JPH085686A - 電界センサ - Google Patents
電界センサInfo
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- JPH085686A JPH085686A JP6135737A JP13573794A JPH085686A JP H085686 A JPH085686 A JP H085686A JP 6135737 A JP6135737 A JP 6135737A JP 13573794 A JP13573794 A JP 13573794A JP H085686 A JPH085686 A JP H085686A
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- electric field
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- field sensor
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 69
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
- G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
- G01R29/0878—Sensors; antennas; probes; detectors
- G01R29/0885—Sensors; antennas; probes; detectors using optical probes, e.g. electro-optical, luminescent, glow discharge, or optical interferometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定環境が変化しても正確に電界を測定する
ことができる電界センサを提供する。 【構成】 透過する光出力強度が印加する電界の強度に
依存して変化する電界センサヘッド1と、光源2と、電
界センサヘッド1からの出射光を電気信号に変換する光
電変換器5と、これからの出力信号を補正する補正装置
6と、これの補正量を制御する補正制御装置7とを具備
する。補正制御装置7は、電界センサヘッド1に印加す
る電界の強度と光出力強度との関係を示す特性曲線上に
おいて電界が印加されないときの位置に基づき光電変換
器5の出力レベルの補正および直線性の補正を行うもの
であって、電界検出時の電界センサヘッド1からの平均
の光出力強度および電界が印加されないときの光出力強
度を検出して特性曲線の変動量を求め、かつ、この変動
量に応じて光電変換器5の出力レベルの補正および直線
性の補正をする補正信号を補正装置6に与える。
ことができる電界センサを提供する。 【構成】 透過する光出力強度が印加する電界の強度に
依存して変化する電界センサヘッド1と、光源2と、電
界センサヘッド1からの出射光を電気信号に変換する光
電変換器5と、これからの出力信号を補正する補正装置
6と、これの補正量を制御する補正制御装置7とを具備
する。補正制御装置7は、電界センサヘッド1に印加す
る電界の強度と光出力強度との関係を示す特性曲線上に
おいて電界が印加されないときの位置に基づき光電変換
器5の出力レベルの補正および直線性の補正を行うもの
であって、電界検出時の電界センサヘッド1からの平均
の光出力強度および電界が印加されないときの光出力強
度を検出して特性曲線の変動量を求め、かつ、この変動
量に応じて光電変換器5の出力レベルの補正および直線
性の補正をする補正信号を補正装置6に与える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、EMC分野や電気ノイ
ズの検出装置のほか、電気機器やケーブル等において発
生される電界の強度や波形を測定する装置に用いられる
電界センサに関する。
ズの検出装置のほか、電気機器やケーブル等において発
生される電界の強度や波形を測定する装置に用いられる
電界センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の電界センサとして、
図4に示すものが知られている。この電界センサは、透
過する光出力強度が印加する電界の強度に依存して変化
する電界センサヘッド1と、光源2と、この光源2から
の光を前記電界センサヘッド1に入射させる入射光ファ
イバ3と、前記電界センサヘッド1からの出射光を受け
る出射光ファイバ4と、この出射光ファイバ4からの出
射光を電気信号に変換する光電変換器5と、この光電変
換器5からの出力信号を補正する補正装置6とを具備す
る。
図4に示すものが知られている。この電界センサは、透
過する光出力強度が印加する電界の強度に依存して変化
する電界センサヘッド1と、光源2と、この光源2から
の光を前記電界センサヘッド1に入射させる入射光ファ
イバ3と、前記電界センサヘッド1からの出射光を受け
る出射光ファイバ4と、この出射光ファイバ4からの出
射光を電気信号に変換する光電変換器5と、この光電変
換器5からの出力信号を補正する補正装置6とを具備す
る。
【0003】図5に示すように、前記電界センサにおけ
る電界強度に対する透過光の出力強度を示す電界センサ
ヘッド1の特性曲線Aは、周期的に変化する曲線として
表され、入射光強度が一定の場合にこの特性曲線の形状
は一義的に決まる。従って、電界センサは、電界が印加
されない時の前記特性曲線上の位置(動作点という)に
基づいて、予め光電変換器5の出力レベルの補正および
直線性の補正を行っておき、電界を検出する。
る電界強度に対する透過光の出力強度を示す電界センサ
ヘッド1の特性曲線Aは、周期的に変化する曲線として
表され、入射光強度が一定の場合にこの特性曲線の形状
は一義的に決まる。従って、電界センサは、電界が印加
されない時の前記特性曲線上の位置(動作点という)に
基づいて、予め光電変換器5の出力レベルの補正および
直線性の補正を行っておき、電界を検出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電界センサにおいては、電界センサヘッドを制御された
環境から離れた条件下に設置し電界を測定する場合に
は、図5に示す特性曲線は、電界センサヘッドの測定環
境(例えば温度)に依存して横軸に沿って移動する。こ
のため、電界センサにおける電界を印加しない時の前記
特性曲線上の位置は変動することとなり、前記の予め行
った光電変換器の出力レベルの補正及び直線性の補正に
おいての電界の検出では正確な計測ができなくなる。
電界センサにおいては、電界センサヘッドを制御された
環境から離れた条件下に設置し電界を測定する場合に
は、図5に示す特性曲線は、電界センサヘッドの測定環
境(例えば温度)に依存して横軸に沿って移動する。こ
のため、電界センサにおける電界を印加しない時の前記
特性曲線上の位置は変動することとなり、前記の予め行
った光電変換器の出力レベルの補正及び直線性の補正に
おいての電界の検出では正確な計測ができなくなる。
【0005】本発明の目的は、測定環境が変化しても正
確に電界を測定することができる電界センサを提供する
ことにある。
確に電界を測定することができる電界センサを提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、透過する光出力強度が印加する電界の
強度に依存して変化する電界センサヘッドと、光源と、
この光源からの光を前記電界センサヘッドに入射させる
入射光ファイバと、前記電界センサヘッドからの出射光
を受ける出射光ファイバと、この出射光ファイバからの
出射光を電気信号に変換する光電変換器と、この光電変
換器からの出力信号を補正する補正装置と、前記光電変
換器および補正装置に接続された補正制御装置とを具備
し、前記補正制御装置は、前記電界センサヘッドに印加
する電界の強度と光出力強度との関係を示す特性曲線上
において電界が印加されないときの位置に基づき前記光
電変換器の出力レベルの補正および直線性の補正を行う
ものであって、電界検出時の電界センサヘッドからの平
均の光出力強度および電界が印加されないときの光出力
強度を検出して前記特性曲線の変動量を求め、かつ、こ
の変動量に応じて前記光電変換器の出力レベルの補正お
よび直線性の補正をする補正信号を前記補正装置に与え
ることを特徴とする。
解決するために、透過する光出力強度が印加する電界の
強度に依存して変化する電界センサヘッドと、光源と、
この光源からの光を前記電界センサヘッドに入射させる
入射光ファイバと、前記電界センサヘッドからの出射光
を受ける出射光ファイバと、この出射光ファイバからの
出射光を電気信号に変換する光電変換器と、この光電変
換器からの出力信号を補正する補正装置と、前記光電変
換器および補正装置に接続された補正制御装置とを具備
し、前記補正制御装置は、前記電界センサヘッドに印加
する電界の強度と光出力強度との関係を示す特性曲線上
において電界が印加されないときの位置に基づき前記光
電変換器の出力レベルの補正および直線性の補正を行う
ものであって、電界検出時の電界センサヘッドからの平
均の光出力強度および電界が印加されないときの光出力
強度を検出して前記特性曲線の変動量を求め、かつ、こ
の変動量に応じて前記光電変換器の出力レベルの補正お
よび直線性の補正をする補正信号を前記補正装置に与え
ることを特徴とする。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。
説明する。
【0008】図1は、本発明の1実施例を示すブロック
図である。図1に示すように、本発明の電界センサは、
透過する光強度が印加する電界の強度に依存して変化す
る電界センサヘッド1と、光源2と、この光源2からの
光を前記電界センサヘッド1に入射させる入射光ファイ
バ3と、前記電界センサヘッド1からの出射光を受ける
出射光ファイバ4と、この出射光ファイバ4からの出射
光を電気信号に変換する光電変換器5と、この光電変換
器5からの出力信号を補正する補正装置6と、前記光電
変換器5および補正装置6に接続された補正制御装置7
とを具備する。前記光電変換器5と補正装置6とは導線
8で接続され、光電変換器5と補正制御装置7とは導線
9で接続され、かつ、補正装置6と補正制御装置7とは
導線10で接続されている。前記光源2は、半導体レー
ザ等で構成されている。
図である。図1に示すように、本発明の電界センサは、
透過する光強度が印加する電界の強度に依存して変化す
る電界センサヘッド1と、光源2と、この光源2からの
光を前記電界センサヘッド1に入射させる入射光ファイ
バ3と、前記電界センサヘッド1からの出射光を受ける
出射光ファイバ4と、この出射光ファイバ4からの出射
光を電気信号に変換する光電変換器5と、この光電変換
器5からの出力信号を補正する補正装置6と、前記光電
変換器5および補正装置6に接続された補正制御装置7
とを具備する。前記光電変換器5と補正装置6とは導線
8で接続され、光電変換器5と補正制御装置7とは導線
9で接続され、かつ、補正装置6と補正制御装置7とは
導線10で接続されている。前記光源2は、半導体レー
ザ等で構成されている。
【0009】図2に示すように、前記電界センサヘッド
1は、基板11と、この基板11に形成され前記入射光
ファイバ3に接続された入射光導波路12と、この入射
光導波路12から分岐するように前記基板11に形成さ
れ印加される電界によって屈折率が変化する2つの位相
シフト光導波路13と、これらの位相シフト光導波路1
3と合流するように基板11に形成され前記出射光ファ
イバ4に接続された出射光導波路14と、前記位相シフ
ト光導波路13の近傍に配置した一対の電極15と、こ
れらの電極15に接続されたアンテナ16とから構成さ
れている。
1は、基板11と、この基板11に形成され前記入射光
ファイバ3に接続された入射光導波路12と、この入射
光導波路12から分岐するように前記基板11に形成さ
れ印加される電界によって屈折率が変化する2つの位相
シフト光導波路13と、これらの位相シフト光導波路1
3と合流するように基板11に形成され前記出射光ファ
イバ4に接続された出射光導波路14と、前記位相シフ
ト光導波路13の近傍に配置した一対の電極15と、こ
れらの電極15に接続されたアンテナ16とから構成さ
れている。
【0010】前記光源2からの入射光は入射光ファイバ
3を介して入射光導波路12に入射される。アンテナ1
6からの入力信号は電極15に与えられこれらの電極1
5に電界が発生して位相シフト光導波路13に印加され
てこれらの位相シフト光導波路13の一部に屈折率の変
化をもたらすため、2つの位相シフト光導波路13にお
いて伝搬する光波に位相差を生じ、出射光導波路14の
からの出射光の強度の変化として検出される。
3を介して入射光導波路12に入射される。アンテナ1
6からの入力信号は電極15に与えられこれらの電極1
5に電界が発生して位相シフト光導波路13に印加され
てこれらの位相シフト光導波路13の一部に屈折率の変
化をもたらすため、2つの位相シフト光導波路13にお
いて伝搬する光波に位相差を生じ、出射光導波路14の
からの出射光の強度の変化として検出される。
【0011】通常の制御された環境(状態1)に対し
て、これと異なる屋外等の環境(状態2)における電界
センサヘッド1の特性曲線は、前述したように移動しこ
れにともない電界センサヘッド1の動作点も移動する。
て、これと異なる屋外等の環境(状態2)における電界
センサヘッド1の特性曲線は、前述したように移動しこ
れにともない電界センサヘッド1の動作点も移動する。
【0012】そこで、前記補正制御装置7は、前記電界
センサヘッド1に印加する電界の強度と光出力強度との
関係を示す特性曲線上において電界が印加されないとき
の位置に基づき前記光電変換器5の出力レベルの補正お
よび直線性の補正を行うものであって、電界検出時の電
界センサヘッド1からの平均の光出力強度および電界が
印加されないときの光出力強度を検出して前記特性曲線
の変動量を求め、かつ、この変動量に応じて前記光電変
換器5の出力レベルの補正および直線性の補正をする補
正信号を補正装置6に与える。
センサヘッド1に印加する電界の強度と光出力強度との
関係を示す特性曲線上において電界が印加されないとき
の位置に基づき前記光電変換器5の出力レベルの補正お
よび直線性の補正を行うものであって、電界検出時の電
界センサヘッド1からの平均の光出力強度および電界が
印加されないときの光出力強度を検出して前記特性曲線
の変動量を求め、かつ、この変動量に応じて前記光電変
換器5の出力レベルの補正および直線性の補正をする補
正信号を補正装置6に与える。
【0013】例えば、図3に示すように、電界センサヘ
ッド1の状態1における特性曲線がBであって動作点が
p1 であるのに対し、電界センサヘッド1の状態2にお
ける特性曲線がCであって動作点がp2 である場合に
は、前記補正制御装置7は、電界検出時の電界センサヘ
ッド1からの平均の光出力強度を検出すると共に動作点
p1 ,p2 を検出し、出力レベルの補正としての各動作
点p1 ,p2 における特性曲線の接線の傾きの変化量を
求め、かつ、状態1から状態2への変化による直線性の
変化量を求めて、これらの変化量に基いて変動量に応じ
て前記光電変換器の出力レベルの補正および直線性の補
正をするように補正信号を前記補正装置6に与える。こ
の補正装置6は、前記補正信号に基いて前記光電変換器
5からの出力信号を補正する。
ッド1の状態1における特性曲線がBであって動作点が
p1 であるのに対し、電界センサヘッド1の状態2にお
ける特性曲線がCであって動作点がp2 である場合に
は、前記補正制御装置7は、電界検出時の電界センサヘ
ッド1からの平均の光出力強度を検出すると共に動作点
p1 ,p2 を検出し、出力レベルの補正としての各動作
点p1 ,p2 における特性曲線の接線の傾きの変化量を
求め、かつ、状態1から状態2への変化による直線性の
変化量を求めて、これらの変化量に基いて変動量に応じ
て前記光電変換器の出力レベルの補正および直線性の補
正をするように補正信号を前記補正装置6に与える。こ
の補正装置6は、前記補正信号に基いて前記光電変換器
5からの出力信号を補正する。
【0014】
【発明の効果】本発明の電界センサは、測定環境が変化
しても正確に電界を測定することができる。
しても正確に電界を測定することができる。
【図1】本発明の1実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の1実施例における電界センサヘッドを
示す正面図である。
示す正面図である。
【図3】本発明の1実施例の作用を説明するための特性
図である。
図である。
【図4】従来の電界センサを示すブロック図である。
【図5】従来の電界センサの作用を説明するための特性
図である。
図である。
1 電界センサヘッド 2 光源 3 入射光ファイバ 4 出射光ファイバ 5 光電変換器 6 補正装置 7 補正制御装置 8〜10 導線 11 基板 12 入射光導波路 13 位相シフト光導波路 14 出射光導波路 15 電極 16 アンテナ
Claims (1)
- 【請求項1】 透過する光出力強度が印加する電界の強
度に依存して変化する電界センサヘッドと、光源と、こ
の光源からの光を前記電界センサヘッドに入射させる入
射光ファイバと、前記電界センサヘッドからの出射光を
受ける出射光ファイバと、この出射光ファイバからの出
射光を電気信号に変換する光電変換器と、この光電変換
器からの出力信号を補正する補正装置と、前記光電変換
器および補正装置に接続された補正制御装置とを具備
し、前記補正制御装置は、前記電界センサヘッドに印加
する電界の強度と光出力強度との関係を示す特性曲線上
において電界が印加されないときの位置に基づき前記光
電変換器の出力レベルの補正および直線性の補正を行う
ものであって、電界検出時の電界センサヘッドからの平
均の光出力強度および電界が印加されないときの光出力
強度を検出して前記特性曲線の変動量を求め、かつ、こ
の変動量に応じて前記光電変換器の出力レベルの補正お
よび直線性の補正をする補正信号を前記補正装置に与え
ることを特徴とする電界センサ。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13573794A JP3404605B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 電界センサ |
US08/488,942 US5670870A (en) | 1994-06-17 | 1995-06-09 | Electric field sensor capable of reliably measuring an electric field intensity of a signal |
KR1019950015121A KR100220150B1 (ko) | 1994-06-17 | 1995-06-09 | 신호의 전계강도를 신뢰성 있게 측정할 수 있는 전계센서 |
CA002151537A CA2151537C (en) | 1994-06-17 | 1995-06-12 | Electric field sensor capable of reliably measuring an electric field intensity of a signal |
DE69534137T DE69534137D1 (de) | 1994-06-17 | 1995-06-14 | Fühler für elektrische Felder |
EP95109243A EP0687915B1 (en) | 1994-06-17 | 1995-06-14 | Electric field sensor |
CN95107548A CN1095081C (zh) | 1994-06-17 | 1995-06-16 | 能可靠测定信号电场强度的电场传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13573794A JP3404605B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 電界センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH085686A true JPH085686A (ja) | 1996-01-12 |
JP3404605B2 JP3404605B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=15158697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13573794A Expired - Fee Related JP3404605B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 電界センサ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5670870A (ja) |
EP (1) | EP0687915B1 (ja) |
JP (1) | JP3404605B2 (ja) |
KR (1) | KR100220150B1 (ja) |
CN (1) | CN1095081C (ja) |
CA (1) | CA2151537C (ja) |
DE (1) | DE69534137D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103605006A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-26 | 清华大学 | 一种天线长度可调的光电电场传感器 |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6686800B2 (en) | 2001-02-13 | 2004-02-03 | Quantum Applied Science And Research, Inc. | Low noise, electric field sensor |
US7088175B2 (en) * | 2001-02-13 | 2006-08-08 | Quantum Applied Science & Research, Inc. | Low noise, electric field sensor |
TW583399B (en) * | 2002-12-31 | 2004-04-11 | Ind Tech Res Inst | An optical sensor for electromagnetic field |
US7015011B2 (en) * | 2003-04-18 | 2006-03-21 | Electronic Biosciences, Llc | Circuit and method to non-invasively detect the electrical potential of a cell or neuron |
US6961601B2 (en) * | 2003-06-11 | 2005-11-01 | Quantum Applied Science & Research, Inc. | Sensor system for measuring biopotentials |
WO2005036096A2 (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-21 | Quantum Applied Science And Research, Inc. | Measuring vector components of an electric field |
US7173437B2 (en) * | 2004-06-10 | 2007-02-06 | Quantum Applied Science And Research, Inc. | Garment incorporating embedded physiological sensors |
CA2477615A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-15 | Quantum Applied Science And Research, Inc. | Unobtrusive measurement system for bioelectric signals |
US20060041196A1 (en) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Quasar, Inc. | Unobtrusive measurement system for bioelectric signals |
CN100412553C (zh) * | 2005-10-28 | 2008-08-20 | 中国舰船研究设计中心 | 雷达峰值场强测试装置 |
US20080068182A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Brian Watson | Sensor for measuring relative conductivity changes in biological tissue |
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