JPH10221379A - 光変流器 - Google Patents

光変流器

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JPH10221379A
JPH10221379A JP9027709A JP2770997A JPH10221379A JP H10221379 A JPH10221379 A JP H10221379A JP 9027709 A JP9027709 A JP 9027709A JP 2770997 A JP2770997 A JP 2770997A JP H10221379 A JPH10221379 A JP H10221379A
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JP
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JP9027709A
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Inventor
Katsuyuki Shimokawa
勝千 下川
Kunio Miyahara
邦雄 宮原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学系の光伝送効率が変化しても測定精度に
影響を及ぼさない光変流器を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本発明は、ファラデー効果材によって偏
波面が変化させられた光を第１の偏向波及び第２の偏向
波としてそれぞれ分光する分光手段と、分光された第１
の偏向波及び第２の偏向波に基づいて第１のデジタル受
光量及び第２のデジタル受光量を検出する受光量検出手
段と、検出された第１のデジタル受光量及び第２の受光
量に基づいて第１の受光量平均値及び第２の受光量平均
値を算出する受光量平均値算出手段と、受光量検出手段
によって検出された第１のデジタル受光量及び第２のデ
ジタル受光量と、受光量平均値算出手段によって算出さ
れた第１の受光量平均値及び第２の受光量平均値とに基
づいて、被測定電流の電流値を算出する被測定電流算出
手段とを具備する光変流器である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー効果を
利用して電流を測定する光変流器に係わり、特に受光量
の変動による測定誤差を低減するとともに、複数のデー
タを同期して送出でき、受信側のデータの信頼性を確認
できるデジタル式光変流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のファラデー効果を利用した光変流
器のブロック構成図と偏波面方位角のベクトル図を図３
２、図３３に示して説明する。電界ベクトル成分Ｅ0 の
直線偏光波（以下直線偏光波Ｅという）を出射する光源
７１の光軸上にファラデー効果材７２を配設する。
【０００３】ファラデー効果材７２の透過光（直線偏光
波Ｅ1 ）を偏光面が直交する２つの直線偏光波ＥX ，Ｅ
Y に分離する検光子７４に入射する。検光子７４の主軸
は直線偏光波Ｅ0 の偏波面方位角に対し４５°となるよ
うに配設する。ファラデー効果材７２は導体７３を流れ
る電流により発生する強度Ｈの磁界中にあり、この磁界
の影響を受けて直線偏光波Ｅ0 はファラデー効果材７２
を透過すると、図３３のように偏波面がＦ（ファラデー
回転角という）だけ回転した直線偏光波Ｅ1 となる。
【０００４】検光子７４は偏光ビームスプリッタあるい
はウォラストンプリズム（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ ｐｒｉ
ｓｍ）等で構成される。直線偏光波ＥX ，ＥY をそれぞ
れ光強度に比例した電気信号に変換する受光器７５ａ，
７５ｂ及び各々の電気信号を所定の電圧レベルに増幅す
る増幅器７６ａ，７６ｂを配設する。
【０００５】受光器７５ａと増幅器７６ａは第１の光電
変換器７７ａを構成し、受光器７５ｂと増幅器７６ｂは
第２の光電変換器７７ｂを構成する。各々の光電変換器
７７ａ，７７ｂの出力ＰX ，ＰY は演算器７８に入力さ
れ、後述する式（５）の計算をしてファラデー回転角Ｆ
を求め、さらにファラデー回転角Ｆに比例する電流値Ｉ
に変換して出力される。
【０００６】このような従来の光電流器の動作原理につ
いて説明する。導体７３に測定電流Ｉが流れると、光源
７１から出射された直線偏光波Ｅ0 はファラデー効果材
７２を透過することによって偏波面がファラデー回転角
Ｆだけ回転した直線偏光波Ｅ1 となる。ファラデー効果
材の配設位置における磁界の強度Ｈとファラデー回転角
Ｆの間には式（１）の関係がある。
【０００７】 Ｆ＝Ｖ・Ｈ・Ｌ …（１） ここで、Ｖはヴェルデ定数（Ｖｅｒｄｅｔ ｃｏｎｓｔ
ａｎｔ）と呼ばれ、物質により異なるファラデー効果の
感度を表す定数、Ｌはファラデー効果材７２の磁界方向
の長さである。従って、ファラデー回転角Ｆを検出でき
れば磁界Ｈが求まり、磁界Ｈと電流Ｉとは比例関係にあ
るので電流Ｉを検出できる。図３３に示すように、直線
偏光波Ｅ1 と、互いに直交する２つの直線偏光波ＥX ，
ＥY の間には、各々 ＥX ＝Ｅ1 ・ cos（４５°＋Ｆ） ＥY ＝Ｅ1 ・ sin（４５°＋Ｆ） …（２） の関係が成立する。
【０００８】直線偏光波ＥX ，ＥY は光電変換器７７
ａ，７７ｂによって各々電気信号ＰX，ＰY に変換され
る。零電流時における光電変換器７７ａ，７７ｂの出力
すなわち平均値をＡX ，ＡY とすると、光電変換器の出
力ＰX ，ＰY と直線偏光波ＥX，ＥY との間には ＰX ＝ＡX ｛１− sin（２Ｆ）｝ ＰY ＝ＡY ｛１＋ sin（２Ｆ）｝ …（３） の関係が成立する。式（３）より以下に示す式（４）が
導かれる。
【０００９】 Ｆ＝ sin-1{(ＡX ×ＰY −ＡY ×ＰX ）／（ＡX ×ＰY ＋ＡY ×ＰX )}／２ …（４） 従って、式（４）の右辺を演算器７８で計算することに
よりファラデー回転角Ｆが求まり、更に式（１）より磁
界Ｈ、すなわち電流値Ｉを求めることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の光変流器による
ファラデー回転角Ｆの計算は一般的に式（５）を用いて
いた。
【００１１】 Ｆ＝ sin-1{(ＰY −ＰX ）／（ＰY ＋ＰX )}／２ …（５） すなわち、光入力の平均値ＡX ，ＡY が常に等しく、か
つ一定（ＡX ＝ＡY ＝Ａ）であると仮定して、２つの光
電変換器出力ＰX ，ＰY だけからファラデー回転角Ｆを
計算していた。
【００１２】実際には光学系の光伝送効率の変化や光電
変換器の特性の経年変化等によりＡX ，ＡY はそれぞれ
変化する。そこで、この条件を満足させるために、光電
変換器出力ＰX ，ＰY の平均値が目標値Ａに一致するよ
うに（ＡX ＝ＡY ＝Ａ）制御する必要があり、平均値検
出器７９ａ，７９ｂを付加していた。
【００１３】すなわち、光電変換器出力ＰX を平均値検
出器７９ａに入力して所定時間内の平均値ＡX を求め、
平均値ＡX と目標値Ａとの差信号ＤX で増幅器７６ａの
ゲインを制御することにより、平均値ＡX を目標値Ａに
一致させていた。他方の平均値ＡY についても同様に、
平均値検出器７９ｂにより光電変換器出力ＰY の平均値
ＡY を求め、平均値ＡY を目標値Ａに一致させている。
【００１４】従って、使用環境条件の変化に伴う電子回
路部品の特性変化等は避けられないために、式（５）を
使用して電流を測定することは困難であり、測定誤差の
発生原因となっていた。
【００１５】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、光学系の光伝送効率や光電変換器の感度が変化
しても測定精度に影響を受けない光変流器を提供するこ
とを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために第１の発明は、被測定電流を測定する
ための光を出射する出射手段と、前記出射手段から出射
した光の２つの偏波面のなす第１の角度を前記被測定電
流によって発生する磁界に応じた第２の角度に変化させ
るファラデー効果材と、前記ファラデー効果材によって
偏波面が第２の角度に変化させられた光を前記第１の角
度方向に第１の偏向波及び第２の偏向波としてそれぞれ
分光する分光手段と、前記分光手段によって分光された
第１の偏向波及び第２の偏向波に基づいて第１のデジタ
ル受光量及び第２のデジタル受光量を検出する受光量検
出手段と、前記受光量検出手段によって検出された第１
のデジタル受光量及び第２の受光量に基づいて第１の受
光量平均値及び第２の受光量平均値を算出する受光量平
均値算出手段と、前記受光量検出手段によって検出され
た第１のデジタル受光量及び第２のデジタル受光量と、
前記受光量平均値算出手段によって算出された第１の受
光量平均値及び第２の受光量平均値とに基づいて、前記
被測定電流の電流値を算出する被測定電流算出手段とを
具備する光変流器である。
【００１７】このような光変流器によれば、出射手段に
より被測定電流を測定するための光を出射する。そし
て、ファラデー効果材によって前記出射手段から出射し
た光の２つの偏波面のなす第１の角度を前記被測定電流
によって発生する磁界に応じた第２の角度に変化させ
る。次に、分光手段によって、ファラデー効果材によっ
て偏波面が第２の角度に変化させられた光を前記第１の
角度方向に第１の偏向波及び第２の偏向波としてそれぞ
れ分光する。
【００１８】受光量検出手段は、前記分光手段によって
分光された第１の偏向波及び第２の偏向波に基づいて第
１のデジタル受光量及び第２のデジタル受光量を検出す
る。受光量平均値算出手段は、前記受光量検出手段によ
って検出された第１のデジタル受光量及び第２の受光量
に基づいて第１の受光量平均値及び第２の受光量平均値
を算出する。
【００１９】そして、被測定電流算出手段によって、前
記受光量検出手段によって検出された第１のデジタル受
光量及び第２のデジタル受光量と、前記受光量平均値算
出手段によって算出された第１の受光量平均値及び第２
の受光量平均値とに基づいて、前記被測定電流の電流値
を算出するので、電子機器の特性が変化しても正確に電
流を測定することができる。
【００２０】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記被測定電流算出手段によって算出された被測定
電流の電流値の電流実効値の平均値を算出する平均値算
出手段と、前記平均値算出手段によって算出された平均
値に基づいて前記被測定電流の安定度を監視する第１の
監視手段とをさらに具備する光変流器である。
【００２１】このような光変流器によれば、平均値算出
手段によって前記被測定電流算出手段によって算出され
た被測定電流の電流値の電流実効値の平均値を算出す
る。そして、第１の監視手段によって、前記平均値算出
手段によって算出された平均値に基づいて前記被測定電
流の安定度を監視するので、測定電流の異常に迅速に対
応することができる。
【００２２】さらに、第３の発明は、第１の発明におい
て、前記被測定電流算出手段によって算出された被測定
電流の実効値の偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏
差算出手段によって算出された被測定電流の実効値の偏
差に基づいて前記被測定電流の安定度を監視する第２の
監視手段とをさらに具備する光変流器である。
【００２３】このような光変流器によれば、偏差算出手
段により、前記被測定電流算出手段によって算出された
被測定電流の実効値の偏差を算出する。そして、第２の
監視手段により、前記偏差算出手段によって算出された
被測定電流の実効値の偏差に基づいて前記被測定電流の
安定度を監視するので、測定電流の異常に迅速に対応す
ることができる。
【００２４】さらに、第４の発明は、第１の発明におい
て、前記受光量平均値算出手段によって算出された第１
の受光量平均値と受光量の目標である目標受光量平均値
との偏差を制御信号として出力する制御信号出力手段
と、前記制御信号出力手段から出力された制御信号に基
づいて、第１の受光量平均値が前記目標受光量平均値と
なるように前記出射手段を制御する制御手段とをさらに
具備する光変流器である。
【００２５】このような光変流器によれば、制御信号出
力手段により、前記受光量平均値算出手段によって算出
された第１の受光量平均値と受光量の目標である目標受
光量平均値との偏差を制御信号として出力する。
【００２６】そして、制御手段により、前記制御信号出
力手段から出力された制御信号に基づいて、第１の受光
量平均値が前記目標受光量平均値となるように前記出射
手段を制御するので、光学系の光量伝達率が変化しても
一定の受光量平均値が得られるので、受光量にあわせた
光電変換器のゲイン調整が不要となり、安定した測定を
行なうことが可能となる。
【００２７】さらに、第５の発明は、第１の発明におい
て、前記受光量平均値算出手段によって算出された第１
の受光量平均値及び第２の受光量平均値の少なくとも１
つが所定の受光量平均値以下であるか否かを判定する判
定手段と、前記判定手段によって前記第１の受光量平均
値及び第２の受光量平均値の少なくとも１つが所定の受
光量平均値以下であると判定された場合に受光量が異常
であることを報知する報知手段とをさらに具備する光変
流器である。
【００２８】このような光変流器によれば、判定手段に
より、前記受光量平均値算出手段によって算出された第
１の受光量平均値及び第２の受光量平均値の少なくとも
１つが所定の受光量平均値以下であるか否かを判定す
る。
【００２９】そして、報知手段により、前記判定手段に
よって前記第１の受光量平均値及び第２の受光量平均値
の少なくとも１つが所定の受光量平均値以下であると判
定された場合に受光量が異常であることを報知するの
で、受光量異常をユーザが認識することができる。
【００３０】さらに、第６の発明は、第１の発明におい
て、前記被測定電流算出手段によって前記被測定電流の
電流値が所定時間算出されないことを検出する異常検出
手段をさらに具備する光変流器である。
【００３１】このような光変流器によれば、異常検出手
段によって、前記被測定電流算出手段によって前記被測
定電流の電流値が所定時間算出されないことを検出する
ので、プログラム異常を迅速に検出することができる。
【００３２】さらに、第７の発明は、第１の発明におい
て、前記受光量検出手段は、前記分光手段によって分光
された第１の偏向波及び第２の偏向波をそれぞれの受光
量を示す第１のアナログ信号及び第２のアナログ信号に
それぞれ変換する第１の変換手段と、前記第１の変換手
段によって変換された第１のアナログ信号及び第２のア
ナログ信号のうち折り返し誤差を防止するために所定の
周波数成分を遮断する第１のフィルタと、前記第１のフ
ィルタによって所定の周波数成分が遮断された第１のア
ナログ信号及び第２のアナログ信号を前記第１の偏向波
の受光量を示す第１のデジタル信号及び前記第２の偏向
波の受光量を示す第２のデジタル信号に変換する第２の
変換手段とを具備する光変流器である。
【００３３】このような光変流器によれば、第１の変換
手段によって、前記分光手段によって分光された第１の
偏向波及び第２の偏向波をそれぞれの受光量を示す第１
のアナログ信号及び第２のアナログ信号にそれぞれ変換
する。次に、第１のフィルタによって前記第１の変換手
段によって変換された第１のアナログ信号及び第２のア
ナログ信号のうち折り返し誤差を防止するために所定の
周波数成分を遮断する。そして、第２の変換手段によっ
て、前記第１のフィルタによって所定の周波数成分が遮
断された第１のアナログ信号及び第２のアナログ信号を
前記第１の偏向波の受光量を示す第１のデジタル信号及
び前記第２の偏向波の受光量を示す第２のデジタル信号
に変換するので、正確にデジタル受光量を算出すること
ができる。
【００３４】さらに、第８の発明は、第７の発明におい
て、前記被測定電流算出手段によって算出される電流値
を受信する受信器のサンプリング周波数に応じて前記第
１のデジタル信号及び前記第２のデジタル信号の所定の
周波数成分を遮断する第２のフィルタとをさらに具備す
る光変流器である。
【００３５】このような光変流器によれば、第２のフィ
ルタによって、前記被測定電流算出手段によって算出さ
れる電流値を受信する受信器のサンプリング周波数に応
じて前記第１のデジタル信号及び前記第２のデジタル信
号の所定の周波数成分を遮断するので、受信器にフィル
タを準備する必要がなくなる。
【００３６】さらに、第９の発明は、第１の発明におい
て、前記被測定電流算出手段によって算出された電流値
を示す電流データにデジタル処理により遅れた時間を示
す遅延時間データを付加する遅延時間データ付加手段を
さらに具備する光変流器である。
【００３７】このような光変流器によれば、遅延時間デ
ータ付加手段により、前記被測定電流算出手段によって
算出された電流値を示す電流データにデジタル処理によ
り遅れた時間を示す遅延時間データを付加するので、異
なる変流器からの電流値であっても受信器において時間
を合致させる処理を行なうことが可能である。
【００３８】さらに、第１０の発明は、被測定電流を測
定するための光を出射する第１の出射手段と、前記第１
の出射手段から出射した光の２つの偏波面のなす第１の
角度を前記被測定電流によって発生する磁界に応じた第
２の角度に変化させる第１のファラデー効果材と、前記
第１のファラデー効果材によって偏波面が第２の角度に
変化させられた光を前記第１の角度方向に第１の偏向波
及び第２の偏向波としてそれぞれ分光する第１の分光手
段と、前記第１の分光手段によって分光された第１の偏
向波及び第２の偏向波に基づいて第１のデジタル受光量
及び第２のデジタル受光量を検出する第１の受光量検出
手段と、前記第１の受光量検出手段によって検出された
第１のデジタル受光量及び第２の受光量に基づいて第１
の受光量平均値及び第２の受光量平均値を算出する第１
の受光量平均値算出手段と、前記第１の受光量検出手段
によって検出された第１のデジタル受光量及び第２のデ
ジタル受光量と、前記第１の受光量平均値算出手段によ
って算出された第１の受光量平均値及び第２の受光量平
均値とに基づいて、前記被測定電流の電流値を算出する
第１の被測定電流算出手段と被測定電流を測定するため
の光を出射する第２の出射手段と、前記第２の出射手段
から出射した光の２つの偏波面のなす第３の角度を前記
被測定電流によって発生する磁界に応じた第４の角度に
変化させる第２のファラデー効果材と、前記第２のファ
ラデー効果材によって偏波面が第４の角度に変化させら
れた光を前記第３の角度方向に第３の偏向波及び第４の
偏向波としてそれぞれ分光する第２の分光手段と、前記
第２の分光手段によって分光された第３の偏向波及び第
４の偏向波に基づいて第３のデジタル受光量及び第４の
デジタル受光量を検出する第２の受光量検出手段と、前
記第２の受光量検出手段によって検出された第３のデジ
タル受光量及び第４の受光量に基づいて第３の受光量平
均値及び第４の受光量平均値を算出する第２の受光量平
均値算出手段と、前記第２の受光量検出手段によって検
出された第３のデジタル受光量及び第４のデジタル受光
量と、前記第２の受光量平均値算出手段によって算出さ
れた第３の受光量平均値及び第４の受光量平均値とに基
づいて、前記被測定電流の電流値を算出する第２の被測
定電流算出手段と前記第１の被測定電流算出手段によっ
て算出された前記被測定電流の電流値を示す電流データ
と前記第２の被測定電流算出手段によって算出された前
記被測定電流の電流値を示す電流データとをシリアルデ
ータに変換する変換手段とを具備する光変流器である。
【００３９】このような光変流器によれば、前記第１の
被測定電流算出手段によって算出された前記被測定電流
の電流値を示す電流データと前記第２の被測定電流算出
手段によって算出された前記被測定電流の電流値を示す
電流データとをシリアルデータに変換するので、第１の
被測定電流算出手段によって算出された電流データと第
２の被測定電流算出手段によって算出された電流データ
との相関付けを省略することができる。
【００４０】さらに、第１１の発明は、第１の発明にお
いて、前記出射手段から出射される光の強度に基づいて
前記出射手段の状態を監視する監視手段と、前記監視手
段によって監視された前記出射手段の状態を示す第１の
ステータス情報を前記被測定電流算出手段によって算出
された電流値を示す電流データに付加する付加手段とを
さらに具備する光変流器である。
【００４１】このような光変流器によれば、監視手段に
より 前記出射手段から出射される光の強度に基づいて
前記出射手段の状態を監視する。そして、付加手段によ
り、前記監視手段によって監視された前記出射手段の状
態を示す第１のステータス情報を前記被測定電流算出手
段によって算出された電流値を示す電流データに付加す
るので、受信器でデータの信頼性を確認することができ
る。
【００４２】さらに、第１２の発明は、第１の発明にお
いて、前記第１のデジタル受光量及び第２の受光量と前
記第１の受光量平均値及び第２の受光量平均値とに基づ
いて前記受光量検出手段の状態を監視する監視手段と、
前記監視手段によって監視された前記受光量検出手段の
状態を示す第２のステータス情報を前記電流データに付
加する付加手段とをさらに具備する光変流器である。
【００４３】このような光変流器によれば、監視手段に
より前記第１のデジタル受光量及び第２の受光量と前記
第１の受光量平均値及び第２の受光量平均値とに基づい
て前記受光量検出手段の状態を監視する。そして、付加
手段により、前記監視手段によって監視された前記受光
量検出手段の状態を示す第２のステータス情報を前記電
流データに付加するので受信器においてデータの信頼性
を確認することができる。
【００４４】さらに、第１３の発明は、第１の発明にお
いて、前記被測定電流算出手段によって算出された被測
定電流の電流値が所定の電流値以上であるか否かを監視
する監視手段と、前記監視手段によって前記被測定電流
が所定の電流値以下であると判定された場合に運転状態
が正常であることを示す第３のステータス情報を前記電
流データに付加する付加手段とをさらに具備する光変流
器である。
【００４５】このような光変流器によれば、監視手段に
より、前記被測定電流算出手段によって算出された被測
定電流の電流値が所定の電流値以上であるか否かを監視
する。そして、付加手段により、前記監視手段によって
前記被測定電流が所定の電流値以下であると判定された
場合に運転状態が正常であることを示す第３のステータ
ス情報を前記電流データに付加するので、受信器におい
てデータの信頼性を確認することができる。
【００４６】さらに、第１４の発明は、第１の発明にお
いて、前記被測定電流算出手段によって算出された電流
値を示す電流データにデータの誤りを検出するためのＣ
ＲＣ符号を付加するＣＲＣ符号付加手段をさらに具備す
る光変流器である。
【００４７】このような光変流器によれば、ＣＲＣ符号
付加手段によって前記被測定電流算出手段によって算出
された電流値を示す電流データにデータの誤りを検出す
るためのＣＲＣ符号を付加するので、受信器においてデ
ータが誤りなく受信されたか否かを確認することができ
る。
【００４８】さらに、第１５の発明は、第１の発明にお
いて、前記出射手段から出力される光のスペクトルを一
定にするための光スペクトル固定手段をさらに具備する
光変流器である。
【００４９】このような光変流器によれば、光スペクト
ル固定手段により、前記出射手段から出力される光のス
ペクトルを一定にするので、光変流器の検出感度を決定
する一要素であるヴェルデ定数の変動を抑制することが
でき、その結果、高精度に電流を測定することが可能に
なる。
【００５０】さらに、第１６の発明は、第１の発明にお
いて、前記出射手段は、直流電流を供給する直流電流供
給手段と、前記直流電流供給手段によって供給される直
流電流に重畳する交流電流を供給する交流電流供給手段
と、前記交流電流供給手段によって交流電流が重畳され
た直流電流に基づいてレーザ光を出射する半導体とを具
備する光変流器である。
【００５１】このような光変流器によれば、交流電流が
重畳された直流電流によって半導体からレーザ光を出射
するので、戻り光による雑音を低減することができる。
【００５２】さらに、第１７の発明は、直流電流を供給
する直流電流供給手段と、前記直流電流供給手段によっ
て供給される直流電流に重畳する交流電流を供給する交
流電流供給手段と、前記交流電流供給手段によって交流
電流が重畳された直流電流に基づいてレーザ光を出射す
る半導体と、前記半導体から出射したレーザ光に基づい
て被測定電流の電流値を算出する算出手段とを具備する
光変流器である。
【００５３】このような光変流器によれば、交流電流が
重畳された直流電流によって半導体からレーザ光を出射
する。そして、算出手段により、前記半導体から出射し
たレーザ光に基づいて被測定電流の電流値を算出するの
で、戻り光による雑音を低減することができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００５５】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第
１の実施の形態のデジタル式光変流器のブロック構成図
である。なお、図３２と同一部分には、同一符号を付し
て説明する。
【００５６】同図において、８０ａ，８０ｂは光電変換
器７７ａ，７７ｂの出力ＰX ′，ＰY ′をデジタル量Ｐ
X ，ＰY に変換するＡＤ変換器、８１はＡＤ変換器の出
力ＰX ，ＰY から電流値を計算するための演算器でマイ
クロコンピュータを使用して処理される。
【００５７】また、演算器８１は図２乃至図４のフロー
チャートに示す処理を行って電流値を計算するものであ
り、８２は演算器８１に所定のクロック信号を供給する
クロック発生器８２である。
【００５８】次に、以上のように構成された実施の形態
における光変流器の演算器であるマイクロコンピュータ
８１の処理手順について、図２乃至図４のフローチャー
トおよび図５のタイムチャートを参照して説明する。こ
こで、測定電流は正弦波とする。
【００５９】図２に示すように、電源が投入される（ｓ
ｔｅｐ１）と、マイクロコンピュータの制御レジスタ設
定、ＡＤ変換器のオフセット調整などの初期設定（ｓｔ
ｅｐ２）を行ない、そのあとで割込み処理を許可状態に
して（ｓｔｅｐ３）メインルーチンのループに入る。
【００６０】プログラムは、図２に示したメインルーチ
ンと図３及び図４に示した２つの割込みルーチンで構成
される。
【００６１】割込みルーチンは図５に示すような２つの
クロックパルスＣＰ１，ＣＰ２の立ち上がりエッジのタ
イミングでそれぞれの割込み処理を開始する。クロック
パルスＣＰ１はデジタル式光変流器の出力サンプリング
周波数ｆS ，ＣＰ２は測定電流の基準周波数ｆR に一致
させている。以下、各クロックパルス周波数の一例をｆ
S ＝４．８ｋＨｚ （ＣＰ１）、ｆR ＝５０Ｈｚ（ＣＰ
２）として説明する。またクロック周波数の高い方（Ｃ
Ｐ１）の割込み処理を優先している。
【００６２】各クロックパルスＣＰ１，ＣＰ２によって
発生する割込みをそれぞれ割込み１、割込み２とする。
割込み１においては、前の５０Ｈｚの正弦波電流サイク
ルにおける受光量ＰX ，ＰY とそれらをもとに求めたそ
れぞれの受光量平均値ＡX ，ＡY から前記式（４）の計
算を実行してファラデー回転角Ｆを求め、さらにファラ
デー回転角Ｆを比例定数で除算して電流瞬時値ｉを求め
る。この電流ｉをサンプリング周波数ｆS の光変流器出
力Ｉとして外部に出力する（ｓｔｅｐ１２）。
【００６３】また、電流ｉおよびその２乗（＝ｉ2 ）を
測定電流の１サイクル分積算した後（ｓｔｅｐ１３，ｓ
ｔｅｐ１４）、メインループに戻る（ｓｔｅｐ１５）。
【００６４】割込み２においては、割込み１で計算した
２つの積算値ΣｉおよびΣｉ2 から５０Ｈｚの正弦波電
流１サイクル分の電流平均値Ｉａおよび電流実効値Ｉe
を求める（ｓｔｅｐ２２、ｓｔｅｐ２３）。
【００６５】次に、測定電流の１サイクル分の受光量の
積算値ΣＰｘ，ΣＰｙを測定電流のサイクルで除算する
ことにより受光量平均値Ａｘ，Ａｙを算出する（ｓｔｅ
ｐ２４）。
【００６６】次に、測定電流の１サイクル分の電流実効
値およびその２乗を積算してΣＩe，ΣＩe 2 を算出し
（ｓｔｅｐ２５，ｓｔｅｐ２６）、メインループに戻る
（ｓｔｅｐ２７）。
【００６７】メインルーチンにおいては、割込みルーチ
ン２で電流実効値の２乗積算値ΣＩe 2 から約１秒間の
実効値の偏差Ｉdev を計算し（ｓｔｅｐ４）、電流実効
値の積算値ΣＩe から約１秒間の実効値の平均Ｉavを計
算する（ｓｔｅｐ５）。
【００６８】次に、偏差Ｉdev が所定の範囲内にあるか
否かが判定され（ｓｔｅｐ６）、所定の範囲内にあると
判定された場合には、ｓｔｅｐ７の処理に移行する。
【００６９】一方、ｓｔｅｐ６において、偏差Ｉdev が
所定の範囲内にないと判定された場合には、導体７３に
流れる測定電流の補正処理などが行なわれ（ｓｔｅｐ
８）、ｓｔｅｐ４の処理に戻る。
【００７０】ｓｔｅｐ７においては、平均値Ｉavが所定
の範囲内にあるか否かの判定が行なわれ（ｓｔｅｐ
７）、 所定の範囲内にあると判定された場合には、ｓ
ｔｅｐ４の処理に戻る。
【００７１】一方、ｓｔｅｐ７において、偏差Ｉavが所
定の範囲内にないと判定された場合には、導体７３に流
れる測定電流の補正処理などが行なわれ（ｓｔｅｐ
８）、ｓｔｅｐ４の処理に戻る。
【００７２】従って、本実施の形態の光変流器によれ
ば、演算器の受光量ＰX ，ＰY を読込み、所定の時定数
をもつ受光量平均値ＡX ，ＡY を計算することにより、
前記式（４）を忠実に実行して電流瞬時値ｉを求めてい
るので、平均値検出回路は不要となり、高精度に電流を
測定することができる。
【００７３】また、クロックパルスによる割込み処理
で、受光量の読込みおよび演算処理のすべてを実行して
いるので、マイクロコンピュータの演算能力を有効に利
用できるとともに高速処理が可能となる。
【００７４】さらに、本実施の形態の光変流器によれ
ば、偏差Ｉdev 及び平均値Ｉavが所定の範囲内にあるか
否かを判定することによって測定電流の安定度を監視す
ることができる。
【００７５】＜第２の実施の形態＞図６は本発明の第２
の実施の形態のデジタル式光変流器のブロック構成図で
ある。同図において、図１と同一部分には同一符号を付
して説明する。
【００７６】同図において、１１は演算器８１より出力
される光出力制御量ＣＴＩ′をアナログ量ＣＴＩに変換
するためのデジタルアナログ変換器（以下、ＤＡ変換器
という）、１３は前記制御量ＣＴＩを入力して、光源７
１の光出力を制御するための光出力制御器である。
【００７７】以上のように構成された本発明の実施の形
態における光変流器の作用を説明する。
【００７８】演算器８１は、受光量ＰX の平均値ＡX を
求め、受光量の目標値Ａとの差を計算して光出力の制御
量ＣＴＩ′として出力する。ＤＡ変換器１１は、デジタ
ル量ＣＴＩ′をアナログ量ＣＴＩに変換して、光出力制
御器１３に入力する。
【００７９】光出力制御器１３は、受光量平均値Ａｘ，
Ａｙが一定値Ａとなるように光源の光出力を制御する。
したがって、光学系の光軸ずれや経年変化などによっ
て、光源から受光器に至る光学系の光量伝達率が変化し
た場合でも受光量平均値は常に一定となる。
【００８０】なお、ここでは、一方の受光量ＰX の平均
値ＡX を光源の光出力制御の帰還量としているが、他の
一方の受光量ＰY の平均値ＡY を制御量としても同様の
効果が得られる。
【００８１】さらに、２つの受光量ＰX ，ＰY の平均値
を計算して制御量としてもよい。その結果、光学系の光
量伝達率が変化しても一定の受光量平均値が得られるの
で、受光量に合わせた光電変換器のゲイン調整が不要と
なり、安定した測定が可能となる。
【００８２】また、受光量平均値に下限値を設定して両
者を比較し、受光量の異常低下を検出する手段を設ける
ことにより、光量の異常と光源から受光部までの異常を
検出できる。この場合、図２に示すフローチャートのメ
インループ内に、図７のフローチャートを挿入する。
【００８３】つぎに、このフローチャートの動作につい
て説明する。
【００８４】まず、割込み２において計算された受光量
平均値ＡX ，ＡY を読出し（ｓｔｅｐ３１）、受光量の
下限設定値ＬＬＭＴと比較する（ｓｔｅｐ３２）。も
し、受光量平均値Ａｘ，Ａｙが下限設定値より小さいと
き（ＡX ＜ＬＬＭＴまたはＡY＜ＬＬＭＴ）には、異常
信号を外部に出力する（ｓｔｅｐ３３）。また、受光量
が異常であることを光変流器のディスプレイなどに表示
してもよい。
【００８５】したがって、本実施の形態によれば、光源
の光出力または光学系の光量伝達率が変化して受光量が
変化しても、その受光量を帰還して光源の光出力は制御
するので、常に一定の受光量が得られ、安定した測定が
可能となる。
【００８６】また、受光量異常が生じた場合に、外部に
異常信号を出力するので、受光量異常を認識することが
できる。
【００８７】＜第３の実施の形態＞図８は本発明の第３
の実施の形態のデジタル式光変流器の演算器に内蔵され
るウォッチドッグタイマのブロック構成図である。
【００８８】同図において、２１はパルスカウンタ、２
２はパルスカウンタ２１をタイマーとして作用させるた
めのクロックパルスを供給するクロック発生器、２３は
パルスカウンタ２１のカウント値が所定の基準値より大
きい時に信号を出力する比較器、２４は比較器２３に所
定の基準値を供給するプリセット値発生器、２５は保持
回路である。
【００８９】次に、図１０に示すタイムチャートを参照
して、ウォッチドッグタイマの動作を説明する。なお、
他の構成要素については図１に示した光変流器と同じで
ある。
【００９０】パルスカウンタ２１はクロック発生器２２
から出力されるクロックパルスＣＫの１パルス毎のカウ
ント値を増やすもので、マイクロコンピュータから出力
されるリセット信号ＣＬＲによってリセットされ、再度
カウントを始める。
【００９１】リセット信号ＣＬＲを出力するための図９
に示すようなフローチャートが、メインループ内におけ
るループの任意の位置に組み込まれる。プログラムが正
常に実行されている限り、パルスカウンタ２１のカウン
ト値ＣＮＴがプリセット値ＰＲを超えないよう、即ち時
間Ｔn より小さい間隔でリセット信号ＣＬＲが入力され
るようにプログラムを実行させる。
【００９２】一方、プログラムの暴走などにより異常が
発生した時には図１０に示す時間Ｔa のようにリセット
信号ＣＬＲの間隔が大きくなるか、またはリセット信号
が出ないために、パルスカウンタのカウント値ＣＮＴが
プリセット値ＰＲを超えて、パルスカウンタはオーバー
フロー出力ＯＶＦを出力する。
【００９３】この出力ＯＶＦにより保持回路２５が作用
し外部に異常信号ＷＤＴを出力し、外部にプログラム異
常を知らせるとともに、異常時の処理をさせる割り込み
ルーチンにより適切な処理をする。すなわち、電流が所
定時間たっても算出されない場合には、プログラム異常
が検出されることになる。
【００９４】したがって、本実施の形態の変流器によれ
ば、マイクロコンピュータに対する外来ノイズまたは、
素子の特性劣化などによって、ソフトウェア上のループ
に入り込んでしまった場合に、プログラム異常を迅速に
検出することができる。特に、計測機器のように、その
動作の信頼度が高く要求される場合には、本発明の実施
の形態によるウォッチドッグタイマは有効である。
【００９５】＜第４の実施の形態＞図１１は、本発明の
第４の実施の形態のデジタル式光変流器のブロック構成
図である。但し、光源から検光子までの光学系は第１の
実施の形態において示した図１と同じであり、図示及び
説明を省略する。
【００９６】図１１において、８４ａ，８４ｂは第１の
ローパスフィルタ、８５ａ，８５ｂは第２のローパスフ
ィルタである。
【００９７】第１のローパスフィルタ８４ａ，８４ｂ
は、図１２に示すゲイン特性図の曲線Ａに示すように、
ＡＤ変換器８０ａ，８０ｂのアナログ信号入力サンプリ
ング周波数ｆADS において、増幅器７６ａ及び７６ｂか
らの信号を約−８０ｄＢに減衰し、遮断周波数ｆADC が
ｆADS の約１／２０程度となるように設定されている。
この第１のローパスフィルタ８４ａ，８４ｂは、折り返
し誤差防止を主な機能としている。この性能を満足させ
るために、公知のＬＲＣ回路により３次遅れローパスフ
ィルタを構成している。
【００９８】次に、第２のローパスフィルタ８５ａ，８
５ｂの構成および作用を説明する。第２のローパスフィ
ルタ８５ａ，８５ｂは受信側（例えばデジタルリレー）
のサンプリング周波数に対応してゲイン特性が決められ
ている。
【００９９】即ち、第２のローパスフィルタ８５ａ，８
５ｂの周波数通過帯域を第７高調波までと想定して、３
５０Ｈｚ程度以下では減衰しない特性とし、サンプリン
グ周波数ｆS に対して、約−６０ｄＢに減衰するような
特性をもたせる。図１２の曲線Ｂは第２のローパスフィ
ルタ８５ａ，８５ｂの特性を示す。これにより、不要な
高周波成分を除去することができる。
【０１００】このような目的を達成するために、第１の
フィルタ８４ａ，８４ｂ及び第２のフィルタ８５ａ，８
５ｂは、次式（６）に示すような特性の伝達関数をもつ
ように構成される。
【０１０１】 ＣＴＦ(s) ＝１／{(１＋s/ω1 ）（１＋αs/ω2 ＋（s/ω2 ）2 ｝…（６） ここで、 α：定数 本実施の形態においては、式（６）の伝達関数をもつロ
ーパスフィルタをマイクロコンピュータのソフトウェア
で実現するデジタルフィルタとして構成している。ま
ず、式（６）のアナログ変数ｓをデジタル変数ｚに変換
するために、双１次変換を行い次式（７）を得る。
【０１０２】 ＣＴＦ(z) ＝Ｌ0 ＋Ｌ1 ／（１−Ｌ2 Ｚ-1）＋（Ｌ3 ＋Ｌ4 Ｚ-1） ／（１−Ｌ5 Ｚ1 −Ｌ6 Ｚ-2）｝ …（７） 図１３は、式（７）に示す伝達関数をデジタル的に計算
するためのブロック線図である。同図において、各ＡＤ
変換器のサンプリング周期（１／８ｆS ）毎に、出力信
号ＰX0，ＰY0を読み込み、たたみ込み演算を実行する
（領域Ａ）。即ちＡＤ変換器がＰX0，ＰY0を出力する度
に ｕX0＝ＰX0 ｕX1＝ＰX0／（１−Ｌ2 Ｚ-1） ｕX3＝ＰX0／（１−Ｌ5 Ｚ-1−Ｌ6 Ｚ-2） ｕX4＝ＰX0Ｚ-1（１−Ｌ5 Ｚ-1−Ｌ6 Ｚ-2） ｕY0＝ＰY0 ｕY1＝ＰY0／（１−Ｌ2 Ｚ-1） ｕY3＝ＰY0／（１−Ｌ5 Ｚ-1−Ｌ6 Ｚ-2） ｕY3＝ＰY0Ｚ-1（１−Ｌ5 Ｚ-1−Ｌ6 Ｚ-2） …（８） の計算を実行する。
【０１０３】次に、光変換器の出力サンプリング周期
（１／ｆS ）毎に発生する割込みルーチン（割込み２）
の中で、式（９）に示す領域Ｂの計算をして第２のロー
パスフィルタ出力ＰX ，ＰY を求める。
【０１０４】 ＰX ＝Ｌ0 ×ｕX0＋Ｌ1 ×ｕX1＋Ｌ3 ×ｕX3＋Ｌ4 ×ｕX4 ＰY ＝Ｌ0 ×ｕY0＋Ｌ1 ×ｕY1＋Ｌ3 ×ｕY3＋Ｌ4 ×ｕY4 …（９） 即ち、本実施では光変流器の１サンプリング周期内にＡ
Ｄ変換器の出力信号を８回入力して、割込み処理により
デジタルフィルタの高速演算を実行している。以上のよ
うに、本実施の形態のデジタル式光変流器によれば、不
要な高周波成分を十分に減衰できるために原信号を忠実
に再現できる。
【０１０５】＜第５の実施の形態＞図１４は、本発明の
第５の実施の形態に係る光変流器の動作を説明するため
のフローチャートである。
【０１０６】このフローチャートは、第１の実施の形態
において説明した図３に示した割り込みルーチン１のス
テップ１２に代えて挿入されるものとする。
【０１０７】まず、上述の第１の実施の形態において述
べたように、電流値が計算される（ｓｔｅｐ１２Ａ）。
【０１０８】次に、電流値のＤＡＴＡ(n) を表すパルス
列に続けて、デジタル処理による遅れ時間Ｔｄを表すパ
ルス列を付加し（ｓｔｅｐ１２Ｂ）、受信側のサンプリ
ング周期ＴS （＝１／ｆS ）毎に送出する（ｓｔｅｐ１
２Ｃ）。図１６は、遅れ時間Ｔｄが付加された電流地デ
ータを示すタイムチャートである。
【０１０９】上述の遅れ時間Ｔｄは、光電変換器、ＡＤ
変換器の伝送遅れ時間と演算器の計算および伝送遅れの
時間とで決まり、光変流器の構成によって固有の値とな
る。
【０１１０】そして、図１５に示すように、並列信号で
表させる遅れ時間Ｔｄが付加された電流値をシフトレジ
スタ６２によって、直列のパルス列に変換し、１本の信
号線または光ファイバで送出する。
【０１１１】したがって、本実施の形態のデジタル式光
変流器によれば、受信側での受信時刻から遅れ時間Ｔｄ
を差し引いた時刻が真の測定時刻を示すことになり、異
なる変流器からの電流値であっても、受信器において時
間を合致させることができる。
【０１１２】＜第６の実施の形態＞図１７は、本発明の
第６の実施の形態のデジタル式光変流器のブロック構成
図、図１８はその動作を説明するためのタイムチャート
である。
【０１１３】図１７において、１-1，１-2，…，１-nは
それぞれ図１に示す本発明の第１の実施の形態のデジタ
ル式光変流器を示し、それぞれ異なる相の電流を測定し
て、各々のマイクロコンピュータから測定電流値を表す
データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，…，ＤＡＴＡｎが出力
される。
【０１１４】２-1，２-2, …，２-nは並列データを直列
データに変換するシフトレジスタである。これらシフト
レジスタ２-1，２-2, …，２-nの並列データ入力端子Ｄ
ｉには、各デジタル式光変流器１-1，１-2，…，１-nの
並列データ出力がそれぞれ入力される。
【０１１５】３１は各シフトレジスタ２-1，２-2, …，
２-nに各デジタル式光変流器の出力データを一斉に書き
込むためのタイミング信号ＬＯＡＤと各シフトレジスタ
を同期して直列にデータを転送するためのクロック信号
ＣＰを出力するタイミング発生器である。
【０１１６】３２はシフトレジスタ２-1の直列データ出
力信号ＯＵＴを光信号に変換し、１本の光ファイバを用
いて、受信側に送信するための光送信モジュールであ
る。シフトレジスタ２-1の直列入力端子Ｓｉはシフトレ
ジスタ２-2の直列出力端子Ｓｏに、シフトレジスタ２-2
の直列入力端子Ｓｉは図示しないシフトレジスタ２-3の
直列出力端子Ｓｏに、以下同様に２-(n-1)の入力端子Ｓ
ｉは２-nの出力端子Ｓｏにそれぞれ接続される。
【０１１７】各シフトレジスタ２-1，２-2, …，２-nは
並列データ入力端子Ｄｉの他に、データロード入力端子
ＬＤとクロック入力端子ＣＫをもち、それぞれ共通のロ
ード信号ＬＯＡＤおよびクロック信号ＣＰでデータの書
き込みおよび転送を行う。
【０１１８】その結果、シフトレジスタ２-1の直列出力
端子Ｓｏからは、光変流器１-1，１-2, …，１-nの順で
それぞれのデータが直列データＯＵＴとして出力され
る。最後に、光変流器１-nのデータＤＡＴＡｎが出力さ
れると、ロード信号ＬＯＡＤにより各光変流器の更新さ
れたデータが同時に各シフトレジスタに書き込まれて、
再び光変流器１-1，１-2, …，１-nの順でそれぞれのデ
ータが直列に出力される。以下同様の動作を繰り返す。
【０１１９】従って、本実施の形態のデジタル式光変流
器によれば、同一時刻に測定した複数の光変流器の出力
データを一斉に読み込み、まとめて送信することで、受
信器における各相間の時間の合致処理を省くことができ
る。
【０１２０】＜第７の実施の形態＞図１９は、本発明の
第７の実施の形態に係る光変流器の構成を示す図であ
る。なお、図１と同一部分には、同一符号を付し、その
説明を省略する。
【０１２１】本実施の形態の光変流器は、光変流器の光
源、受光部、演算部の状態などのステータスをチェック
して送出することにより、受信側でもデータの信頼性を
確認できるようにするものである。
【０１２２】図２０は、光源の異常を判断するためのフ
ローチャート、図２１は受光量の異常を判断するための
フローチャート、図２２は、運転状態の異常を判断する
ためのフローチャートである。
【０１２３】これら図２０乃至図２２のフローチャート
は、図３に示した割り込み１内のｓｔｅｐ１２とｓｔｅ
ｐ１３との間に組み込まれるものとする。
【０１２４】図１９において、１５は光源として使用す
る半導体レーザ、１６は半導体レーザ１５の光出力をモ
ニターするために設けられた受光器で、通常は半導体レ
ーザ１５に内蔵される。
【０１２５】１７は受光器１６に光が入射することによ
り流れる電流Ｉｍを電圧信号に変換するための抵抗器、
１８は２つの入力電圧の大小を比較する比較器である。
半導体レーザ１５の放射光を受けて受光器１６は受光量
に比例する電流Ｉｍを発生する。
【０１２６】その電流Ｉｍを抵抗器１７で電圧信号Ｖｍ
に変換し、その電圧信号Ｖｍと基準電圧Ｖref とを比較
器１８で比較する。Ｖｍ≧Ｖref のときは、比較器１８
は光源正常信号ＣＭＰを演算器８１に出力する。また、
光源の光放射強度が低下してＶｍ＜Ｖref となると比較
器の出力がなくなり、光源異常と判断される。
【０１２７】次に、図２０に示すフローチャートに従っ
て光源の異常の判断処理について説明する。
【０１２８】まず、ｓｔｅｐ２１において光源が異常で
あるか否かの判定が行なわれる。この判断は、上述のよ
うに、比較器１８から光源正常信号ＣＭＰが出力されて
いる場合には、光源が異常であると判断され、光源正常
信号ＣＭＰが出力されていない場合には光源が異常であ
ると判断される。
【０１２９】ｓｔｅｐ２１において、光源が異常である
と判断された場合には、光源が異常であることを示す第
１のステータスデータ１０１を出力する（ｓｔｅｐ２
３）。一方、光源が正常であると判定された場合には、
光源が正常であることを示す第１のステータスデータ１
０１を出力する（ｓｔｅｐ２２）。
【０１３０】次に、図２１に示すフローチャートに従っ
て受光部の異常の判断処理について説明する。
【０１３１】まず、ｓｔｅｐ２５において受光量が異常
であるか否かの判定が行なわれる。この判断は、受光量
の平均値ＡX ，ＡY と基準値Ａとを演算器で比較し、Ａ
X ＞ＡおよびＡY ＞Ａであること、２つの受光量の比Ａ
X ／ＡY が過大かつ過小でないこと、さらに、２つの受
光量の瞬時値ＰX ，ＰY の関係が正常（一方が増加すれ
ば他の一方は減少する）である時、受光量が正常である
と判断する。
【０１３２】ｓｔｅｐ２５において、受光量が異常であ
ると判定された場合には、受光量が異常であることを示
す第２のステータスデータ１０２を出力する（ｓｔｅｐ
２７）。一方、ｓｔｅｐ２５において、受光量が正常で
あると判定された場合には、受光量が正常であることを
示す第２のステータスデータ１０２を出力する（ｓｔｅ
ｐ２６）。
【０１３３】次に、演算器８１の運転状態の異常の判断
処理について図２２のフローチャートに従って説明す
る。
【０１３４】まず、ｓｔｅｐ３１において、演算器８１
の運転状態が異常であるか否かの判定が行なわれる。こ
の判断は、受光量から算出した被測定電流の電流値が所
定の値以下である場合には運転状態が正常であると判断
し、電流値が所定の値以上である場合には運転状態が異
常であると判断する。
【０１３５】また、予め答のわかっている簡単な計算式
を正しく演算できるか否かによって運転状態が異常であ
るか否かを判断するようにしてもよい。
【０１３６】ｓｔｅｐ３１において、運転状態が異常で
あると判定された場合には、運転状態が異常であること
を示す第３のステータスデータ１０３を出力する（ｓｔ
ｅｐ３３）。一方、ｓｔｅｐ３１において、運転状態が
正常であると判定された場合には、運転状態が正常であ
ることを示す第３のステータスデータ１０３を出力する
（ｓｔｅｐ３２）。
【０１３７】そして、これら第１のステータスデータ乃
至第３のステータスデータは、図２３に示すように、被
測定電流の電流値を示すデータに付加されて、シリアル
に伝送される。
【０１３８】また、本実施の形態においては、被測定電
流の電流値を示すデータの後に、第１のステータスデー
タ乃至第３のステータスデータを付加する場合について
説明したが、上述の第５の実施の形態において述べた遅
れ時間Ｔｄに付加するようにしてもよい。
【０１３９】さらに、本実施の形態においては、第１の
ステータスデータ乃至第３のステータスデータを付加す
る場合について説明したが、第１のステータスデータ乃
至第３のステータスデータのうちのいずれか１つを付加
するようにしてもよい。
【０１４０】したがって、本実施の形態の光変流器によ
れば、第１のステータスデータ乃至第３のステータスデ
ータを付加することによって、受信器側においてデータ
の信頼性を確認することができる。
【０１４１】＜第８の実施の形態＞図２４は、本発明の
第８の実施形態のデジタル式光変流器の構成を示すブロ
ック図である。
【０１４２】同図において、２-1，２-2, …，２-nはｎ
相分の電流測定値を直列信号に変換して出力するシフト
レジスタである。
【０１４３】４０は同一時刻で測定された複数のデータ
の送信開始タイミングを受信側に伝達するための固有の
符号データ（フレームヘッダと呼ばれる）を直列データ
として出力するシフトレジスタ、４１は複数のデジタル
式光変流器の光源、受光部、マイクロコンピュータ動作
のステータス情報をまとめて直列データで出力するシフ
トレジスタ、４２は受信側で受けたデータから、外来ノ
イズ等によるデータの誤りを検出するためのサイクリッ
クリダンダンシチェック（以下、ＣＲＣという。Cyclic
Redundancy Check 、別名：巡回冗長検査）のための符
号生成回路であり、特定の計算を行なって直列データＣ
Ｄを出力する。
【０１４４】４３はフレームヘッダＦＨ、送信データＳ
ＤおよびＣＲＣ符号生成回路からのシリアルデータＣＤ
を順次切り換えて送信するためのデータ切換器、４４は
上記シフトレジスタに入力される並列データを一斉に書
き込むための信号ＷＲと、その並列データを直列データ
に変換して出力するためのクロック信号ＣＰと、データ
切換器４３に切換え信号ＸＣを供給するタイミング発生
器である。
【０１４５】次に、本実施の形態の光変流器の動作を図
２５のタイムチャートを参照して説明する。
【０１４６】まず、タイミング発生器４４から供給され
るデータ書き込み信号ＷＲにより、シフトレジスタ
２-1，２-2, …，２-nは、同一時刻に測定された各相の
電流値を各々のシフトレジスタに同時に書き込む。
【０１４７】同時に、シフトレジスタ２-1，２-2, …，
２-nは、シフトレジスタ４１にステータス情報を書き込
む。
【０１４８】次に、タイミング発生器４４の切り換え信
号ＸＣにより、切換回路４３は期間Ｔ１の間、フレーム
ヘッダ信号ＦＨを選択し、直列パルス列ＴＸとして出力
する。信号ＦＨの出力が完了したら、次のタイミング信
号ＸＣで切換器４３は期間Ｔ２の間、直列データＳＤを
選択し、ステータス情報、第１相電流値、第２相電流値
の順で第ｎ相電流値までのデータを順次出力する。
【０１４９】同時に、データＳＤはＣＲＣ符号生成回路
４２に入力される。ＣＲＣ符号生成回路４２は公知のデ
ジタル回路で構成されており、ＣＲＣ符号ＣＤを生成す
る。第ｎ相電流値を送出完了したら、タイミング発生器
４４のタイミング信号ＸＣにより期間Ｔ３の間、切換回
路４３はＣＲＣ符号ＣＤに切り換えて出力する。
【０１５０】従って、本実施の形態によれば、受信側は
信号ＦＨによりデータの開始タイミングを検知し、引き
続き、直列データＳＤを読込み、最後にＣＲＣ符号ＣＤ
からある演算をして送信データが誤りなく受信されたか
をチェックし受信側でデータの信頼性を確認することが
できる。また、もし、誤りデータが受信されたと判断さ
れたときは、そのデータを無効とする処置が採られる。
【０１５１】＜第９の実施の形態＞光変流器に使われる
光源の光スペクトルによってファラデー効果材のヴェル
デ定数が変化する。したがって、光スペクトルが変化す
ると電流検出感度も変化するために測定誤差を生じる原
因となる。
【０１５２】光源には一般に半導体レーザが使われる
が、半導体レーザの光スペクトルは駆動電流および接合
部温度に依存する。その変化率は駆動電流に対して約
０．０３ｎｍ／ｍＡ、接合部温度に対して約０．２５ｎ
ｍ／℃である。
【０１５３】接合部温度ＴJ 、外囲器温度ＴC および駆
動電流ＩL の間には式（１０）で示す関係がある。
【０１５４】 ＴJ ＝ＴC ＋Ｒ×ＩL …（１０） ここで、Ｒは駆動電流に対する接合部の温度上昇分［℃
／Ａ］を表す比例定数である。すなわち、式（１０）か
らわかるように所定の光出力を得るための駆動電流ＩL
を供給すると、接合部温度は外囲器温度に対してＲ×Ｉ
L だけ上昇する。
【０１５５】したがって外囲器温度と駆動電流の組み合
わせに対応する比例定数Ｒがわかれば接合部温度ＴJ を
一定に制御することができ、その結果、常に一定の光ス
ペクトルを得ることができる。
【０１５６】本発明の第９の実施の形態においては、第
１の実施の形態の光変流器において、半導体レーザの駆
動電流および外囲器温度を制御して光スペクトルを安定
化し測定誤差を抑制するものである。
【０１５７】図２６は、本発明の第９の実施の形態にお
ける光変流器の構成を示すブロック図である。なお、図
６と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。
【０１５８】同図において、５０は半導体レーザによる
光源７１の外囲器温度を検出する温度検出器でサーミス
タで温度センサＩＣなどを使用する。５１は外囲器温度
を調整するためのペルチェ素子による電子冷却器、５２
は電子冷却器に制御電流を供給して外囲器温度を制御す
る温度制御器、５８は演算器８１から出力される温度制
御信号をアナログ量に変換するＤＡ変換器である。
【０１５９】次に、本実施の形態の光変流器の作用につ
いて説明する。
【０１６０】半導体レーザは駆動電流ＩL が供給される
ことにより発光する。その放射光Ｅ0 は、ファラデー効
果材７２によって偏波面角度の変調を受け（Ｅ1 ）、さ
らに検光子７４によって２つの直線偏光波ＥX ，ＥY に
分離された後、光電変換器７７ａ，７７ｂによって電気
信号に変換される。
【０１６１】そして、これら電気信号をデジタル量ＰX
，ＰY に変換し、マイクロコンピュータよりなる演算
器８１に入力して受光量の平均値ＡX ，ＡY を計算する
とともに、電流を求めるための計算をする。
【０１６２】また、演算器は受光量平均値ＡX ，ＡY の
いずれか一方またはそれらの平均値と受光量の目標値Ａ
とを比較し、その差を制御量ＣＴＩ′として出力する。
ＤＡ変換器１１は制御量ＣＴＩ′をアナログ量ＣＴＩに
変換し光出力制御器１３に出力する。
【０１６３】光出力制御器１３は、アナログの制御量Ｃ
ＴＩに基づいて、駆動電流ＩL を調整する。これによ
り、一定の受光量を得ることができる。
【０１６４】しかしながら、この状態では駆動電流を調
整して受光量を一定に制御しているので、光スペクトル
は駆動電流とともに変化し、その結果、電流検出感度も
変化するために測定誤差が生じる。
【０１６５】そこで、本実施の形態においては、半導体
レーザの外囲器温度を調整することによって光スペクト
ルの変化分を補正する機能を付加している。
【０１６６】図２７は、光源７１の側面図、図２８は光
源７１の正面図である。
【０１６７】半導体レーザによる光源７１は、図２７及
び図２８に示すように、半導体レーザの外囲器５３と温
度検出器５０とが互いに接触して接着剤等で固定されて
いる。また、温度検出器５０は、電子冷却器５１の温度
制御面５６と接触している。
【０１６８】半導体レーザ外囲器５３は、電子冷却器５
１の温度制御面５６と断熱材５４に囲まれて外気側とは
熱的に遮断されている。電子冷却器５１の外気接触面５
７は放熱器を介して外気側と熱伝達が行なわれるように
なっている。
【０１６９】このような構造の光源７１の光出力を上記
方法により制御すると、受光量は一定になるが、駆動電
流によって光スペクトルも変化する。その変化分は外囲
器温度の調整によって補正される。
【０１７０】次に、外囲器温度の調整方法について説明
する。
【０１７１】まず、駆動電流ＩL を供給した状態で外囲
器温度ＴC を調整する。すなわち、演算器８１から温度
制御信号ＣＴＨ′を出力し、ＤＡ変換器５８でアナログ
量ＣＴＨに変換して温度制御器５２に入力する。
【０１７２】温度制御器５２は、電子冷却器５１に制御
電流ＩT を供給し、光スペクトルアナライザなどの波長
測定器により波長を測定しながら、所定の光スペクトル
λ0に一致するように外囲器温度を調整する。
【０１７３】このときの外囲器温度ＴC を温度検出器５
０で測定して演算器８１に記憶させるとともに、前記式
（１０）より比例定数Ｒを求める。但し、一定の光スペ
クトルλ0 に制御することから接合部温度も一定である
とみなせるので、式（１０）の右辺（ＴC ＋Ｒ×ＩL ）
＝Ｋは一定である。
【０１７４】したがって、次式（１１）から駆動電流と
外囲器温度の組み合わせに対する比例定数Ｒが決まる。
【０１７５】 Ｒ＝（Ｋ−ＴC ）／ＩL …（１１） この方法により、図２９に示すように、駆動電流に対す
る比例定数を電流制御範囲内の複数点（図の例ではのｎ
点）において求め、それぞれの駆動電流に対応する比例
定数を組み合わせデータ（ＩL1とＲ1 ，ＩL2とＲ2 ，Ｉ
L3とＲ3 ，…，ＩLnとＲn ）として演算器に記憶する。
【０１７６】例えば、駆動電流がＩL2の場合のように演
算器に記憶されている場合は、その電流に対応する比例
定数Ｒ2 を抽出し、Ｒ２に相当する温度制御信号ＣＴ
Ｈ′を出力して外囲器の温度を制御すれば所望の光スペ
クトルλ0 が得られる。
【０１７７】また、駆動電流が記憶データにない場合、
例えば図２９に示すようにＩL ＝ＩL0の場合は、駆動電
流領域がＩL2とＩL3の間にあることを識別し、その間の
比例定数もＲ2 −Ｒ3 間を直線的に変化するとみなし
て、次式（１２）による補間計算により比例定数Ｒ0 を
求める。
【０１７８】 Ｒ0 ＝Ｒ2 ＋( Ｒ3 −Ｒ2 ）×（ＩL0−ＩL2）／（ＩL3−ＩL2）…（１２） その結果、光出力制御の過程で駆動電流に対する比例定
数を抽出し、式（１１）よりＴC ＝Ｋ−Ｒ×ＩL を計算
して外囲器温度の目標値を求めて温度制御信号ＣＴＨ′
を出力する。
【０１７９】このようにして、駆動電流の全範囲に亘っ
て外囲器温度が最適値に調整されるので、常に光スペク
トルおよび受光量が一定の光が得られる。
【０１８０】次に、前記式（１０）によらない他の方法
について説明する。
【０１８１】この方法は予め、駆動電流と外囲器温度の
組み合わせに対する光スペクトルを測定しておき、これ
らのデータから補間法を用いて駆動電流に対する外囲器
温度を求めるものである。
【０１８２】まず、光スペクトルの目標値λ0 と受光量
を一定にするための駆動電流範囲ＩL1〜ＩLnを決める。
駆動電流範囲を複数の領域に分割し、それらの分割点に
おける駆動電流と外囲器温度との組み合わせに対する光
スペクトルを測定する。
【０１８３】図３０は、駆動電流ＩL1，ＩL2，ＩL3，
…，ＩLnと外囲器温度ＴC1，ＴC2，ＴC3との組み合わせ
に対する光スペクトルの測定結果λ11〜λ1n，λ21〜λ
2n，λ31〜λ3nを示したものである。
【０１８４】例えば、駆動電流ＩL1と外囲器温度ＴC1と
を組み合わせたときの光スペクトルをλ11、同様にＩLn
とＴC3との組み合わせによる光スペクトルをλ3nで表し
ている。
【０１８５】演算器は駆動電流と外囲器温度の組み合わ
せデータを入力としたとき、その組み合わせに対応する
光スペクトルデータを出力するテーブルを内蔵する。次
に、駆動電流ＩL0で光出力を制御しているときを例にし
て、光スペクトルを目標値λ0 に調整する方法を説明す
る。
【０１８６】駆動電流ＩL ＝ＩL0と光スペクトルλ＝λ
0 とから、その交点Ｐの外囲器温度はＴC1とＴC2の間に
あると判断され、演算器はテーブルから入力データＩL
2，ＩL3，ＴC1，ＴC2と出力データλ12，λ13，λ22，
λ23を抽出する。駆動電流ＩL0と直線ＴC1，ＴC2との交
点をそれぞれλ10，λ20とすると、式（１３），（１
４）が成り立つ。
【０１８７】 λ10＝λ12＋（λ13−λ12）×（ＩL0−ＩL2）／（ＩL3−ＩL2） …（１３） λ20＝λ22＋（λ23−λ22）×（ＩL0−ＩL2）／（ＩL3−ＩL2） …（１４） したがって、駆動電流ＩL0のもとで光スペクトルをλ0
とするための外囲器温度は ＴC0＝ＴC2＋（ＴC1−ＴC2）×（λ0 −λ20）／（λ10−λ20） …（１５） となる。
【０１８８】すなわち、演算器は式（１３），（１
４），（１５）の計算をし、外囲器温度ＴC0とするため
の温度制御信号ＣＴＨ′を出力する。
【０１８９】したがって、一定の受光量を得るために随
時変化する駆動電流を常時監視し、その都度外囲器温度
を制御して光スペクトルを修正するので、常に安定した
光スペクトルをもつ光出力が得られる。
【０１９０】以上の説明のようにして半導体レーザの駆
動電流と温度を制御することにより、安定した光スペク
トルが得られる。その結果、光変流器の検出感度の一要
素であるヴェルデ定数の変動を抑制することができ、高
精度な電流測定が可能となる。
【０１９１】＜第１０の実施の形態＞光源に使用する半
導体レーザの放射光が光ファイバを介して他の光学部品
と光結合するとき、光結合の対象となる光ファイバや光
学部品の入射端面部から光の反射が起こり、戻り光とな
って再び光ファイバを経由して半導体レーザの共振器に
帰ってくる。
【０１９２】すると、この戻り光によって発振モードが
変わるために、光出力がゆらぎ、雑音が発生するという
問題がある。この戻り光による雑音を低減するために、
光源と光ファイバとの間に光アイソレータを挿入し、戻
り光をアイソレータで遮断する方法が良く知られてい
る。しかしながら、この方法では、高価になること及び
小型化が困難であるという問題があった。
【０１９３】本実施の形態による光変流器は、光源に使
用する半導体レーザを高周波で変調して直流電流に重畳
することにより、戻り光による光源の光スペクトルの変
化と放射光強度の変化を抑制し、併せて光雑音を低減す
ることを可能とするものである。
【０１９４】図３１は、直流電流で駆動している半導体
１５に高周波電流を重畳して駆動する方法を説明する回
路ブロック図である。
【０１９５】同図において、６３は一定出力の電流を供
給する直流定電流源、６４は約２００〜６００ＭＨｚの
高周波電流を供給する交流定電流源、６５は交流結合用
コンデンサである。
【０１９６】直流定電流源６３より供給される直流電流
ＩDCと、高周波定電流源６４より供給される交流電流Ｉ
RFと重畳して半導体レーザを駆動する。
【０１９７】その結果、半導体レーザの放射光は単一縦
モードからマルチモード化され、光スペクトル幅を拡げ
てレーザ光の干渉性を落とし、戻り光による雑音を低減
させる。
【０１９８】したがって、本実施の形態によれば、光学
部品の追加を必要とせずに、高周波定電流源とコンデン
サを付加するだけで、戻り光による光のゆらぎと雑音の
低減が実現でき、Ｓ／Ｎ比の高い電流測定が可能とな
る。
【０１９９】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
測定電流により発生する磁界の影響をうけて変調された
受光量から導き出される電流計算式をマイクロコンピュ
ータにより忠実に実行するので、ハードウェア部分を最
小限にすることが可能となり、使用環境の変化等による
電子回路の特性変化に基づく誤差発生を抑えることがで
きる。
【０２００】また、光源の駆動電流と温度を関連させて
制御することにより光スペクトルの安定した出力が得ら
れ、測定誤差の要因を抑制できる。
【０２０１】さらに、各組ごとにマイクロコンピュータ
をもち個別に電流を計算するので、同一時刻における複
数相の電流値を順次直列伝送した場合でも、受信側で時
間を合致することができる。
【０２０２】さらに、光源部、受光部、マイクロコンピ
ュータの動作状態をステータス情報としてまとめ、ＣＲ
Ｃ符所とともに測定データに包含して送信するので、受
信側でもデータの信頼性を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のデジタル式光変流
器の構成を示すブロック図。
【図２】同第１の実施の形態のデジタル式光変流器のマ
イクロコンピュータの処理手順を示すフローチャート。
【図３】同第１の実施の形態のデジタル式光変流器のマ
イクロコンピュータの割り込み処理を示すフローチャー
ト。
【図４】同第１の実施の形態のデジタル式光変流器のマ
イクロコンピュータの割り込み処理を示すフローチャー
ト。
【図５】同第１の実施の形態のデジタル式光変流器の割
り込みタイミングを説明するタイムチャート。
【図６】本発明の第２の実施の形態のデジタル式光変流
器の構成を示すブロック図。
【図７】同２の実施の形態のデジタル式光変流器のマイ
クロコンピュータの処理手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の第３の実施の形態のデジタル式光変流
器の構成を示すブロック図。
【図９】同第３の実施の形態に係るデジタル式光変流器
のメインループに組み込まれるフローチャートを示す図
である。
【図１０】同第３の実施の形態のデジタル式光変流器の
動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】本発明の第４の実施の形態のデジタル式光変
流器の構成を示すブロック図。
【図１２】同第４の実施の形態のデジタル式光変流器の
フィルタのゲイン特性図。
【図１３】同第４の実施の形態のデジタル式光変流器の
第１のローパスフィルタ及び第２のローパスフィルタの
計算方法を説明するブロック図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る光変流器の
動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】同第５の実施の形態におけるデジタル式光変
流器に接続されるシフトレジスタを示す図である。
【図１６】同第５の実施の形態におけるデジタル式光変
流器の出力データのタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第６の実施の形態のデジタル式光変
流器の構成を示すブロック図。
【図１８】同の第６の実施の形態におけるデジタル式光
変流器の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１９】本発明の第７の実施の形態のデジタル式光変
流器の構成を示すブロック図。
【図２０】同第７の実施の形態におけるデジタル式光変
流器の動作を説明するためのフローチャート。
【図２１】同第７の実施の形態におけるデジタル式光変
流器の動作を説明するためのフローチャート。
【図２２】同第７の実施の形態におけるデジタル式光変
流器の動作を説明するためのフローチャート。
【図２３】同第７の実施の形態におけるデジタル式光変
流器から出力されるデータを示す図。
【図２４】本発明の第８の実施の形態のデジタル式光変
流器の構成を示すブロック図。
【図２５】同第８の実施の形態のデジタル式光変流器の
動作を説明するためのタイムチャート。
【図２６】本発明の第９の実施の形態における光変流器
の構成を示すブロック図である。
【図２７】同第９の実施の形態における光源の側面図。
【図２８】同第９の実施の形態における光源の正面図。
【図２９】同第９の実施の形態のデジタル式光変流器の
光源の波長スペクトルを安定化する第１の方法を説明す
るための図。
【図３０】同第９の実施の形態のデジタル式光変流器の
光源の波長スペクトルを安定化する第２の方法を説明す
るための図。
【図３１】本発明の第１０の実施の形態のデジタル式光
変流器の光源の駆動方法を説明するブロック構成図。
【図３２】従来の光変流器の構成を示すブロック図。。
【図３３】光変流器に使用する直線偏光波の偏波面方位
角を説明するベクトル図。
【符号の説明】
１…光変流器、 ２，４０〜４２，６２…シフトレジスタ、 １１，５８…ＤＡ変換器、 １２，１８，２３…比較回路、 １３…光出力制御器、 １５…半導体レーザ、 １６…モニタ用受光器、 １７…抵抗器、 ２１…パルスカウンタ、 ２２…クロック発生器、 ２４…プリセット値発生器、 ２５…保持回路、 ３１，４４…タイミング発生器、 ３２…光送信モジュール、 ４３…切換回路、 ５０…温度検出器、 ５１…電子冷却器、 ５２…温度制御器、 ５３…半導体レーザ外囲器、 ５４…断内材、 ５５…放熱器、 ７１…光源、 ７２…ファラデー効果材、 ７３…導体、 ７４…検光子、 ７５ａ，７５ｂ…受光器、 ７６ａ，７６ｂ…増幅器、 ７７ａ，７７ｂ…光電変換器、 ７８…演算器、 ７９ａ，７９ｂ…平均値検出器、 ８０ａ，８０ｂ…ＡＤ変換器、 ８１…演算器、 ８２…クロック発生器、 ８４ａ，８４ｂ，８５ａ，８５ｂ…ローパスフィルタ。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被測定電流を測定するための光を出射す
    る出射手段と、 前記出射手段から出射した光の２つの偏波面のなす第１
    の角度を前記被測定電流によって発生する磁界に応じた
    第２の角度に変化させるファラデー効果材と、 前記ファラデー効果材によって偏波面が第２の角度に変
    化させられた光を前記第１の角度方向に第１の偏向波及
    び第２の偏向波としてそれぞれ分光する分光手段と、 前記分光手段によって分光された第１の偏向波及び第２
    の偏向波に基づいて第１のデジタル受光量及び第２のデ
    ジタル受光量を検出する受光量検出手段と、 前記受光量検出手段によって検出された第１のデジタル
    受光量及び第２の受光量に基づいて第１の受光量平均値
    及び第２の受光量平均値を算出する受光量平均値算出手
    段と、 前記受光量検出手段によって検出された第１のデジタル
    受光量及び第２のデジタル受光量と、前記受光量平均値
    算出手段によって算出された第１の受光量平均値及び第
    ２の受光量平均値とに基づいて、前記被測定電流の電流
    値を算出する被測定電流算出手段とを具備することを特
    徴とする光変流器。
  2. 【請求項２】 前記被測定電流算出手段によって算出さ
    れた被測定電流の電流値の電流実効値の平均値を算出す
    る平均値算出手段と、 前記平均値算出手段によって算出された平均値に基づい
    て前記被測定電流の安定度を監視する第１の監視手段と
    をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の光変
    流器。
  3. 【請求項３】 前記被測定電流算出手段によって算出さ
    れた被測定電流の実効値の偏差を算出する偏差算出手段
    と、 前記偏差算出手段によって算出された被測定電流の実効
    値の偏差に基づいて前記被測定電流の安定度を監視する
    第２の監視手段とをさらに具備することを特徴とする請
    求項１記載の光変流器。
  4. 【請求項４】 前記受光量平均値算出手段によって算出
    された第１の受光量平均値と受光量の目標である目標受
    光量平均値との偏差を制御信号として出力する制御信号
    出力手段と、 前記制御信号出力手段から出力された制御信号に基づい
    て、第１の受光量平均値が前記目標受光量平均値となる
    ように前記出射手段を制御する制御手段とをさらに具備
    することを特徴とする請求項１記載の光変流器。
  5. 【請求項５】 前記受光量平均値算出手段によって算出
    された第１の受光量平均値及び第２の受光量平均値の少
    なくとも１つが所定の受光量平均値以下であるか否かを
    判定する判定手段と、 前記判定手段によって前記第１の受光量平均値及び第２
    の受光量平均値の少なくとも１つが所定の受光量平均値
    以下であると判定された場合に受光量が異常であること
    を報知する報知手段とをさらに具備することを特徴とす
    る請求項１記載の光変流器。
  6. 【請求項６】 前記被測定電流算出手段によって前記被
    測定電流の電流値が所定時間算出されないことを検出す
    る異常検出手段をさらに具備することを特徴とする請求
    項１記載の光変流器。
  7. 【請求項７】 前記受光量検出手段は、 前記分光手段によって分光された第１の偏向波及び第２
    の偏向波をそれぞれの受光量を示す第１のアナログ信号
    及び第２のアナログ信号にそれぞれ変換する第１の変換
    手段と、 前記第１の変換手段によって変換された第１のアナログ
    信号及び第２のアナログ信号のうち折り返し誤差を防止
    するために所定の周波数成分を遮断する第１のフィルタ
    と、 前記第１のフィルタによって所定の周波数成分が遮断さ
    れた第１のアナログ信号及び第２のアナログ信号を前記
    第１の偏向波の受光量を示す第１のデジタル信号及び前
    記第２の偏向波の受光量を示す第２のデジタル信号に変
    換する第２の変換手段とを具備することを特徴とする請
    求項１記載の光変流器。
  8. 【請求項８】 前記被測定電流算出手段によって算出さ
    れる電流値を受信する受信器のサンプリング周波数に応
    じて前記第１のデジタル信号及び前記第２のデジタル信
    号の所定の周波数成分を遮断する第２のフィルタとをさ
    らに具備することを特徴とする請求項７記載の光変流
    器。
  9. 【請求項９】 前記被測定電流算出手段によって算出さ
    れた電流値を示す電流データにデジタル処理により遅れ
    た時間を示す遅延時間データを付加する遅延時間データ
    付加手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記
    載の光変流器。
  10. 【請求項１０】 被測定電流を測定するための光を出射
    する第１の出射手段と、 前記第１の出射手段から出射した光の２つの偏波面のな
    す第１の角度を前記被測定電流によって発生する磁界に
    応じた第２の角度に変化させる第１のファラデー効果材
    と、 前記第１のファラデー効果材によって偏波面が第２の角
    度に変化させられた光を前記第１の角度方向に第１の偏
    向波及び第２の偏向波としてそれぞれ分光する第１の分
    光手段と、 前記第１の分光手段によって分光された第１の偏向波及
    び第２の偏向波に基づいて第１のデジタル受光量及び第
    ２のデジタル受光量を検出する第１の受光量検出手段
    と、 前記第１の受光量検出手段によって検出された第１のデ
    ジタル受光量及び第２の受光量に基づいて第１の受光量
    平均値及び第２の受光量平均値を算出する第１の受光量
    平均値算出手段と、 前記第１の受光量検出手段によって検出された第１のデ
    ジタル受光量及び第２のデジタル受光量と、前記第１の
    受光量平均値算出手段によって算出された第１の受光量
    平均値及び第２の受光量平均値とに基づいて、前記被測
    定電流の電流値を算出する第１の被測定電流算出手段と
    被測定電流を測定するための光を出射する第２の出射手
    段と、 前記第２の出射手段から出射した光の２つの偏波面のな
    す第３の角度を前記被測定電流によって発生する磁界に
    応じた第４の角度に変化させる第２のファラデー効果材
    と、 前記第２のファラデー効果材によって偏波面が第４の角
    度に変化させられた光を前記第３の角度方向に第３の偏
    向波及び第４の偏向波としてそれぞれ分光する第２の分
    光手段と、 前記第２の分光手段によって分光された第３の偏向波及
    び第４の偏向波に基づいて第３のデジタル受光量及び第
    ４のデジタル受光量を検出する第２の受光量検出手段
    と、 前記第２の受光量検出手段によって検出された第３のデ
    ジタル受光量及び第４の受光量に基づいて第３の受光量
    平均値及び第４の受光量平均値を算出する第２の受光量
    平均値算出手段と、 前記第２の受光量検出手段によって検出された第３のデ
    ジタル受光量及び第４のデジタル受光量と、前記第２の
    受光量平均値算出手段によって算出された第３の受光量
    平均値及び第４の受光量平均値とに基づいて、前記被測
    定電流の電流値を算出する第２の被測定電流算出手段と
    前記第１の被測定電流算出手段によって算出された前記
    被測定電流の電流値を示す電流データと前記第２の被測
    定電流算出手段によって算出された前記被測定電流の電
    流値を示す電流データとをシリアルデータに変換する変
    換手段とを具備することを特徴とする光変流器。
  11. 【請求項１１】 前記出射手段から出射される光の強度
    に基づいて前記出射手段の状態を監視する監視手段と、 前記監視手段によって監視された前記出射手段の状態を
    示す第１のステータス情報を前記被測定電流算出手段に
    よって算出された電流値を示す電流データに付加する付
    加手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１記
    載の光変流器。
  12. 【請求項１２】 前記第１のデジタル受光量及び第２の
    受光量と前記第１の受光量平均値及び第２の受光量平均
    値とに基づいて前記受光量検出手段の状態を監視する監
    視手段と、 前記監視手段によって監視された前記受光量検出手段の
    状態を示す第２のステータス情報を前記電流データに付
    加する付加手段とをさらに具備することを特徴とする請
    求項１記載の光変流器。
  13. 【請求項１３】 前記被測定電流算出手段によって算出
    された被測定電流の電流値が所定の電流値以上であるか
    否かを監視する監視手段と、 前記監視手段によって前記被測定電流が所定の電流値以
    下であると判定された場合に運転状態が正常であること
    を示す第３のステータス情報を前記電流データに付加す
    る付加手段とをさらに具備することを特徴とする請求項
    １記載の光変流器。
  14. 【請求項１４】 前記被測定電流算出手段によって算出
    された電流値を示す電流データにデータの誤りを検出す
    るためのＣＲＣ符号を付加するＣＲＣ符号付加手段をさ
    らに具備することを特徴とする請求項１記載の光変流
    器。
  15. 【請求項１５】 前記出射手段から出力される光のスペ
    クトルを一定にする光スペクトル固定手段をさらに具備
    することを特徴とする請求項１記載の光変流器。
  16. 【請求項１６】 前記出射手段は、 直流電流を供給する直流電流供給手段と、 前記直流電流供給手段によって供給される直流電流に重
    畳する交流電流を供給する交流電流供給手段と、 前記交流電流供給手段によって交流電流が重畳された直
    流電流に基づいてレーザ光を出射する半導体とを具備す
    ることを特徴とする請求項１記載の光変流器。
  17. 【請求項１７】 直流電流を供給する直流電流供給手段
    と、 前記直流電流供給手段によって供給される直流電流に重
    畳する交流電流を供給する交流電流供給手段と、 前記交流電流供給手段によって交流電流が重畳された直
    流電流に基づいてレーザ光を出射する半導体と、 前記半導体から出射したレーザ光に基づいて被測定電流
    の電流値を算出する算出手段とを具備することを特徴と
    する光変流器。
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