JPS5834367A - 光応用測定器 - Google Patents
光応用測定器Info
- Publication number
- JPS5834367A JPS5834367A JP56133077A JP13307781A JPS5834367A JP S5834367 A JPS5834367 A JP S5834367A JP 56133077 A JP56133077 A JP 56133077A JP 13307781 A JP13307781 A JP 13307781A JP S5834367 A JPS5834367 A JP S5834367A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- circuit
- output
- light source
- optical
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被測定信号によって光が強度変調を受けるセ
／すを用いた光応用測定器に関し、低雑音、高安定化さ
れたこの種の光応用測定器を提供することを目的とした
ものである。以下、センサとして磁界の強さに応じて光
が強度変調を受けるファラデー素子を用いた光応用６１
１１定器、即ち光ガウスメータについて説明する。
／すを用いた光応用測定器に関し、低雑音、高安定化さ
れたこの種の光応用測定器を提供することを目的とした
ものである。以下、センサとして磁界の強さに応じて光
が強度変調を受けるファラデー素子を用いた光応用６１
１１定器、即ち光ガウスメータについて説明する。
セ／すにファラデー素子を用いた光ガウスメータの一例
を第１・図に示す。第１図において、１０はセンサとし
て用いられるファラデー素子、１１．１２はそれぞれ偏
光板、２０は光源で、ガスレーザ管が用いられている。
を第１・図に示す。第１図において、１０はセンサとし
て用いられるファラデー素子、１１．１２はそれぞれ偏
光板、２０は光源で、ガスレーザ管が用いられている。
３０はセ／す１０の出力側に配置された受光素子で、増
幅器４０を介して出力端子４１に接続されている。この
ような光ガウスメータは公知であるが、 イ、光源２０としてガスレーザ管が用いられているが、
ガスレーザ策は光強度変調ノイズが多く、しかも光強度
安定度が悪い。
幅器４０を介して出力端子４１に接続されている。この
ような光ガウスメータは公知であるが、 イ、光源２０としてガスレーザ管が用いられているが、
ガスレーザ策は光強度変調ノイズが多く、しかも光強度
安定度が悪い。
口、レーザ管２０から受光素子３０までの光損失、光電
気変換効率は通常電気回路はど安定ではない０ハ、セ／
すであるファラデー素子１０は光強度変調器である為、
レーザ光源２０から受光素子３０までの途中の損失変動
（その間が光ファイバで結合されていると亀は途中でフ
ァイバが曲がるなど）が信号と重なった動きとなる。
気変換効率は通常電気回路はど安定ではない０ハ、セ／
すであるファラデー素子１０は光強度変調器である為、
レーザ光源２０から受光素子３０までの途中の損失変動
（その間が光ファイバで結合されていると亀は途中でフ
ァイバが曲がるなど）が信号と重なった動きとなる。
等の原因により、低雑音、高安定の光ガウスメータを得
ることは困難であった。本発明は上記のような欠点を克
服して、低雑音、高安定の光ガウスメータを簡単な構成
によって采現したものである。
ることは困難であった。本発明は上記のような欠点を克
服して、低雑音、高安定の光ガウスメータを簡単な構成
によって采現したものである。
第２図は本発明の光ガウスメータの一実施例のブロック
図である。第２図において、１０はセンサ、２０は発光
ダイオード（ＬＥＤ）よりなる光かλ、３０は受光素子
、４０は前置増幅器、５０は比較電圧をＶ、。、とする
比較回路、６０は積分回路、７０はＴ、ＦＤ ２０の駆
動回路、８０は帯域増幅回路、９０は整流回路、１００
は指示針を示すものである。センサ１０にはファラデー
素子が用いられている。このファラデー素子は第３図に
示す如くローテータセル１１の対向面に反射膜１２．１
３を形成したもので、ファイバ１４を通して与えられる
第２図で示したＬＥＤ ２０からの光を偏光板１５で直
線偏光させたのち、プリズム１６を介してセル内に入射
させると、その光は反射膜１２．１３によって反射され
、セル１１内を多重に折返して行進する。ここで、矢印
方向に磁界Ｍをセル１１に加えると、セル内を行進する
光り光の進行方向に対して磁界Ｍの強さに比例して偏波
面が回転する。偏波面の回転の要調を受けた光はプリズ
ム１７を介して検光子１８に加えられてその回転角に応
じた透過率で透過する。即ち、光は磁界！Ｉ（にょって
輝度変調される。その検出光は光ファイバ１９を通して
第２図に示す受光素子３０に加えられて電気信号に変換
される。このような多１６折シし方式のファラデー素子
１０はｉＵ４１μ度かつｌＪＳ形の素子で、光学的に磁
界Ｍの強さを検出することができることを特徴としたも
ので、高効率）・ｒラブ−素子として既に公知のもので
ある。
図である。第２図において、１０はセンサ、２０は発光
ダイオード（ＬＥＤ）よりなる光かλ、３０は受光素子
、４０は前置増幅器、５０は比較電圧をＶ、。、とする
比較回路、６０は積分回路、７０はＴ、ＦＤ ２０の駆
動回路、８０は帯域増幅回路、９０は整流回路、１００
は指示針を示すものである。センサ１０にはファラデー
素子が用いられている。このファラデー素子は第３図に
示す如くローテータセル１１の対向面に反射膜１２．１
３を形成したもので、ファイバ１４を通して与えられる
第２図で示したＬＥＤ ２０からの光を偏光板１５で直
線偏光させたのち、プリズム１６を介してセル内に入射
させると、その光は反射膜１２．１３によって反射され
、セル１１内を多重に折返して行進する。ここで、矢印
方向に磁界Ｍをセル１１に加えると、セル内を行進する
光り光の進行方向に対して磁界Ｍの強さに比例して偏波
面が回転する。偏波面の回転の要調を受けた光はプリズ
ム１７を介して検光子１８に加えられてその回転角に応
じた透過率で透過する。即ち、光は磁界！Ｉ（にょって
輝度変調される。その検出光は光ファイバ１９を通して
第２図に示す受光素子３０に加えられて電気信号に変換
される。このような多１６折シし方式のファラデー素子
１０はｉＵ４１μ度かつｌＪＳ形の素子で、光学的に磁
界Ｍの強さを検出することができることを特徴としたも
ので、高効率）・ｒラブ−素子として既に公知のもので
ある。
第２図に戻り、受光素子３０の出力は前置増幅回路４０
に加えられて増幅されたのち、その平均値である直流分
は比し電圧Ｖｒｅｆと比較回路５０で比較され、その差
の出力は積分回路６０で積分されたのち、ｒ、ＥＤＪ’
ＪＫ Ｂ回路７０に加えられ、これによυ光源２ｏの強
度変調に帰還がかけられる１、一方、前置増幅回路４０
が出力するセンサ１０の光変調信号は帯域増幅回路８０
で増幅されたのち、整流回路９０で整流されて出力電圧
ｖＯとして例えば指示計１００に与えられて指示される
。
に加えられて増幅されたのち、その平均値である直流分
は比し電圧Ｖｒｅｆと比較回路５０で比較され、その差
の出力は積分回路６０で積分されたのち、ｒ、ＥＤＪ’
ＪＫ Ｂ回路７０に加えられ、これによυ光源２ｏの強
度変調に帰還がかけられる１、一方、前置増幅回路４０
が出力するセンサ１０の光変調信号は帯域増幅回路８０
で増幅されたのち、整流回路９０で整流されて出力電圧
ｖＯとして例えば指示計１００に与えられて指示される
。
ここで、Ｇ：前置増幅回路４０の利得
Ｔ（（Ｊ）：積分回路ＳＯ（ω ：周波数）（３）
Ｋ ： ＬＥＤ２０ノ［ｆｉｌｌ 回路７０１Ｆ）
利（４ＪＭ ｓｉｎωＯｔ：センサ１０の検出信号とす
ると、第２図の回路は第４図の如く書き表すことができ
る。第４図から明らかな如く、本発明の光ガウスメータ
においては、センサ１０の入力信号は１つの閉ループを
組んでいることになり、出力Ｖｏはその途中から取り出
すようになっている〇この出力ｖＯは、Ｍ−０（信号−
０５のときとなる。（１）式において、Ｔ（ｏ）→ωで
あることから、ｖＯｏｖｒｅｆ となり、Ｍ−０における出力電圧Ｖｏ社一定値となる。
利（４ＪＭ ｓｉｎωＯｔ：センサ１０の検出信号とす
ると、第２図の回路は第４図の如く書き表すことができ
る。第４図から明らかな如く、本発明の光ガウスメータ
においては、センサ１０の入力信号は１つの閉ループを
組んでいることになり、出力Ｖｏはその途中から取り出
すようになっている〇この出力ｖＯは、Ｍ−０（信号−
０５のときとなる。（１）式において、Ｔ（ｏ）→ωで
あることから、ｖＯｏｖｒｅｆ となり、Ｍ−０における出力電圧Ｖｏ社一定値となる。
Ｍ〜０のとき、出力電圧Ｖｏ（ｔ）は（ｔは時間）（２
）式の解のＩＴ（ωｏ）ＫＧＩ−１となる／ＩＩＱをコ
ーナ周波数■とすると、センサ１０の検出信号Ｍ ｓｉ
ｎωｏｔによる（ ４ ） 出力電圧Ｖｏ（ｔ）の周波数特性は第５図の如くなる。
）式の解のＩＴ（ωｏ）ＫＧＩ−１となる／ＩＩＱをコ
ーナ周波数■とすると、センサ１０の検出信号Ｍ ｓｉ
ｎωｏｔによる（ ４ ） 出力電圧Ｖｏ（ｔ）の周波数特性は第５図の如くなる。
第５図から明らかな如く、第２図回路の周波数特性は０
３以上でほぼ平坦となり、（ＩＩＱ以下で一次の減衰と
なる。また、平坦部ではＩＴ（ωｏ）ＫＧｌ＜１である
ことから、（２）式は Ｖｏ（ｔ）＝Ｖｒｏｆ（１＋Ｍｓｉｎωｔ）
（３）となる。
３以上でほぼ平坦となり、（ＩＩＱ以下で一次の減衰と
なる。また、平坦部ではＩＴ（ωｏ）ＫＧｌ＜１である
ことから、（２）式は Ｖｏ（ｔ）＝Ｖｒｏｆ（１＋Ｍｓｉｎωｔ）
（３）となる。
第（３）式から明らか々ように、Ｍ〜０における出力電
圧Ｖｏ（ｔ）は基準電圧ｖｒｅｆとセンサ１ｏの変調度
Ｍ ｓｉｎωｔのみに依存し、Ｇ、に、Ｔ（ω）には依
存しない値となる。
圧Ｖｏ（ｔ）は基準電圧ｖｒｅｆとセンサ１ｏの変調度
Ｍ ｓｉｎωｔのみに依存し、Ｇ、に、Ｔ（ω）には依
存しない値となる。
ファラデー素子を用いた光センサ１０では発光素子２０
の効率の安定度＜Ｋｉおよび受光素子３ｏの効率の安定
度（Ｇ）は一般に悪い。また、発光素子２０．セ／す１
０．受光素子３０間の光径路での損失変動（等測的にＧ
、 Ｋの変動又は周波数成分の異なるＭ ｓｉｎω１ｔ
：は大きい。このような問題に対して、本発明の装置に
おいてはに、 Ｇの長期安定度は信号利得に影誓せず、
光径路での損失変動は注目する信号の周波数ω□（例え
Ｉｄ ５０．６０ｃ／ｓ）の成分より低いことから、フ
ィルタリングできることになる。その結果、本発明によ
れば低雑音、高安定な光ガウスメータを得ることができ
る。
の効率の安定度＜Ｋｉおよび受光素子３ｏの効率の安定
度（Ｇ）は一般に悪い。また、発光素子２０．セ／す１
０．受光素子３０間の光径路での損失変動（等測的にＧ
、 Ｋの変動又は周波数成分の異なるＭ ｓｉｎω１ｔ
：は大きい。このような問題に対して、本発明の装置に
おいてはに、 Ｇの長期安定度は信号利得に影誓せず、
光径路での損失変動は注目する信号の周波数ω□（例え
Ｉｄ ５０．６０ｃ／ｓ）の成分より低いことから、フ
ィルタリングできることになる。その結果、本発明によ
れば低雑音、高安定な光ガウスメータを得ることができ
る。
なお、上述ではセンサにファラデー素子を用いた場合に
ついて説明したがセンサはファラデー素子に限るもので
はなく、例えば電圧によって光が強度変調を受けるボッ
ケル・セルを用いるようにすれば、光フアイバ電圧計を
構成することができる０なお１又＼実施例ではＴ（ω）
として積分回路６０を用いた場合を例示して説明したが
、その周波藪特性がよシ急峻のものを用いることにより
、第４図に示す周波数特性の平坦部分を広けることが可
能となる。また、光源２０としてＬＥＤを用いた場合に
ついて説明したが、レーザダイオード等光強度変調のか
けられる素子であれはよい。
ついて説明したがセンサはファラデー素子に限るもので
はなく、例えば電圧によって光が強度変調を受けるボッ
ケル・セルを用いるようにすれば、光フアイバ電圧計を
構成することができる０なお１又＼実施例ではＴ（ω）
として積分回路６０を用いた場合を例示して説明したが
、その周波藪特性がよシ急峻のものを用いることにより
、第４図に示す周波数特性の平坦部分を広けることが可
能となる。また、光源２０としてＬＥＤを用いた場合に
ついて説明したが、レーザダイオード等光強度変調のか
けられる素子であれはよい。
以上説明した如く、本発明によれば低り１（音で、高安
定化された光ガウスメータを簡単な構成によって得るこ
とができる。
定化された光ガウスメータを簡単な構成によって得るこ
とができる。
第１図は従来の光ガウスメータの要部のブロック図、第
２図は本発明に係る光ガウスメータの一実施例のブロッ
ク図、第３図は第２図の装置に用いられる高効率ファラ
デー素子の構成図、第４図１寸第２図装置の等価回路図
、第５図は第４図の周波特性を示す図である。 １０・・・ファラデー素子、２０・・・光源、３０・・
・受光素子、４０・・・前置増幅回路、５０・・・比較
回路、６０・・・積分回路、７０・・・駆動回路。
２図は本発明に係る光ガウスメータの一実施例のブロッ
ク図、第３図は第２図の装置に用いられる高効率ファラ
デー素子の構成図、第４図１寸第２図装置の等価回路図
、第５図は第４図の周波特性を示す図である。 １０・・・ファラデー素子、２０・・・光源、３０・・
・受光素子、４０・・・前置増幅回路、５０・・・比較
回路、６０・・・積分回路、７０・・・駆動回路。
Claims (1)
- 光強度変調のかけられる素子より々る光源、被測定信号
によって光が強度変調を受けるセンサ、該センサからの
光強度信号の平均値と基準値を比較しその値が等しくな
るように前記光源の光強度に帰還をかける手段を具備し
、前記センサでの光変調度に応じた信号を出力信号とし
て取り出すようにした光応用測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56133077A JPS5834367A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 光応用測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56133077A JPS5834367A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 光応用測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5834367A true JPS5834367A (ja) | 1983-02-28 |
Family
ID=15096300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56133077A Pending JPS5834367A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | 光応用測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834367A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608756A (ja) * | 1983-06-07 | 1985-01-17 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 電子制御回路 |
| JPS62254060A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-11-05 | Yokogawa Electric Corp | 光計測装置 |
| JPH0649549U (ja) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 建設機械におけるベースフレーム構造 |
| EP1276228A2 (de) * | 2001-07-09 | 2003-01-15 | Pwb-Ruhlatec Industrieprodukte GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Signalstabilisierung |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP56133077A patent/JPS5834367A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608756A (ja) * | 1983-06-07 | 1985-01-17 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 電子制御回路 |
| JPS62254060A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-11-05 | Yokogawa Electric Corp | 光計測装置 |
| JPH0531111B2 (ja) * | 1986-03-10 | 1993-05-11 | Yokogawa Electric Corp | |
| JPH0649549U (ja) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 建設機械におけるベースフレーム構造 |
| EP1276228A2 (de) * | 2001-07-09 | 2003-01-15 | Pwb-Ruhlatec Industrieprodukte GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Signalstabilisierung |
| KR20030007051A (ko) * | 2001-07-09 | 2003-01-23 | 페베베-루라텍 인두스트리프로둑테 게엠베하 | 신호를 안정화시키기 위한 방법 및 장치 |
| EP1276228A3 (de) * | 2001-07-09 | 2005-06-22 | Pwb-Ruhlatec Industrieprodukte GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Signalstabilisierung |
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