JPH046423A - 光応用測定装置 - Google Patents

光応用測定装置

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JPH046423A
JPH046423A JP2107477A JP10747790A JPH046423A JP H046423 A JPH046423 A JP H046423A JP 2107477 A JP2107477 A JP 2107477A JP 10747790 A JP10747790 A JP 10747790A JP H046423 A JPH046423 A JP H046423A
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light

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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] この発明は、光応用測定装置に関し、特に光の強度変化
を利用して測定対象の物理量を測定する光応用測定装置
に関するものである。
[従来の技術] 第2図は例えば実開昭61−125783号公報に示さ
れた従来の光応用測定装置を示すブロック図である。図
において、(〕)は光送信機、(3)は光ファイバ(2
)を介して光送信機(1)に接続され、ポッケルス効果
やファラデー効果を利用して被測定物理量に応じて光送
信1!(1)からの光を強度変調する光センサ、(5)
は光ファイバ(4)を介して光センサく3)に接続され
、光センサ(3)からの光を受け取って電気量に変換す
る光受信機、(6)は光受信機(5)の出力に含まれる
DC成分を除去するためのコンデンサ、(7)は光受信
機(5)に接続され、光受信機(5)の出力に含まれる
DC成分のみを増幅するDC増幅器、(8)はコンデン
サ(6)を介して光受信機(5)に接続され、コンデン
サ(6)の出力を増幅するAC増幅器、(9)は増幅器
(7)、(8)に接続され、AC増幅器(8〉の出力を
DC増幅器(7)の出力で割り算する割算器、(10)
はDC増幅器(7)に接続され、その出力と規定値を比
較するコンパレータ、(11〉はコンパレータ(10)
に接続され、その出力を表示する表示品出ある。尚、増
幅器(7)、(8)と割算器(9)は演算手段を構成し
、コンパレータ(10)と表示器(11)は第1のモニ
タ手段を構成する。
次に、第2図に示した従来の光応用測定装置の動作につ
いて説明する。光送信機(1)でDC駆動された光Pi
は光ファイバ(2)で光センサ(3)に送られ、測定対
象の物理量によって光強度変調される。光センサ(3)
で強度変調された光POは Po=kPi・(1+m)   −■ で与えられるここで、k−Piは光受信機(5)の平均
受光強度、mは被測定物理量の大きさWによって強度変
調された光の変調度で、 m=W−sin(2πf t)   ■である。
光センサ(3)て強度変調された光Poは光ファイバ(
4)で光受信機(5)に送られ、電気信号に変換される
。光受信機(5)の出力は、DC増幅器(7)でDC成
分のみが、AC増幅器(8)でAC成分のみが各々増幅
される。DC増幅器(7)の出力Vde、AC増幅器(
8)の出力Vacは、それぞれ下式で与えられる。ただ
し、Sl、Slは各々光受信機(5)の光/を気変換係
数とDC増幅器(7)、AC増幅器(8)の増幅率をか
け合わした係数である。
Vdc= s 、・k −P i    −■Vac=
 s z・k −P i−m   =−0割算器(9)
でAC増幅器(8)の出力VacをDC増幅器(7〉の
出力Vdcで割り算することにより、割算器(9)に出
力される信号■0は、Vo= Vac/Vdc = s 2・k −P i−m / (s 1・k −
P 1)=s2/s、−m       ・・・■とな
り、光受信機(5)が受信する平均受光強度に−Piに
依存しない測定対象の物理量にのみ依存した信号となり
、高精度の測定が可能である。
コンパレータ(10)は、DC増幅器(7)の出力のレ
ベルが規定値以内になってるがどうかを常時監視してお
り、DC増幅器(7)の出力のレベルが規定値以外とな
った場合に出力を表示器(11)に供給し、警報を出さ
せる。DC増幅器(7)の出力Vdcは光受信機(5)
の平均受光強度に比例した値であり、この監視により光
送信機(1)、光ファイバ(2)、(4)、光センサ(
3)、光受信機(5)及びDC増幅器(7)の異常の自
己点検が可能である。
[発明が解決しようとする課題] 従来の光応用測定装置は、以上のように構成されていた
ので、コンデンサ(6)−AC増幅器(8)及び割算器
(9)の異常の自己点検が出来ないという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、コンデンサ(6)、AC増幅器(8)及び割
算器(9)の自己点検か可能な光応用測定装置を得るこ
とを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係る光応用測定装置は、被測定物理量に応じ
て光を強度変調する光センサと、この光センサに接続さ
れ、上記光センサに光を供給する光送信機と、上記光セ
ンサに接続され、上記光センサで強度変調された光を受
け取って電気量に変換する光受信機と、この光受信機に
接続され、その出力のDC成分と変調成分の比を演算す
る演算手段と、この演算手段に接続され、上記光受信機
の出力のDC成分をモニタし、このDC成分が規定値以
外になったときに警報を出す第1のモニタ手段と、上記
光送信機を駆動する電流を上記被測定物理量の周波数よ
りも高次の周波数のAC電流の重畳したDC電流とし、
上記演算手段から出力される上記AC電流と同一の周波
数の信号成分をモニタする第2のモニタ手段とを備えた
ものである。
[作用] この発明においては、演算手段の出力に現れる高次の周
波数の信号の大きさは、測定対象の物理量の大きさや周
波数に関係無く一定となる量であり、この信号の大きさ
を監視することにより、コンデンサ、AC増幅器及び割
算器の異常も自己点検可能である。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、(1
)〜(11)は前述と同様のものである。ただし、光送
信機〈1)の駆動電流は、従来はDC電流のみであった
のに対し、本実施例では被測定量の周波数よりも高次の
周波数のAC電流を重畳したDC電流とする。また1割
算器(9)の出力側に第1のフィルタ(12)と第2の
フィルタ(13)を設け、第1のフィルタ(12)と表
示器(11)の間に第2のコンパレータ(14)を接続
した点が第2図と異なる。第1のフィルタ(12)は上
記重畳したAC電流の周波数成分のみを通し、第2のフ
ィルタ(13)は測定対象の物理量に比例した信号成分
のみを通す、第2のコンパレータ(14〉は第1のフィ
ルタ(12)の出力を常時監視しており、その出力レベ
ルが規定値以内でなければ表示器(11)に警報を出さ
せる、表示器(ll)、第1のフィルタ(]2)及び第
2のコンパレータ(14)は第2のモニタ手段を構成す
る。
次に、第1図に示したこの発明の一実施例の動作につい
て説明する。光送信機(1)で測定対象の物理量の周波
数fよりも高次の周波数foのAC電流が重畳されたD
C電流で駆動された光Pcは、 Pe=Pi・(1+m、)       ++■m、=
Wo・5in(2πfot)   −■で与えられる。
ここでPiは、光送信機(1)の平均発光強度である。
光送信機(1)より光ファイバ(2)を介して光センサ
(3)に送られた光Pcは、測定対象の物理量によって
光強度変調される。光センサ(3)で強度変調された光
Paは Po=に−Pc(1,+m>        ■で与え
られる。ここで、k−Pcは光受信11!(5)の平均
受光強度である。
光センサ(3)で強度変調された光Poは、光ファイバ
(4)で光受信機(5)に送られ、ここで電気信号に変
換される。光受信機(5)の出力は、DCflt幅器(
7)でDc成分ノミが、A、 C増幅器(8)でAC成
分のみが各々増幅される。DC増幅器(7)の出力Vd
c、AC増幅器(8)の出力VaCは各々下式で与えら
れる。ただし、sl、s2は各々光受信機(5)の光/
電気変換係数とDC増幅器(7〉、AC増幅器(8)の
増幅率をかけ合わした係数である。
Vdc= s 、・k −P i         、
、、■Vac= s 2・k −P i・(m+輪。+
1・m、)・−@)割算器(9)でAC増幅器(8)の
出力VacをDC増幅器(7)の出力Vdcで割り算す
ることにより、割算器(9)に出力される信号VoはV
 o = V ac/V dC =52/ S +・(m+m0+m−m、)     
  ■となり、光受信機(5)が受信する平均受光強度
に−Pcに依存しない測定対象の物理量にのみ依存した
信号となる。
ここで、 m+r10−+−m゛m0 = W −sin(2gft)+W、・5in(2tf
6t)+ W −5in(2rfl) ・wa ・5i
n(2rLt)= W −5in(2rft)+W 、
 ・5in(2*f、、t)+ 1/2・W−W、[:
cos(2g(f、、+4))−cos(2r(f。
f))〕            ・■であり、割算器
(9)の出力V。には、f、f。、f0±fの4種票の
周波数の信号が含まれる。このうち、周波数f0の信号
S 2/ s t ・W a ・sin (2rf、 
t)は、測定対象の物理量の大きさや周波数に依存せず
、かつコンデンサ(6)、AC増幅器(8)及び割算器
(9)を通過してきた信号である。したがって、第1の
フィルタ(12)で周波数で。の信号成分のみ取り出し
、第2のコンパレータ(14)でこの信号が規定値以内
であるかどうかを常時監視すれば、コンデンサ(6)−
AC増幅器(8)及び割算器(9)の異常の自己点検が
可能である。異常が発生した場合には、即ち第1のフィ
ルタ(12)の出力のレベルが第2のコンパレータ(1
4)の規定値以内でなければ、表示器(11)に警報を
出させる。
また、測定対象の物理量に比例した信号は、第2のフィ
ルタ(13)で周波数fの信号成分のみを取り出すこと
によって得られる。
尚、上記実施例では、異常検出回路をコンパレータとし
たが、マイクロプロセッサで構成しても良い。
[発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、被測定物理量に応じて
光を強度変調する光センサと、この光センサに接続され
、上記光センサに光を供給する光送信機と、上記光セン
サに接続され、上記光センサで強度変調された光を受け
取って電気量に変換する光受信機と、この光受信機に接
続され、その出力のDC成分と変調成分の比を演算する
演算手段と、この演算手段に接続され、上記光受信機の
出力のDC成分をモニタし、このDC成分か規定値以外
になったときに警報を出す第1のモニタ手段と、上記光
送信機を駆動する電流を上記被測定物理量の周波数より
も高次の周波数のAC電流の重畳したDC電流とし、上
記演算手段から出力される上記AC電流と同一の周波数
の信号成分をモニタする第2のモニタ手段とを備えたの
で、信号処理回路全体の異常の自己点検が可能となり一
信頼性の高い光応用測定装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は従来の光応用測定装置を示すブロック図である。 図において、(1)は光送信機、(3)は光センサ、(
5)は光受信機、(7)はDC増幅器、(8)はAC増
幅器、くっ)は割算器、(10)は第1のコンパレータ
、(11)は表示器、(12)は第1のフィルタ、(1
3)は第(2)のフィルタ、(14)は第(2)のコン
パレータである。 尚、図中、同一符号は同−又は相当
部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被測定物理量に応じて光を強度変調する光センサと、 この光センサに接続され、上記光センサに光を供給する
    光送信機と、 上記光センサに接続され、上記光センサで強度変調され
    た光を受け取って電気量に変換する光受信機と、 この光受信機に接続され、その出力のDC成分と変調成
    分の比を演算する演算手段と、 この演算手段に接続され、上記光受信機の出力のDC成
    分をモニタし、このDC成分が規定値以外になったとき
    に警報を出す第1のモニタ手段と、上記光送信機を駆動
    する電流を上記被測定物理量の周波数よりも高次の周波
    数のAC電流の重畳したDC電流とし、上記演算手段か
    ら出力される上記AC電流と同一の周波数の信号成分を
    モニタする第2のモニタ手段と を備えたことを特徴とする光応用測定装置。
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