JPH02136756A - 光方式零相センサ信号処理回路 - Google Patents

光方式零相センサ信号処理回路

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JPH02136756A
JPH02136756A JP63288743A JP28874388A JPH02136756A JP H02136756 A JPH02136756 A JP H02136756A JP 63288743 A JP63288743 A JP 63288743A JP 28874388 A JP28874388 A JP 28874388A JP H02136756 A JPH02136756 A JP H02136756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
cpu
optical fiber
phase
component
Prior art date
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Pending
Application number
JP63288743A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Kominami
小南 真也
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH02136756A publication Critical patent/JPH02136756A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ファイバセンサにより電力3相交流の零相
計測を行う光方式零相センサ信号処理回路に関するもの
である。
(従来の技術) 位相が120°毎ずれた電力3相交流電流または電圧を
検出する光ファイバセンサは、電気的に絶縁して計測が
行える半面、計測結果は電流または電圧に比例変調され
た光量信号として出力されるため、信号処理回路の前段
にO/E変換(光→電気変換)する手段が必要となる。
第7図は、第1の従来例の光方式零相センサ信号処理回
路のブロック図である。同図において。
光ファイバセンサ1,2.3への入力光量をA。
とすると、出力光量Aは入力光量A、に対し電力3相交
流の電流または電圧の波形のgin函数に比例変調され
A = mA、sin(w t )   ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(1)となる、ここで
、mはセンサを通過することによる先板の損失係数であ
る。
従来の信号処理回路では、センサへの入力光電入〇の変
動および温度やセンサ自身によるmのばらつきを除去す
るため、センサからの出力光量AからmA、を算出・除
算し、変調成分sin(wt)を検出する。この算出・
除算方法は、アナログ回路で処理する方法と、CPUに
外付けされた高速演算プロセッサにより処理する方法が
ある。第7図は前者の場合を示す。定電圧駆動されたL
ED駆動アンプ4,5.6により発光されたLED7゜
8.9の光が、光ファイバセンサ1,2.3へ入力され
る。電力3相交流の電流または電圧により変調された光
ファイバセンサ1,2.3からの光量出力信号は、受光
ダイオード10.11.12でO/E変換され、受光ア
ンプ13.14.15で増幅される。
この増幅信号は0.1Hzのローパスフィルタ16.1
7゜18を通り、信号中のDC成分だけが取り出される
二のDC成分信号で、受光アンプ13.14.15で増
幅された信号を割算器19.20.21により除算する
ことにより、変調成分信号だけを検出し、A/D変換W
22.23.24によりディジタル化してCPU25へ
入力する。
第8図は、従来例の後者の場合の光方式零相センサ信号
処理回路のブロック図である。この従来例は前者の場合
と同様にして、光ファイバセンサ1.2.3からの出力
信号は、受光ダイオード10゜11、12および受光ア
ンプ13.14.15を介して増幅され、A/D変換器
22.23.24によりディジタル化してCPU25へ
入力する。CPU25は外付けの高速なディジタル信号
処理プロセッサ(DSP)26に除算演算を行わせ、D
C成分信号を除去し、変調成分信号だけを検出する。
(発明が解決しようとする課題) 上記、従来例の前者の場合、除算に際し割算器を使用す
るが、割算器自身の特性が出力信号に重畳される欠点が
ある。また、高精度の割算器になる8i51整が困難に
なる欠点がある。
また、従来例の後者の場合、DC成分を含んだままA/
D変換するため、変調成分自身の分解能が低くなり、高
速のDSPで除算を行わないと実時間計測が困難になる
欠点があった。
本発明の目的は、従来の欠点を解消し、光ファイバセン
サからの出力光量Aが変調成分にだけ比例したものとし
て検出される光方式零相センサ信号処理回路を提供する
ことである。
(課題を解決するための手段) 本発明の第1の光方式零相センサ信号処理回路は、位相
が120°毎ずれた電力3相交流の各相の電流または電
圧を検出する3個の光ファイバセンサへ光を供給する3
個のLEDと、これらのLEDを駆動する3個の駆動ア
ンプと、これらの駆動アンプへ駆動電流を供給する3個
のD/A変換器と、これらのD/A変換器へ指令値を与
えるCPUと、前記3個の光ファイバセンサからの光信
号を受光する3個の受光ダイオードと、これらの受光ダ
イオードの信号を増幅する3個の受光アンプと、これら
3個の受光アンプで増幅される信号をA/D変換して前
記CPUへ入力する手段と、CPUへプログラムを供給
するROMと、CPUのデータ演算処理を行うRAMと
、CPUの処理結果を出力する手段とを備え、CPUへ
入力された光ファイバセンサからの光信号のDC成分が
常に前記ROM内部の所定データと一致するよう、CP
Uが前記3個のLEDの駆動アンプへD/A変換器を介
して指令値を変化させ、光ファイバセンサからの受光パ
ワーが常に一定となるよう構成したものである。
本発明の第2の光方式零相センサ信号処理回路は、位相
が120°毎ずれた電力3相交流の各相の電流または電
圧を検出する3個の光ファイバセンサからの光信号を受
光する3個の受光ダイオードと、これらの受光ダイオー
ドの信号を増幅する3個の受光アンプと、これら3個の
受光アンプで増幅された信号から光量のDC成分を取り
出す3個のフィルタと、前記光ファイバセンサへ光を供
給する3個のLEDと、これらのLEDを駆動する3個
の駆動アンプと、これらの駆動アンプへ前記フィルタか
らの出力信号をリファレンスとして供給する手段と、前
記3個の受光アンプの出方信号をA/D変換する手段と
、これによりディジタル化された信号を演算処理するC
PUと、このcPUヘプログラムを供給するROMと、
CPUの演算処理のワークエリアとして使用するRAM
と、CPUの処理結果を出方する手段とを備え、光ファ
イバセンサからの受光パワーが常に一定となるよう構成
したものである。
(作 用) 本発明の第1の光方式零相センサ信号処理回路によれば
、光ファイバセンサがらの出方光量のDC成分をCPU
で演算し、このDC成分が常に一定になるよう発光量を
CPUが制御するため、前記(1)式のmA、が一定と
なり、光ファイバセンサからの出力光量Aは変調成分に
だけ比例にしたものとして検出される。
また1本発明の第2の光方式零相センサ信号処理回路に
よれば、光ファイバセンサがらの出方光量のDC成分を
フィルタにより取り出し、このDC成分信号をリファレ
ンス信号として発光量を制御するため、前記(1)式の
mA、が一定となり、光ファイバセンサからの出力光量
Aは変調成分にだけ比例したものとして検出される。
(実施例) 本発明の実施例を第1図ないし第6図に基づいて説明す
る。同図において、第7図および第8図の従来例と同じ
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
第1図は、本発明の第1の実施例における光方式零相セ
ンサ信号処理回路のブロック図である。
同図において、3個の光ファイバセンサ1,2゜3から
の光量信号は、受光ダイオード10.11.12で0/
E変換され、受光アンプ13.14.15で増幅され、
A/D変換器22.23.24でディジタル化された信
号としてCPU25へ入力される。CPU25内部では
、入力された信号データを第3図に示すように電力3相
交流周波数の1周期毎の平均値をRAM27上で計算し
、これを入力信号のDC成分としてROM28に予め格
納されている設定値と比較し、この設定値より大きい場
合は、CPU25はD/A変換器29.30.31への
指令値を小さくする。
これにより、D/A変換器29.30.31はLED駆
動アンプ4,5.6の電流を小さくするため、LED7
,8.9の発光量は小さくなり、光ファイバセンサ1,
2.3への入力光量が下がる。したがって、光ファイバ
センサ1,2.3からの出方光量も小さくなるため、C
PU25内部で計算する平均値は前記設定値と一致し、
CPU25への入力信号のDC成分は一定となる。
また、CPU25内部で計算した平均値がROM28の
設定値より小さい場合は、CPU25はD/A変換器2
9.30.31への指令値を大きくする。これにより、
同様にLED駆動アンプ4,5,6.LED7,8,9
、光ファイバセンサ1,2.3を介してCPU25へ入
力される光量は大きくなり、CPU25内部で計算した
平均値は前記設定値と−致し、CPU25への入力信号
のDC成分は一定となる。第5図にこれらの処理のフロ
ーチャートを示す、受光アンプ13.14.15の増幅
度を前記(1)式の17 m A aに設定することに
より、CPU25へ入力される信号は、 A=1・sin(w t )   ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(2)(2)式で示されるよ
うに、変調成分そのものとして検出され、CPU25は
表示器32へそのまま出力すればよい。
第2図は、本発明の第2の実施例における光方式零相セ
ンサ信号処理回路のブロック図である。
同図において、3個の光ファイバセンサ1,2゜3から
の光量信号は、受光ダイオード10.11.12でO/
E変換され、受光アンプ13.14.15で増幅されo
、tthのローパスフィルタ16.17.18へ入力さ
れ、第4図に示すように、電力3相交流周波数成分が除
去され、光量信号のDC成分だけが取り出される。この
DC成分信号を第6図に示すようにLED駆動アンプ4
,5.6のリファレンス電圧として供給することにより
、DC成分信号が最初の設定値より大きくなった場合、
LED駆動アンプ4,5.6はLED7,8.9へ流す
電流を小さくし、また、その反対にDC成分信号が前記
設定値より小さくなった場合は、LED7,8゜9へ流
す電流を大きくする。したがって、光ファイバセンサl
、2.3からの出力光量のDC成分は常に一定となる。
第1の実施例と同様、受光アンプ13.14.15の増
幅度を前記(1)式の17mA。
に設定することにより、A/D変換器22.23.24
を介して検出され、CPU25は表示器32へそのまま
出力すればよい。
(発明の効果) 本発明によれば、光ファイバセンサからの出力光量のD
C成分をCPUで演算し、このDC成分が常に一定にな
るよう発光量をCPUが制御するため、(1)式のmA
、が一定となり、光ファイバセンサからの出力光量Aを
変調成分にだけ比例したものとして検出され、また、光
ファイバセンサからの出力光量のDC成分をフィルタに
より取り出し、このDC成分信号をリファレンス信号と
して発光量を制御するため、(1)式のmA、が一定と
なり、光ファイバセンサからの出力光tAは変調成分に
だけ比例したものとして検出され、その実用−Eの効果
は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例による光方式零相センサ
信号処理回路のブロック図、第2図は本発明の第2の実
施例を示す回路ブロック図、第3図はCPUへの入力信
号とその平均値、第4図は入力信号波形と0 、11肚
ロ一パスフイルタ通過後の波形図、第5図はCPUの光
量制御処理フローチャート図、第6図はDC成分信号を
リファレンスとしたLEDII動アンプの回路図、第7
図は第1の従来例を示す回路ブロック図、第8図は第2
の従来例を示す回路ブロック図である。 1.2.3・・・光ファイバセンサ、 4,5゜6・・
・LED駆動アンプ、  7,8.9・・・LED、1
0.11.12・・・受光ダイオード、13、14.1
5・・・受光アンプ、 16.17.18・・・ローパ
スフィルタ、  19,20.21・・・割算器。 22、23.24・・・A/D変換器、 25・・・C
PU、26・・・DSP、  27・・・RAM、 2
8・・・ROM。 29、30.31・・・D/A変換器、 32・・・表
示器。 第 凶 7.8.9  ・・LED 10.11,12 ・ 受尤グイオードVor I 箪 図 第 図 crI 第 図 第 図 第 図 第 ア 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)位相が120°毎ずれた電力3相交流の各相の電
    流または電圧を検出する3個の光ファイバセンサへ光を
    供給する3個のLEDと、前記LEDを駆動する3個の
    駆動アンプと、前記駆動アンプへ駆動電流を供給する3
    個のD/A変換器と、前記D/A変換器へ指令値を与え
    るCPUと、前記3個の光ファイバセンサからの光信号
    を受光する3個の発光ダイオードと、前記受光ダイオー
    ドの信号を増幅する3個の受光アンプと、前記3個の受
    光アンプで増幅される信号をA/D変換して前記CPU
    へ入力する手段と、CPUへプログラムを供給するRO
    Mと、CPUのデータ演算処理を行うRAMと、CPU
    の処理結果を出力する手段とを備え、前記CPUへ入力
    された光ファイバセンサからの光信号のDC成分が常に
    前記ROM内部の所定データと一致するよう、CPUが
    前記3個のLEDの駆動アンプへD/A変換器を介して
    指令値を変化させ、前記光ファイバセンサからの受光パ
    ワーが常に一定となるよう構成したことを特徴とする光
    方式零相センサ信号処理回路。
  2. (2)位相が120°毎ずれた電力3相交流の各相の電
    流または電圧を検出する3個の光ファイバセンサからの
    光信号を受光する3個の受光ダイオードと、前記受光ダ
    イオードの信号を増幅する3個の受光アンプと、前記3
    個の受光アンプで増幅された信号から光量のDC成分を
    取り出す3個のフィルタと、前記光ファイバセンサへ光
    を供給する3個のLEDと、前記LEDを駆動する3個
    の駆動アンプと、前記駆動アンプへ前記フィルタからの
    出力信号をリファレンスとして供給する手段と、前記3
    個の受光アンプの出力信号をA/D変換する手段と、こ
    れによりディジタル化された信号を演算処理するCPU
    と、前記CPUへプログラムを供給するROMと、CP
    Uの演算処理のワークエリアとして使用するRAMと、
    前記CPUの処理結果を出力する手段とを備え、前記光
    ファイバセンサからの受光パワーが常に一定となるよう
    構成した光方式零相センサ信号処理回路。
JP63288743A 1988-11-17 1988-11-17 光方式零相センサ信号処理回路 Pending JPH02136756A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005331097A (ja) * 2004-01-29 2005-12-02 Nsk Ltd 転がり軸受ユニット
JP4942665B2 (ja) * 2005-02-01 2012-05-30 ザ ティムケン カンパニー 保持器にマウントされたセンサを備える軸受

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