JPH052947B2 - - Google Patents
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- JPH052947B2 JPH052947B2 JP58019249A JP1924983A JPH052947B2 JP H052947 B2 JPH052947 B2 JP H052947B2 JP 58019249 A JP58019249 A JP 58019249A JP 1924983 A JP1924983 A JP 1924983A JP H052947 B2 JPH052947 B2 JP H052947B2
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- light
- output
- light source
- light emitting
- emitting diodes
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光の偏光を使用した電気量測定装置
に関するものである。
に関するものである。
この種の装置の従来例を第１図に示す。図にお
いて、１０は発光ダイオードよりなる光源、２０
は電気光学効果素子（又は磁気光学効果素子）を
用いて構成した公知の光センサ、３１，３２はフ
オトダイオード、４１，４２は電流・電圧変換機
能を有する増幅器、５１は減算器、５２は加算
器、６０は出力端子、７０は演算増幅器、７１は
基準電圧源である。光源１０が出力する一定の光
パワーは光フアイバー１１を介して光センサー２
０に入射される。フオトダイオード３１の出力は
増幅器４１を介して減算器５１と加算器５２に接
続され、フオトダイオード３２の出力は増幅器４
２を介して減算器５１と加算器５２に接続されて
いる。この構成の装置において、光源１０の出力
が光センサー２０における偏光子２１とλ／４板
２２に与えられることにより円偏光となつた光ビ
ームは、電気光学効果素子２３を経ることによつ
て被測定の電圧Ｅの値に比例した位相の変化をう
けて楕円偏光となる。その結果が検光子２４に介
すことにより、特定の直交する２方向の偏光成分
に分解され、フオトダイオード３１，３２に入射
される。その為、PO／２を光強度とし、Ｓを光
センサー２０で変調された信号とすれば、フオト
ダイオード３１の出力Ｓ１は S1＝P0／２×｛１＋Ｓ（λ，Ｅ）｝ ……(1) となり、フオトダイオード３２の出力Ｓ２は S2＝P0／２×｛１−Ｓ（λ，Ｅ）｝ ……(2) となる。なお、(1)、(2)式において、λは光源１０
の波長に示すものである。
いて、１０は発光ダイオードよりなる光源、２０
は電気光学効果素子（又は磁気光学効果素子）を
用いて構成した公知の光センサ、３１，３２はフ
オトダイオード、４１，４２は電流・電圧変換機
能を有する増幅器、５１は減算器、５２は加算
器、６０は出力端子、７０は演算増幅器、７１は
基準電圧源である。光源１０が出力する一定の光
パワーは光フアイバー１１を介して光センサー２
０に入射される。フオトダイオード３１の出力は
増幅器４１を介して減算器５１と加算器５２に接
続され、フオトダイオード３２の出力は増幅器４
２を介して減算器５１と加算器５２に接続されて
いる。この構成の装置において、光源１０の出力
が光センサー２０における偏光子２１とλ／４板
２２に与えられることにより円偏光となつた光ビ
ームは、電気光学効果素子２３を経ることによつ
て被測定の電圧Ｅの値に比例した位相の変化をう
けて楕円偏光となる。その結果が検光子２４に介
すことにより、特定の直交する２方向の偏光成分
に分解され、フオトダイオード３１，３２に入射
される。その為、PO／２を光強度とし、Ｓを光
センサー２０で変調された信号とすれば、フオト
ダイオード３１の出力Ｓ１は S1＝P0／２×｛１＋Ｓ（λ，Ｅ）｝ ……(1) となり、フオトダイオード３２の出力Ｓ２は S2＝P0／２×｛１−Ｓ（λ，Ｅ）｝ ……(2) となる。なお、(1)、(2)式において、λは光源１０
の波長に示すものである。
前記したように、フオトダイオード３１と３２
の出力はそれぞれ減算器５１と加算器５２に与え
られている。その結果、減算器５１の出力（Ｓ１
−Ｓ２）はP0Sとなり、加算器５２の出力（Ｓ１
＋Ｓ２）はP0となる。P0S信号は被測定の電圧Ｅ
の値に応じて変調された信号を表し、この電圧は
出力端子６０より取り出されて計測され。一方、
P0信号は光強度に比例し、この信号は演算増幅
器７０を介して光源１０に与えられる。その結
果、光源１０の出力光は演算増幅器７０によつて
基準電圧７１の値に応じて一定値に制御される。
の出力はそれぞれ減算器５１と加算器５２に与え
られている。その結果、減算器５１の出力（Ｓ１
−Ｓ２）はP0Sとなり、加算器５２の出力（Ｓ１
＋Ｓ２）はP0となる。P0S信号は被測定の電圧Ｅ
の値に応じて変調された信号を表し、この電圧は
出力端子６０より取り出されて計測され。一方、
P0信号は光強度に比例し、この信号は演算増幅
器７０を介して光源１０に与えられる。その結
果、光源１０の出力光は演算増幅器７０によつて
基準電圧７１の値に応じて一定値に制御される。
このような構成の装置は低ノイズ、高安定なも
のとして本出願人によつて既に提案されている
が、光源１０に用いられている発光ダイオードは
その波長に温度特性がある。光センサ２０の出力
は波長の関数であるため、周囲の温度が変化する
と光源１０の波長が変動し、これによりより測定
信号に誤差が生じる欠点があつた。本発明はこの
ような欠点を改良する為になされたもので、その
実施例を第２図に示す。なお、第２図において第
１図と同一構成の部分は、第１図と同一符号を付
してそれらの再説明は省略する。
のとして本出願人によつて既に提案されている
が、光源１０に用いられている発光ダイオードは
その波長に温度特性がある。光センサ２０の出力
は波長の関数であるため、周囲の温度が変化する
と光源１０の波長が変動し、これによりより測定
信号に誤差が生じる欠点があつた。本発明はこの
ような欠点を改良する為になされたもので、その
実施例を第２図に示す。なお、第２図において第
１図と同一構成の部分は、第１図と同一符号を付
してそれらの再説明は省略する。
第２図において、８０は光源である。光源８０
において、８１，８２は夫々発光ダイオードであ
る。発光ダイオード８１，８２は第３図にスペク
トル特性を示すように、その光出力とスペクトル
半値幅Ａ１，Ａ２とが同じで、中心波長λ１，λ
２を異にするものである。このような特性を有す
る一対の発光ダイオード８１，８２は、その入力
極が共通に演算増幅器７０の出力端子に接続され
ている。９０は前記発光ダイオード８１，８２の
出力光を結合する光結合器、１００は光バンドパ
ス・フイルタである。光結合器９０の出力は、バ
ンドパス・フイルタ１００を介して光センサ２０
に入射される。このような構成の装置の動作を説
明すると次の如くなる。
において、８１，８２は夫々発光ダイオードであ
る。発光ダイオード８１，８２は第３図にスペク
トル特性を示すように、その光出力とスペクトル
半値幅Ａ１，Ａ２とが同じで、中心波長λ１，λ
２を異にするものである。このような特性を有す
る一対の発光ダイオード８１，８２は、その入力
極が共通に演算増幅器７０の出力端子に接続され
ている。９０は前記発光ダイオード８１，８２の
出力光を結合する光結合器、１００は光バンドパ
ス・フイルタである。光結合器９０の出力は、バ
ンドパス・フイルタ１００を介して光センサ２０
に入射される。このような構成の装置の動作を説
明すると次の如くなる。
光源８０を構成する発光ダイオード８１，８２
の光出力は光結合器９０で結合され、バンドパ
ス・フイルタ１００に入射される。発光ダイオー
ド８１，８２の光スペクトル分布は第３図で示し
た如くの関係を有する。このような特性をもつ両
発光ダイオード８１，８２の光出力が光結合器９
０で結合されると、そのスペクトラム分布は第３
図の鎖線で示すようにフラツトになる。このよう
なスペクトラム分布をもつ光をバンドパス・フイ
ルタ１００を通すと、そのスペクトラム分布は第
４図に示す如くその帯域幅が発光ダイオード自体
がもつスペクトラム分布の帯域幅より非常に狭い
ものとなつて取り出される。
の光出力は光結合器９０で結合され、バンドパ
ス・フイルタ１００に入射される。発光ダイオー
ド８１，８２の光スペクトル分布は第３図で示し
た如くの関係を有する。このような特性をもつ両
発光ダイオード８１，８２の光出力が光結合器９
０で結合されると、そのスペクトラム分布は第３
図の鎖線で示すようにフラツトになる。このよう
なスペクトラム分布をもつ光をバンドパス・フイ
ルタ１００を通すと、そのスペクトラム分布は第
４図に示す如くその帯域幅が発光ダイオード自体
がもつスペクトラム分布の帯域幅より非常に狭い
ものとなつて取り出される。
ここで、周囲の温度変化による光源８０のスペ
クトラム分布の変動が、第４図に示すバンドパス
フイルター１００の通過波長を外れなければ、光
センサ２０に入射される光の波長に変動は出じな
い。本発明においては、中心波長の異なる２つの
波長の結合光をバンドパス・フイルタ１００を介
して得るようにしたので、バンドパス・フイルタ
１００を通つた光のスペクトル分布は極めて狭い
ものとなつている。したがつて、たとえ温度が変
動しても、光センサ２０に入射される光の波長に
変動は生じない。このようなバンドパス・フイル
タからの光は光センサー２０に加えられて第１図
で説明した如く被測定電圧Ｅに応じて変調を受け
る。その変調信号はフオトダイオード３１，３
２、増幅器４１，４２を介したのち加算器５２と
減算器５１とで加、減算が行なわれ、その加算信
号が演算増幅器７０に加えられる。その結果、第
１図で説明した如く、光源８０の光出力は一定値
に制御され、出力端子６０より取り出だされる信
号は被測定電圧Ｅに正確に対応したものとなる。
クトラム分布の変動が、第４図に示すバンドパス
フイルター１００の通過波長を外れなければ、光
センサ２０に入射される光の波長に変動は出じな
い。本発明においては、中心波長の異なる２つの
波長の結合光をバンドパス・フイルタ１００を介
して得るようにしたので、バンドパス・フイルタ
１００を通つた光のスペクトル分布は極めて狭い
ものとなつている。したがつて、たとえ温度が変
動しても、光センサ２０に入射される光の波長に
変動は生じない。このようなバンドパス・フイル
タからの光は光センサー２０に加えられて第１図
で説明した如く被測定電圧Ｅに応じて変調を受け
る。その変調信号はフオトダイオード３１，３
２、増幅器４１，４２を介したのち加算器５２と
減算器５１とで加、減算が行なわれ、その加算信
号が演算増幅器７０に加えられる。その結果、第
１図で説明した如く、光源８０の光出力は一定値
に制御され、出力端子６０より取り出だされる信
号は被測定電圧Ｅに正確に対応したものとなる。
尚、第２図においては光センサ２０に電気光学
効果素子を用い、電圧Ｅを測定する場合について
説明したが、電気光学効果素子に代えて磁気光学
効果素子を用いれば電流を測定することができ
る。更に、電気光学効果素子と磁気光学効果素子
を併用すれば電力の測定も可能となる。
効果素子を用い、電圧Ｅを測定する場合について
説明したが、電気光学効果素子に代えて磁気光学
効果素子を用いれば電流を測定することができ
る。更に、電気光学効果素子と磁気光学効果素子
を併用すれば電力の測定も可能となる。
このように、本発明の装置においては、発光ダ
イオードの光出力を光センサに入射させ、その偏
光を利用し電気量を測定するようにした装置にお
いて、光源として中心波長が異なり、スペクトル
幅が同じの一対の発光ダイオードを用い、その発
光出力をバンドパス・フイルタで取り出し、これ
を光センサに供給するようにしたので、温度が変
動しても光源の波長変動に伴う光センサの感度変
化がなく、正確に被測定の電気量を測定すること
のできる装置が実現できる。
イオードの光出力を光センサに入射させ、その偏
光を利用し電気量を測定するようにした装置にお
いて、光源として中心波長が異なり、スペクトル
幅が同じの一対の発光ダイオードを用い、その発
光出力をバンドパス・フイルタで取り出し、これ
を光センサに供給するようにしたので、温度が変
動しても光源の波長変動に伴う光センサの感度変
化がなく、正確に被測定の電気量を測定すること
のできる装置が実現できる。
第１図は従来装置の回路図、第２図は本発明の
実施例の回路図、第３図及び第４図はそれぞれ本
発明を説明するための特性図である。 ２０……光センサー、５１……減算器、５２…
…加算器、６０……出力端子、８０……光源、９
０……光結合器、１００……バンドパス・フイル
タ。
実施例の回路図、第３図及び第４図はそれぞれ本
発明を説明するための特性図である。 ２０……光センサー、５１……減算器、５２…
…加算器、６０……出力端子、８０……光源、９
０……光結合器、１００……バンドパス・フイル
タ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光が光センサで被測定電気量の値
に応じて変調を受けたのち２つの偏光成分に分け
られ、その両偏光成分の加算信号で前記光源の出
力を一定値に制御すると共に両偏光成分の減算信
号を被測定電気量の電気信号として出力する装置
において、 前記光源をその中心波長の異なる一対の発光ダ
イオードで構成し、この一対の発光ダイオードの
光出力を光結合器で結合してこの一対の発光ダイ
オードのスペクトラム分布がフラツトになるよう
にしたのち光バンドパス・フイルタを介して前記
光センサに供給するように構成したことを特徴と
する電気量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58019249A JPS59145971A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 電気量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58019249A JPS59145971A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 電気量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145971A JPS59145971A (ja) | 1984-08-21 |
| JPH052947B2 true JPH052947B2 (ja) | 1993-01-13 |
Family
ID=11994136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58019249A Granted JPS59145971A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | 電気量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59145971A (ja) |
-
1983
- 1983-02-08 JP JP58019249A patent/JPS59145971A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59145971A (ja) | 1984-08-21 |
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