JP3135836B2 - センサ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象とする検
出量を基準光の変調として検出するセンサ回路に関する
ものであり、特にこの基準光の安定化が図られたセンサ
回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のセンサ回路としては、例
えば、取り引き電力量を計量する電子式積算電力量計の
電流計測部に用いられている電流センサ回路がある。

【０００３】図３はこの電流センサ回路の構成を示すブ
ロック図である。発光ダイオード（ＬＥＤ）１から光フ
ァイバ２を介して光電流センサ３へ直流基準光が照射さ
れている。光電流センサ３は、図示しない引き込み電線
に流れる電流の量をこの電流が作る磁界の強さによって
検出し、照射される基準光に対して検出電流量に応じた
変調を加える。つまり、光電流センサ３は、検出電流量
が大きいときには基準光の光量を増大して出力し、ま
た、検出電流量が小さいときには基準光の光量を低下さ
せて出力する。このように変調が加えられた基準光は光
ファイバ４を介してフォトセンサ５に伝えられ、フォト
センサ５は受光した光信号を電流Ｉ_pに光電変換する。
この電流Ｉ_pは、直流基準光に相当する直流成分と、光
電流センサ３によって変調が加えられて生じた交流成分
とからなる。この交流成分が検出量つまり測定電流量に
相当している。

【０００４】電流差引回路６はこのフォトセンサ５の出
力電流Ｉ_pから、直流基準光の大部分に相当する直流電
流成分（Ｉ_ref−Ｉα）を減算する。ここで、直流基準
光の全てに相当する直流電流成分Ｉ_refを減算しない理
由は、以下に説明するように、直流電流成分Ｉαをフィ
ードバックすることによって、光電流センサ３に照射さ
れる基準光の光量を一定に保つためである。このよう減
算された電流は電流／電圧変換器７で電圧信号に変換さ
れ、センシング電圧Ｖ_sとして図示しない乗算器へ出力
される。乗算器では、電子式電力量計の電圧計測部で測
定された電圧値と、電流／電圧変換器７から出力された
電圧値とが乗算され、使用電力量が算出される。また、
電流／電圧変換器７の出力はローパスフィルタ８にも与
えられており、このローパスフィルタ８において、セン
シング電圧Ｖ_sに含まれている直流（ＤＣ）電圧成分Ｖ
_off が取り出される。このＤＣ電圧成分Ｖ_off は上記の
直流電流成分Ｉαに相当しており、電圧／電流変換器９
で再び電流Ｉ_off に変換される。ＬＥＤ１はＤＣ電圧成
分Ｖ_off に対応したこの電流Ｉ_offによって駆動され、
直流基準光を出射する。

【０００５】このようなセンサ回路において、ＬＥＤ１
から光電流センサ３に照射される直流基準光の光量が何
らかの原因によって変動した場合、この変動はセンシン
グ電圧Ｖ_s中のＤＣ電圧成分Ｖ_off の変化となって現
れ、ローパスフィルタ８によって取り出される。このＤ
Ｃ電圧成分Ｖ_off の変化により、電圧／電流変換器９で
生じるＬＥＤ駆動電流Ｉ_off がフィードバック制御さ
れ、ＬＥＤ１から光電流センサ３に照射される光量は常
に一定量に保たれている。つまり、このセンサ回路では
基準光の直流成分がフィードバックループを形成してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセンサ回路においては、この閉ループをフィードバ
ックする基準光の直流成分が、電流／電圧変換器７のセ
ンシング電圧出力にＤＣ電圧成分Ｖ_off となって現れ
る。このＤＣ電圧成分Ｖ_off はもともと小さな値である
が、乗算器へ出力されるセンシング電圧出力にこのＤＣ
電圧成分Ｖ_off が重畳していると、測定電力量に計量誤
差を生じる要因になる。例えば、検出電流の低電流域に
おいては、センシング電圧Ｖ_s中にこのＤＣ電圧成分Ｖ
_off の占める割合が高くなり、測定誤差を生じる。この
ため、従来のセンサ回路は、広範囲のダイナミックレン
ジで高精度に電流計測をする能力が要求される電子式電
力量計には適していなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためのなされたもので、直流基準光を出射す
る発光手段と、照射されたこの直流基準光に検出量に応
じた変調を加える検出手段と、この検出手段によって変
調が加えられた光信号を電気信号に変換する光電変換手
段と、この光電変換手段の電気信号出力から直流基準光
に相当する一定の直流電気成分を除去して検出手段で検
出された変調を電気信号として抽出する信号抽出手段
と、この信号抽出手段の出力から直流電気成分を補償電
流として取り出す直流成分監視手段と、発光手段が直流
基準光を出射するのに必要な基準光電流を発生する電流
源と、補償電流および基準光電流を加算してこの加算電
流で発光手段を駆動する発光駆動手段と、信号抽出手段
の出力から取り出される直流電気成分が所定の許容範囲
を超過したときに直流成分監視手段から発光駆動手段へ
供給される補償電流を停止させる補償電流停止手段とを
備え、センサ回路を構成した。

【０００８】また、上記光電変換手段を光信号を電流信
号に変換するホトダイオードで構成し、上記信号抽出手
段を、このホトダイオードの出力電流から直流基準光に
相当する一定の直流電流成分を減算する減算器と、この
減算器から出力される電流信号を電圧信号に変換する電
流電圧変換器とから構成し、上記直流成分監視手段を、
この電流電圧変換器の出力から直流電圧成分を通過させ
る濾波器と、この濾波器の出力電圧を補償電流に変換す
る抵抗器とから構成し、また、上記補償電流停止手段
を、濾波器および抵抗器間に設けられたアナログスイッ
チと、上記直流電気成分の所定許容範囲と濾波器の出力
電圧との比較結果に応じてアナログスイッチの開閉動作
を制御する比較器とから構成した。

【０００９】また、上記検出手段は検出量が電流量であ
り、電流が作る磁界の強さに応じた変調を直流基準光に
加えることを特徴とする。

【００１０】信号抽出手段では光電変換手段の電気信号
出力から直流基準光の全直流成分に相当する直流電気成
分が除去される。従って、この信号抽出手段からは、検
出手段で直流基準光に加えられた変調成分のみが取り出
されるので、その検出出力には直流電気成分は現れな
い。よって、直流成分監視手段からは直流電気成分は取
り出されない。

【００１１】一方、検出手段に照射されて検出される直
流基準光の光量に変動が生じると、光電変換手段から出
力される電気信号の直流成分にはこの光量変動に応じた
変化が生じる。信号抽出手段では光電変換手段の電気信
号出力から一定の直流電気成分を除去しているため、信
号抽出手段の検出出力にはこの光量変動に応じた直流電
気成分が現れる。従って、直流成分監視手段はこの光量
変動に応じた直流電気成分を補償電流として出力する。

【００１２】発光手段は、直流成分監視手段からの補償
電流および電流源からの基準光電流の加算電流によって
駆動される。従って、光量変動がないときには電流源か
らの基準光電流のみによって発光手段は駆動されてい
る。しかし、光量変動が生じて直流成分監視手段から直
流電気成分が取り出されると、電流源が出力する基準光
電流に直流成分監視手段から出力される補償電流が加算
された電流により、発光手段は駆動されるようになる。
従って、発光手段から検出手段に照射される直流基準光
の光量は、生じた光量変動が打ち消される光量にフィー
ドバック制御される。

【００１３】また、検出手段の検出量に直流成分が加わ
り、信号抽出手段から取り出される直流電気成分が所定
の許容範囲を超過したときには、補償電流停止手段は直
流成分監視手段から発光駆動手段へ供給される補償電流
を停止させる。従って、発光駆動手段は電流源からの基
準光電流のみで発光手段を駆動するようになり、検出手
段の検出量に加わった直流成分に起因するフィードバッ
ク動作は停止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるセンサ回路を
電子式積算電力量計の電流計測部に適用した一実施形態
について説明する。

【００１５】図１は本実施形態によるセンサ回路の構成
を示すブロック図である。ＬＥＤ１１は図２（ａ）のグ
ラフに示す一定の直流基準光を出射している。ここで同
グラフの横軸は時間であり、縦軸はＬＥＤ１１の出射光
の光量である。この直流基準光は光ファイバ１２を伝播
して光電流センサ１３に照射される。光電流センサ１３
には、電子式積算電力量計に引き込まれている電線に流
れる電流が作る磁界が印加されている。光電流センサ１
３は照射される直流基準光を印加磁界に応じて偏光す
る。印加磁界の強さは引き込み電線に流れる電流量に比
例して変化するため、光電流センサ１３は印加磁界の強
さに応じた変調つまり検出電流量に応じた変調を直流基
準光に加える。図２（ｂ）はこのように変調を加えられ
た直流基準光を示すグラフである。ここで、同グラフの
横軸は時間であり、縦軸は光電流センサ１３の出射光の
光量である。同グラフに示すように、加えられた変調は
直流基準光の交流振幅となって現れ、同図（ａ）に示す
直流基準光の直流成分に変調分が交流成分として重畳す
る。

【００１６】光電流センサ１３によって変調が加えられ
た基準光は光ファイバ１４によってフォトセンサ１５に
伝播される。光電変換手段を構成するフォトセンサ１５
はピンホトダイオードからなり、変調が加えられた基準
光を電流Ｉ_pに変換する。減算器を構成する電流差引回
路１６はこのフォトセンサ１５の出力電流Ｉ_pから一定
の直流電流成分Ｉ_ref を減算する。この直流電流成分Ｉ
_ref はＬＥＤ１１から出射される直流基準光の図２
（ａ）に示す直流分に相当している。電流差引回路１６
によるこの減算は、実際にはフォトセンサ１５の出力電
流Ｉ_pに電流成分−Ｉ_ref が加算されることによって行
われる。この減算結果は電流／電圧変換器１７に与えら
れ、電流信号は電圧信号に変換される。これら電流差引
回路１６と電流／電圧変換器１７とは、光電流センサ１
３で検出された変調を電気信号として抽出する信号抽出
手段を構成している。電流／電圧変換器１７のセンシン
グ電圧出力は図示しない乗算器へ与えられ、電子式積算
電力量計の電圧計測部で検出される電圧値と乗算され、
使用電力量が算出される。

【００１７】また、電圧／電流変換器１７の出力はロー
パスフィルタ１８にも与えられており、ローパスフィル
タ１８は電流／電圧変換器１７の出力センシング電圧Ｖ
_sからＤＣ電圧成分Ｖ_off を取り出す。取り出されたＤ
Ｃ電圧成分Ｖ_off はアナログスイッチ１９を介して電圧
／電流変換器を構成する抵抗器２１に与えられて補償電
流Ｉ_off に変換される。これらローパスフィルタ１８と
抵抗器２１とは、信号抽出手段の出力から直流電気成分
を補償電流Ｉ_offとして取り出す直流成分監視手段を構
成している。

【００１８】ローパスフィルタ１８から取り出されたＤ
Ｃ電圧成分Ｖ_off は、比較器２０によって所定の許容電
圧範囲以内にあるか否かが常時監視されている。この許
容電圧範囲は、ＬＥＤ１１の発光量の安定化のために行
われるフィードバック制御に必要とされる、ＤＣ電圧Ｖ
_off の許容変動範囲に相当している。比較器２０は、Ｄ
Ｃ電圧成分Ｖ_off がこの許容電圧範囲以内にある場合に
は、アナログスイッチ１９に接点を閉じる制御信号Ｃを
与えている。通常、アナログスイッチ１９の接点は閉じ
た状態にある。また、ＤＣ電圧成分Ｖ_off が所定の許容
電圧範囲を超過した場合には、比較器２０はアナログス
イッチ１９に接点を開く制御信号Ｃを出力し、発光量安
定化のためのフィードバックループを遮断する。これら
アナログスイッチ１９および比較器２０は、信号抽出手
段の出力から取り出される直流電気成分であるＤＣ電圧
成分Ｖ_offが所定の許容範囲を超過したときに、直流成
分監視手段から発光駆動手段へ供給される補償電流を停
止させる補償電流停止手段を構成している。

【００１９】抵抗器１９によって変換された補償電流Ｉ
_off は電流加算器２２に与えられている。また、電流加
算器２２には、基準光用電流源２３で発生される一定電
流である基準光電流Ｉ₁も与えられている。この基準光
電流Ｉ₁は、フィードバックループの安定時に電流／電
圧変換器１７から出力されるセンシング電圧Ｖ_s中に、
ＤＣ電圧成分Ｖ_off が現れないように調整されて得られ
る電流であり、ＬＥＤ１１が図２（ａ）に示す直流基準
光を出射するのに必要な電流である。ここで電流調整
は、基準光用電流源２３を構成する可変抵抗器（ボリュ
ーム）の調整や、ディップスイッチの設定等によって行
われる。発光駆動手段を構成する電流加算器２２は、抵
抗器２１から出力される補償電流Ｉ_off と基準光用電流
源２３から出力される基準光電流Ｉ₁とを加算し、この
加算電流を増幅した電流でＬＥＤ１１を駆動している。

【００２０】このような構成の本実施形態によるセンサ
回路では、上記のように、電流差引回路１６によってフ
ォトセンサ１５の出力電流Ｉ_pから直流基準光の全直流
成分に相当する直流電流成分Ｉ_ref が除去されている。
従って、図２（ｃ）のグラフに示す電流／電圧変換器１
７のセンシング電圧出力には直流成分は現れず、光電流
センサ１３で直流基準光に加えられた変調成分のみが取
り出されている。ここで、同グラフの横軸は時間であ
り、縦軸は電圧である。よって、ローパスフィルタ１８
からは直流電気成分が取り出されず、抵抗器２１から出
力される補償電流Ｉ_off はゼロになっている。すなわ
ち、ＬＥＤ１１は基準光用電流源２３で発生される基準
光電流Ｉ₁のみによって通常駆動されており、ＬＥＤ１
１は図２（ａ）に示す一定光量の直流基準光を出射して
いる。

【００２１】しかし、ＬＥＤ１１から照射されて光電流
センサ１３で検出される直流基準光の光量は変動するこ
とがある。この変動を生じる要因としては、例えばＬＥ
Ｄ１１や光電流センサ１３の経年変化が挙げられる。Ｌ
ＥＤ１１自体の発光量は経年変化によって低下し、ま
た、光電流センサ１３を形成するセンサ光学素子の経年
変化によって光電流センサ１３が感じ取る光量は低下す
る。また、直流基準光を伝播する光ファイバ１２に曲げ
等による歪みが生じると、この歪みが基準光の光量変動
の要因になることもある。つまり、この歪みによって光
ファイバ１２の屈折率が変化すると、この屈折率変化に
伴って光ファイバ１２を伝播する光の減衰量が変化し、
光電流センサ１３に照射される光量が変動する。

【００２２】光電流センサ１３で検出される直流基準光
の光量に上述したような要因によって変動が生じると、
フォトセンサ１５から出力される電流Ｉ_pの直流成分に
はこの光量変動に応じた変化が生じる。フォトセンサ１
５の出力からは電流差引回路１６によって一定の直流電
流成分Ｉ_ref が除去されているため、電流／電圧変換器
１７のセンシング電圧出力には光量変動に応じたＤＣ電
圧成分Ｖ_off が現れる。従って、ローパスフィルタ１８
によってこのＤＣ電圧成分Ｖ_off が取り出され、アナロ
グスイッチ１９を介する抵抗器２１からは、光量変動に
応じた正または負の直流電流である補償電流Ｉ_off が出
力される。このため、電流加算器２２の出力電流は、基
準光用電流源２３の発生する基準光電流Ｉ₁に抵抗器２
１からの補償電流Ｉ_off が加えられた電流Ｉ₁＋Ｉ_off
となり、ＬＥＤ１１はこの加算電流によって駆動され
る。従って、ＬＥＤ１１から出射される直流基準光の光
量は生じた光量変化に応じて増加または減少し、光電流
センサ１３で検出される直流基準光の光量は変動前の一
定光量に調整される。すなわち、本実施形態よるセンサ
回路においても、ＬＥＤ１１から出射される基準光の光
量は生じた変動を打ち消す光量にフィードバック制御さ
れ、光電流センサ１３には常に一定光量の直流基準光が
検出される。

【００２３】本実施形態のセンサ回路と従来のセンサ回
路との相違は次のように説明することができる。つま
り、従来のセンサ回路におけるＬＥＤは、センシング電
圧出力に常時現れるＤＣ電圧成分Ｖ_off に応じた直流電
流Ｉ_off をＬＥＤ駆動電流Ｉ_{LE D} としていた（Ｉ_LED ＝
Ｉ_off ）。しかし、本実施形態によるセンサ回路では、
上述の加算電流Ｉ₁＋Ｉ_off をＬＥＤ駆動電流としてい
る（Ｉ_LED ＝Ｉ₁＋Ｉ_off）。ＬＥＤの発光量を本実施形
態でも従来と同じにするためには、Ｉ_LED は従来でも本
実施形態でも一定値でなければならない。従って、本実
施形態では、前述のように基準光用電流源２３が発生す
る基準光電流Ｉ₁を調整してこの電流Ｉ₁を従来のＬＥＤ
駆動電流Ｉ_LED と等しく設定すると共に、抵抗器２１か
ら出力される補償電流Ｉ_off をゼロにすることによっ
て、ＬＥＤ駆動電流Ｉ_LED を従来と同じ電流値に保って
いる。ここで、抵抗器２１から出力される補償電流Ｉ
_off がゼロということはセンシング電圧Ｖ_s中に従来含
まれていたＤＣ電圧成分Ｖ_off がゼロということであ
り、本実施形態によればセンシング電圧Ｖ_s中に従来含
まれていたＤＣ電圧成分Ｖ_off は除去される。

【００２４】このように本実施形態によるセンサ回路に
おいては、電流／電圧変換器１７から出力されるセンシ
ング電圧Ｖ_sにＤＣ電圧成分Ｖ_off は通常現れない。こ
のため、乗算器へは光電流センサ１３で検出された交流
信号成分のみが出力され、従来と違って、ＬＥＤ駆動の
ためのＤＣ電圧成分Ｖ_off が出力されることはない。従
って、本実施形態では、乗算器において正確な検出量に
基づいた乗算が行われ、使用電力量は正確に算出され
る。

【００２５】また、光電流センサ１３で検出される光量
に変動が生じた場合には、センシング電圧Ｖ_sに光量変
動に応じたＤＣ電圧成分Ｖ_off が現れるが、通常、この
ＤＣ電圧成分Ｖ_off はフィードバックループを安定させ
るのに必要な僅かな成分である。つまり、このＤＣ電圧
成分Ｖ_off は、従来の電流／電圧変換器のセンシング電
圧出力に常時現れる、ＬＥＤ駆動のためのＤＣ電圧成分
Ｖ_off に比べて極小さなものである。従って、光量変動
が生じてセンシング電圧Ｖ_sにＤＣ電圧成分Ｖ_{o ff} が現
れ、このＤＣ電圧成分Ｖ_off が乗算器に出力されたとし
ても、生じる計量誤差は従来の計量誤差に比較して微々
たるものである。よって、本実施形態によるセンサ回路
によれば、光電流センサ１３に照射される基準光の光量
安定精度を従前と同様に維持しながら、検出電流の低電
流域において、センシング電圧Ｖ_s中にＤＣ電圧成分Ｖ
_off が占める割合を大きく低下させることができる。

【００２６】また、前述した要因によって光電流センサ
１３に照射されて検出される光量に生じる変動の幅は、
それほど大きなものではない。従って、ローパスフィル
タ１８から出力されるＤＣ電圧成分Ｖ_off が極小さいこ
とは上述のとおりである。しかし、光電流センサ１３の
検出電流そのものに直流成分が加わった場合には、光電
流センサ１３の出力光に含まれる直流成分は、前述した
要因による変動範囲を超過して大きく増加または減少す
る。このため、ローパスフィルタ１８によって取り出さ
れるＤＣ電圧成分Ｖ_off は大きく変動し、本実施形態に
よる補償電流停止手段が設けられていない場合には、電
流加算器２２には大きな補償電流Ｉ_offが加わる。この
ため、光電流センサ１３に照射されて検出される基準光
量に大きな変動が生じていないのにもかかわらず、ＬＥ
Ｄ１１の駆動電流が大きく変化し、ＬＥＤ１１から出射
される直流基準光は大きく変動する。

【００２７】すなわち、本実施形態による補償電流停止
手段が設けられていない場合には、検出電流そのものに
直流成分が加わった場合においても、前述した要因によ
る光量変動が生じたときと同様なフィードバック制御が
なされ、センサ回路においてはこの光量変動を打ち消す
回路動作がなされてしまう。従って、光電流センサ１３
に検出される被測定対象の直流電流成分がセンシング電
圧Ｖ_sに現れなくなり、測定すべき被測定対象の電流変
化が正確に乗算器に与えられない不都合が生じる。

【００２８】本実施形態ではこのような不都合を解消す
るため、補償電流停止手段を構成する比較器２０によ
り、ローパスフィルタ１８から出力されるＤＣ電圧Ｖ
_off が所定の許容電圧範囲内にあるか否かが監視されて
いる。ＤＣ電圧Ｖ_off が正方向または負方向で許容電圧
範囲を超過した場合には、比較器２０から出力される制
御信号Ｃにより、通常閉じているアナログスイッチ１９
の接点が開かれる。よって、許容電圧範囲を超えるＤＣ
電圧Ｖ_off によって生じる補償電流Ｉ_off が、電流加算
器２２へ出力されることが停止される。電流加算器２２
に対する補償電流Ｉ_{of f}の入力がこのように停止される
結果、電流加算器２２は、基準光用電流源２３の出力す
る基準光電流Ｉ₁のみでＬＥＤ１１を駆動する。つま
り、ＬＥＤ１１は、光電流センサ１３で検出される直流
電流成分による補償電流Ｉ_off の影響を受けなくなり、
ＬＥＤ１１の出射光量が過大に変動することはない。

【００２９】光電流センサ１３の検出電流に直流成分が
加わっている間は、上記のように補償電流Ｉ_off が電流
加算器２２に与えられないので、ＬＥＤ１１の発光量を
一定に維持するためのフィードバックループは機能せ
ず、従って、センシング電圧Ｖ_sの安定性は若干損なわ
れる。しかし、光電流センサ１３に検出された直流電流
成分を含む被測定電流に正確に対応したセンシング電圧
Ｖｓが乗算器に出力される。また、光電流センサ１３の
検出電流に直流成分がなくなり、ローパスフィルタ１８
から出力されるＤＣ電圧成分Ｖ_off が許容電圧範囲内に
収まれば、アナログスイッチ１９の接点を閉じる制御信
号Ｃが比較器２０から出力される。よって、再び補償電
流Ｉ_off が電流加算器２２に与えられるようになり、Ｌ
ＥＤ１１の発光光量を安定化させるフィードバック制御
機能が働くようになる。

【００３０】このように本実施形態によれば、光量安定
化の目的精度を維持しつつ、センシング電圧Ｖ_sに含ま
れるオフセット電圧Ｖ_offを少ない追加部品で容易にゼ
ロにすることができる。このため、従来に比較して測定
電力量の計量精度を格段と向上させることができるセン
サ回路が簡易に実現され、広範囲のダイナミックレンジ
で高精度に電流計測をする電子式電力量計に適した高精
度な電流センサ回路を提供することが可能となる。

【００３１】さらに本実施形態によれば、光電流センサ
１３の検出電流に直流成分が加わり、ローパスフィルタ
１８から出力されるＤＣ電圧Ｖ_offが、所定の許容電圧
範囲を超過した場合には、前述のように、電流加算器２
２への補償電流Ｉ_offの入力が停止される。従って、光
電流センサ１３の検出電流に加わった直流成分に起因す
るフィードバック動作が停止され、この直流成分を含む
測定電流量に比例したセンシング電圧Ｖ_sが乗算器に与
えられるようになる。このため、交流電流計測時に直流
電流成分による誤動作が防止できると共に、直流電流成
分の検出ができる電流センサ回路が簡単な回路構成で提
供され、交直両用電流計測が可能となる。

【００３２】なお、上記実施形態では本発明を電子式積
算電力量計の電流計測部に適用した場合について説明し
たが、本発明によるセンサ回路はこのような電流計測セ
ンサ回路に限定されるものではない。すなわち、検出量
に応じて基準光に変調を加えるセンサ素子を備えたセン
サ回路であればよく、測定対象は必ずしも電流量に限定
されるものではない。例えば、電圧量を検出量とするセ
ンサ回路に適用してもよい。この場合には、電圧が作る
電界の強さに応じた変調をセンサ素子によって直流基準
光に加えることにより、上記実施形態と同様にして電圧
量を測定することが出来る。このような測定対象の異な
るセンサ回路に本発明を適用した場合においても、上記
実施形態と同様な効果が奏される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、信
号抽出手段からは、検出手段で直流基準光に加えられた
変調成分のみが取り出され、検出出力には原則として直
流電気成分は現れない。また、検出手段に照射されて検
出される直流基準光の光量に変動が生じた場合には、信
号抽出手段の検出出力に直流成分が現れるが、この直流
電気成分は光量変動に応じた僅かなものである。このた
め、検出手段に照射されて検出される光量の安定精度を
維持しながら、検出量を正確に計測することができるセ
ンサ回路が簡易な構成で提供される。

【００３４】また、検出手段の検出量に直流成分が加わ
り、信号抽出手段の出力から取り出される直流電気成分
が所定の許容範囲を超過したときには、補償電流停止手
段は直流成分監視手段から発光駆動手段へ供給される補
償電流を停止させる。従って、発光駆動手段は電流源か
らの基準光電流のみで発光手段を駆動するようになり、
検出手段の検出量に加わった直流成分に起因するフィー
ドバック動作は停止される。このため、検出手段の検出
量に加わった直流成分を含む信号を信号抽出手段によっ
て抽出でき、検出量は簡単な回路構成で正確に計測され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるセンサ回路の構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施形態によるセンサ回路各部の信号波形を
示すグラフである。

【図３】従来のセンサ回路の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１１…発光ダイオード（ＬＥＤ） １２，１４…光ファイバ １３…光電流センサ １５…フォトセンサ １６…電流差引回路 １７…電流／電圧変換器 １８…ローパスフィルタ １９…アナログスイッチ ２０…比較器 ２１…抵抗器 ２２…電流加算器 ２３…基準光用電流源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−89947（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−109773（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−223854（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126867（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130089（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 21/06 G01R 19/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流基準光を出射する発光手段と、照射
   されたこの直流基準光に検出量に応じた変調を加える検
   出手段と、この検出手段によって変調が加えられた光信
   号を電気信号に変換する光電変換手段と、この光電変換
   手段の電気信号出力から前記直流基準光に相当する一定
   の直流電気成分を除去して前記検出手段で検出された変
   調を電気信号として抽出する信号抽出手段と、この信号
   抽出手段の出力から直流電気成分を補償電流として取り
   出す直流成分監視手段と、前記発光手段が前記直流基準
   光を出射するのに必要な基準光電流を発生する電流源
   と、前記補償電流および前記基準光電流を加算してこの
   加算電流で前記発光手段を駆動する発光駆動手段と、前
   記信号抽出手段の出力から取り出される前記直流電気成
   分が所定の許容範囲を超過したときに前記直流成分監視
   手段から前記発光駆動手段へ供給される前記補償電流を
   停止させる補償電流停止手段とを備えて構成されたセン
   サ回路。
2. 【請求項２】 前記光電変換手段は光信号を電流信号に
   変換するホトダイオードからなり、 前記信号抽出手段は、このホトダイオードの出力電流か
   ら前記直流基準光に相当する一定の直流電流成分を減算
   する減算器と、この減算器から出力される電流信号を電
   圧信号に変換する電流電圧変換器とからなり、 前記直流成分監視手段は、この電流電圧変換器の出力か
   ら直流電圧成分を通過させる濾波器と、この濾波器の出
   力電圧を前記補償電流に変換する抵抗器とからなり、 前記補償電流停止手段は、前記濾波器および前記抵抗器
   間に設けられたアナログスイッチと、前記直流電気成分
   の所定許容範囲と前記濾波器の出力電圧との比較結果に
   応じて前記アナログスイッチの開閉動作を制御する比較
   器とからなることを特徴とする請求項１記載のセンサ回
   路。
3. 【請求項３】 前記検出手段は検出量が電流量または電
   圧量であり、電流が作る磁界の強さまたは電圧が作る電
   界の強さに応じた変調を前記直流基準光に加えることを
   特徴とする請求項２記載のセンサ回路。