JPH0137698B2 - - Google Patents
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- JPH0137698B2 JPH0137698B2 JP55061889A JP6188980A JPH0137698B2 JP H0137698 B2 JPH0137698 B2 JP H0137698B2 JP 55061889 A JP55061889 A JP 55061889A JP 6188980 A JP6188980 A JP 6188980A JP H0137698 B2 JPH0137698 B2 JP H0137698B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- ZYCVCWCDWHVKPP-UHFFFAOYSA-N dibismuth germanium(4+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Ge+4].[Ge+4].[Bi+3].[Bi+3] ZYCVCWCDWHVKPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/241—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気光学効果を利用して電圧を検出す
る光応用電圧検出素子に関するものである。
る光応用電圧検出素子に関するものである。
最近、電圧検出素子の一種として、電気光学効
果を利用した光応用電圧検出素子が開発され、光
フアイバの普及と共に遠方監視制御等広い分野に
適用されつつある。この光応用電圧検出素子の従
来における構造は、例えば第１図に示すように、
電気光学効果を有する単結晶板１の両側面のほぼ
全面に透明電極２ａ，２ｂを形成したものであ
り、透明電極２ａ，２ｂに被測定電圧Ｖを印加
し、透明電極２ａ，２ｂ及び単結晶板１を通過す
る光ビーム３の出射光強度によつてその電圧を測
定しようとするものである。すなわち、光応用電
圧検出素子の両側に偏光子および検光子を配置し
てこれらを介して光ビームを光応用電圧検出素子
に通過させる場合、単結晶板１の半波長電圧を
Vπ、単結晶板１に電圧が印加されていない場合
に光受信機に受信される光パワーをP0とすると、
出力光強度Pputは Pput＝１／２P0｛１＋sin（π・Ｖ／Vπ）｝ ……(1) で表わされ、被測定電圧Ｖが半波長電圧Vπに比
較して小さいと、出力光強度Pputは近似的に Pput≒１／２P0（１＋π・Ｖ／Vπ） ……(2) と表わされるから、出力光強度Pputは被測定電圧
Ｖに比例するものとなる。このことから、出力光
強度Pputの値で被測定電圧Ｖの値を測定すること
ができるものである。
果を利用した光応用電圧検出素子が開発され、光
フアイバの普及と共に遠方監視制御等広い分野に
適用されつつある。この光応用電圧検出素子の従
来における構造は、例えば第１図に示すように、
電気光学効果を有する単結晶板１の両側面のほぼ
全面に透明電極２ａ，２ｂを形成したものであ
り、透明電極２ａ，２ｂに被測定電圧Ｖを印加
し、透明電極２ａ，２ｂ及び単結晶板１を通過す
る光ビーム３の出射光強度によつてその電圧を測
定しようとするものである。すなわち、光応用電
圧検出素子の両側に偏光子および検光子を配置し
てこれらを介して光ビームを光応用電圧検出素子
に通過させる場合、単結晶板１の半波長電圧を
Vπ、単結晶板１に電圧が印加されていない場合
に光受信機に受信される光パワーをP0とすると、
出力光強度Pputは Pput＝１／２P0｛１＋sin（π・Ｖ／Vπ）｝ ……(1) で表わされ、被測定電圧Ｖが半波長電圧Vπに比
較して小さいと、出力光強度Pputは近似的に Pput≒１／２P0（１＋π・Ｖ／Vπ） ……(2) と表わされるから、出力光強度Pputは被測定電圧
Ｖに比例するものとなる。このことから、出力光
強度Pputの値で被測定電圧Ｖの値を測定すること
ができるものである。
ところで、被測定電圧Ｖが半波長電圧Vπに比
べて無視できないほど大きな値になると、(1)式は
(2)式をもつて近似できなくなり、出力光強度Pput
と被測定電圧Ｖとの直線性は劣化し、その結果、
測定精度が著しく低下する。そこで、このような
場合に従来は、被測定電圧Ｖを予め分圧して結晶
板１に印加する方法を採用していたが、この方法
では分圧用の抵抗等を必要とすることから装置の
部品点数が増加し、経済的でない欠点があつた。
また、広い範囲の被測定電圧を精度良く測定する
為には分圧値の異なる複数個の分圧器を用意しな
ければならないという欠点もあつた。
べて無視できないほど大きな値になると、(1)式は
(2)式をもつて近似できなくなり、出力光強度Pput
と被測定電圧Ｖとの直線性は劣化し、その結果、
測定精度が著しく低下する。そこで、このような
場合に従来は、被測定電圧Ｖを予め分圧して結晶
板１に印加する方法を採用していたが、この方法
では分圧用の抵抗等を必要とすることから装置の
部品点数が増加し、経済的でない欠点があつた。
また、広い範囲の被測定電圧を精度良く測定する
為には分圧値の異なる複数個の分圧器を用意しな
ければならないという欠点もあつた。
本発明はこのような従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、光応用電圧検出素子自体に
被測定電圧の分圧機能をもたせることにより、被
測定電圧を経済的な構成で精度良く検出し得るよ
うにすることにある。以下実施例について詳細に
説明する。
であり、その目的は、光応用電圧検出素子自体に
被測定電圧の分圧機能をもたせることにより、被
測定電圧を経済的な構成で精度良く検出し得るよ
うにすることにある。以下実施例について詳細に
説明する。
第２図は本発明の光応用電圧検出素子の実施例
を表わす外観斜視図であり、４はビスマスシリコ
ンオキサイド（Bi12SiO20）またはビスマスゲル
マニウムオキサイド（Bi12GeO20）などの単結晶
板、５ａ，５ｂは電極、６は光ビーム、７は光の
透過領域、Ｖは被測定電圧である。
を表わす外観斜視図であり、４はビスマスシリコ
ンオキサイド（Bi12SiO20）またはビスマスゲル
マニウムオキサイド（Bi12GeO20）などの単結晶
板、５ａ，５ｂは電極、６は光ビーム、７は光の
透過領域、Ｖは被測定電圧である。
本実施例の光応用電圧検出素子が従来の同種素
子と異なる点は、被測定電圧を印加する電極５
ａ，５ｂを単結晶板４両側面の一部分のみ形成
し、電極５ａ，５ｂの設けられていない単結晶板
４の側面領域の一部を光ビーム６の通過領域７と
したところにある。このような構造に依れば、第
３図に示すように、光の通過領域７における板間
電圧V′は電極５ａ，５ｂ部における板間電圧つ
まり被測定電圧Ｖより小さくなり、被測定電圧Ｖ
が分圧されて通過領域７に印加される状態とな
る。いま、光の通過領域７における板間電圧
V′が被測定電圧Ｖのｋ倍（ｋ＜１）であるとす
ると、出力光強度Pputは Pput＝１／２P0｛１＋sin（π・kV／Vπ）｝ ……(4) で表わされる。ここで、ｋの値は光の通過領域７
と電極５ａ，５ｂとの相対位置関係などによつて
定まり、任意に設定可能であるから、十分小さく
ｋ値を説定すると、(4)式で近似することができ
る。
子と異なる点は、被測定電圧を印加する電極５
ａ，５ｂを単結晶板４両側面の一部分のみ形成
し、電極５ａ，５ｂの設けられていない単結晶板
４の側面領域の一部を光ビーム６の通過領域７と
したところにある。このような構造に依れば、第
３図に示すように、光の通過領域７における板間
電圧V′は電極５ａ，５ｂ部における板間電圧つ
まり被測定電圧Ｖより小さくなり、被測定電圧Ｖ
が分圧されて通過領域７に印加される状態とな
る。いま、光の通過領域７における板間電圧
V′が被測定電圧Ｖのｋ倍（ｋ＜１）であるとす
ると、出力光強度Pputは Pput＝１／２P0｛１＋sin（π・kV／Vπ）｝ ……(4) で表わされる。ここで、ｋの値は光の通過領域７
と電極５ａ，５ｂとの相対位置関係などによつて
定まり、任意に設定可能であるから、十分小さく
ｋ値を説定すると、(4)式で近似することができ
る。
Pput＝１／２P0（１＋π・kV／Vπ） ……(5)
従つて、被測定電圧Ｖが半波長電圧Vπに比べ
無視できない程大きい場合でも、直線性良く電圧
の測定が可能となる。
無視できない程大きい場合でも、直線性良く電圧
の測定が可能となる。
このように本実施例に依れば、光応用電圧検出
素子自体に被測定電圧の分圧機能がある為、従来
のように別設の分圧器を用いなくても高電圧の被
測定電圧を精度良く検出することが可能となる。
なお、電極５ａ，５ｂは従来と異なり不透明のも
のでも良く、またその形状は第２図示のものに限
定されることなく目的を達成し得る範囲内で自由
に変更し得るものである。例えば、第４図に示す
ようにリング状の電極５ａを設け、その中心付近
を光の通過領域７として用いる構造にしても良
い。また、電極５ａ，５ｂに対する光の通過領域
７の位置は、位置調整した後に光フアイバと単結
晶板４とをエポキシモールドして固定して置いて
も良く、場合によつては、その位置を自由に変更
することができるような機構を設けておく構造に
することも可能である。
素子自体に被測定電圧の分圧機能がある為、従来
のように別設の分圧器を用いなくても高電圧の被
測定電圧を精度良く検出することが可能となる。
なお、電極５ａ，５ｂは従来と異なり不透明のも
のでも良く、またその形状は第２図示のものに限
定されることなく目的を達成し得る範囲内で自由
に変更し得るものである。例えば、第４図に示す
ようにリング状の電極５ａを設け、その中心付近
を光の通過領域７として用いる構造にしても良
い。また、電極５ａ，５ｂに対する光の通過領域
７の位置は、位置調整した後に光フアイバと単結
晶板４とをエポキシモールドして固定して置いて
も良く、場合によつては、その位置を自由に変更
することができるような機構を設けておく構造に
することも可能である。
以上の説明から判るように、本発明に依れば、
電気光学効果を有する単結晶板の両側面における
限定された領域に電極を設けてこれを被測定電圧
印加用電極とし、この被測定電圧印加用電極の設
けられていない単結晶板の側面領域の一部であつ
て被測定電圧によつて発生する板間電圧が単結晶
板の半波長電圧に比べて充分小さくなる領域を光
の通過領域としたので、高電圧の被測定電圧を直
接印加しても直線性良く測定することが可能とな
り、従来に比べ部品点数の減少が図れ、装置が経
済的になる利点がある。なお、本発明において、
被測定電圧印加用電極に対する光の通過領域の位
置を任意に変更し得る機構を付加すれば、広範囲
の被測定電圧を経済的な構成で高精度に測定する
ことができる。
電気光学効果を有する単結晶板の両側面における
限定された領域に電極を設けてこれを被測定電圧
印加用電極とし、この被測定電圧印加用電極の設
けられていない単結晶板の側面領域の一部であつ
て被測定電圧によつて発生する板間電圧が単結晶
板の半波長電圧に比べて充分小さくなる領域を光
の通過領域としたので、高電圧の被測定電圧を直
接印加しても直線性良く測定することが可能とな
り、従来に比べ部品点数の減少が図れ、装置が経
済的になる利点がある。なお、本発明において、
被測定電圧印加用電極に対する光の通過領域の位
置を任意に変更し得る機構を付加すれば、広範囲
の被測定電圧を経済的な構成で高精度に測定する
ことができる。
第１図は従来の光応用電圧検出素子の外観斜視
図、第２図および第３図は本発明の実施例を表わ
す外観斜視図および側面図、第４図は本発明の他
の実施例を表わす平面図である。 １，４は単結晶板、２ａ，２ｂは透明電極、
３，６は光ビーム、５ａ，５ｂは電極、７は光の
通過領域、Ｖは被測定電圧である。
図、第２図および第３図は本発明の実施例を表わ
す外観斜視図および側面図、第４図は本発明の他
の実施例を表わす平面図である。 １，４は単結晶板、２ａ，２ｂは透明電極、
３，６は光ビーム、５ａ，５ｂは電極、７は光の
通過領域、Ｖは被測定電圧である。
Claims (1)
- １ 電気光学効果を有する単結晶板の両側面にお
ける限定された領域に電極を設けてこれを被測定
電圧印加用電極とし、該被測定電圧印加用電極の
設けられていない前記単結晶板の側面領域の一部
であつて前記被測定電圧によつて発生する板間電
圧が前記単結晶板の半波長電圧に比べて充分小さ
くなる領域を光の通過領域としたことを特徴とす
る光応用電圧検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6188980A JPS56157866A (en) | 1980-05-10 | 1980-05-10 | Light-applying voltage detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6188980A JPS56157866A (en) | 1980-05-10 | 1980-05-10 | Light-applying voltage detecting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56157866A JPS56157866A (en) | 1981-12-05 |
| JPH0137698B2 true JPH0137698B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=13184157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6188980A Granted JPS56157866A (en) | 1980-05-10 | 1980-05-10 | Light-applying voltage detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56157866A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06186257A (ja) * | 1992-12-21 | 1994-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | 光ファイバ電圧センサ |
| KR100243779B1 (ko) * | 1993-07-07 | 2000-02-01 | 마쯔무라 토미히로 | 전계센서 |
-
1980
- 1980-05-10 JP JP6188980A patent/JPS56157866A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56157866A (en) | 1981-12-05 |
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