN100523754C (en) * 2006-12-28 2009-08-05 中国科学院半导体研究所 Optical fibre pressure intensity sensor based on beam of constant strength
CN101840615B (en) * 2010-04-09 2012-01-11 武汉理工大学 Self-adaptive warning system for intelligently addressing circumferential intrusions of fiber Bragging grating
DE102014117914B4 (en) 2014-12-04 2021-11-11 fos4X GmbH Method for detecting a flutter of a rotor blade of a wind turbine
AU2015394911A1 (en) 2015-05-08 2017-11-30 Fugro Technology B.V. Optical sensor device, sensor apparatus and cable
DE102015217430A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Fiber optic acceleration sensor
CN106442791B (en) * 2016-10-14 2019-04-26 广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所(中国农业科学院甘蔗研究中心) The HPLC detection method of jasmine acid content in a kind of Sugarcane Leaves
CN106644203B (en) * 2016-11-24 2019-02-19 中国科学院武汉岩土力学研究所 A kind of stress sensitive element based on three-dimensional fiber crustal stress sensor
DE102016125612B4 (en) * 2016-12-23 2022-05-05 fos4X GmbH Fiber optic accelerometer with lever
CN107907252A (en) * 2017-10-23 2018-04-13 沈阳建筑大学 A kind of lever fiber bragg grating pressure sensor
NL2024979B1 (en) * 2020-02-24 2021-10-14 Laser Inst Of Shandong Academy Of Science Optical fiber grating acceleration sensor
GB2592274A (en) * 2020-02-24 2021-08-25 Laser Inst Of Shandong Academy Of Science Optical fiber grating acceleration sensor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3931021A1 (en) * 1989-09-16 1991-04-18 Hommelwerke Gmbh POWER KNIFE
DE4124685A1 (en) * 1991-07-25 1992-11-12 Schenck Ag Carl Optical measurement of force on elastic spring element - involves opto-electronic detection of displacement of point of impact of beam emitted from cantilevered light guide
US5502782A (en) * 1995-01-09 1996-03-26 Optelecom, Inc. Focused acoustic wave fiber optic reflection modulator
US5841131A (en) * 1997-07-07 1998-11-24 Schlumberger Technology Corporation Fiber optic pressure transducers and pressure sensing system incorporating same
DE19648403C1 (en) * 1996-11-22 1998-04-02 Thomas Dr Ing Nagel Direct pressure and-or tensional forces detector
US5892860A (en) * 1997-01-21 1999-04-06 Cidra Corporation Multi-parameter fiber optic sensor for use in harsh environments

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257520A (en) * 2001-03-02 2002-09-11 Toyoko Elmes Co Ltd Optical fiber distortion detecting device
JP2009204494A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Anritsu Corp Vibration detector
JP2010078489A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nagano Keiki Co Ltd Fiber optic sensor
DE102013101432A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-14 fos4X GmbH Device for detecting acceleration in three directions in space, has lever arm connected with mass unit at lever position and connected to optical fiber of sensor, where optical fiber is connected to lever arm in another lever position
DE102013101432B4 (en) 2013-02-13 2019-07-04 fos4X GmbH Fiber optic accelerometer with lever

Also Published As

Publication number Publication date
CN1341208A (en) 2002-03-20
EP1157263A1 (en) 2001-11-28
KR20010108257A (en) 2001-12-07
PL350130A1 (en) 2002-11-04
DE19939583A1 (en) 2000-09-14
WO2000050864A1 (en) 2000-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002538426A (en) Bragg grating device for measuring mechanical forces, use of the Bragg grating device, and method of driving the Bragg grating device
US9335271B2 (en) Cavity opto-mechanical sensor system
Fender et al. Two-axis temperature-insensitive accelerometer based on multicore fiber Bragg gratings
US6539136B1 (en) Fiber-optic pressure sensor, variants and method for producing a resilient membrane
JP3545346B2 (en) Bragg grating device for acceleration measurement
US7116430B2 (en) Highly-sensitive displacement-measuring optical device
US20120050735A1 (en) Wavelength dependent optical force sensing
US7714271B1 (en) Simple fiber optic seismometer for harsh environments
JP2008541122A (en) Optical fiber position transducer with magnetostrictive material and position calibration method
US20050105098A1 (en) Optical displacement sensor
KR100685186B1 (en) Acceleration and inclination measurement system based on fiber bragg gratings
CN1841071A (en) Optical accelerometer, optical inclinometer and seismic sensor system
US4891511A (en) Fiber optic microbend sensor with braided fibers
HU196259B (en) Optoelktromechanical measuring transducer
Sa’ad et al. Surface-mounted tilt sensor using fiber Bragg grating technology for engineered slope monitoring with temperature compensation
Karabacak et al. High-speed system for FBG-based measurements of vibration and sound
US8914910B1 (en) Probe calibration
US11835406B2 (en) Optical fiber sensing device having a symmetric optical fiber arrangement
Lai et al. Study on optical fiber pressure sensors with temperature-insensitivity based on Fabry-Pérot interferometry
RU2717170C1 (en) Method of compensating temperature deformations in bragg transducers of beam type
JPH07509781A (en) Self-excited optical strain gauge
Jonsson et al. Multimode fiber-optic accelerometers
Wang et al. All-optical accelerometer based on micromachined silicon wafer
JP5162275B2 (en) Vibration detector
Enciu et al. Strain measurements using fiber Bragg grating sensors in structural health monitoring

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040617