JPS61260174A - 光応用測定装置 - Google Patents
光応用測定装置Info
- Publication number
- JPS61260174A JPS61260174A JP60104335A JP10433585A JPS61260174A JP S61260174 A JPS61260174 A JP S61260174A JP 60104335 A JP60104335 A JP 60104335A JP 10433585 A JP10433585 A JP 10433585A JP S61260174 A JPS61260174 A JP S61260174A
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- JP
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- signal
- optical
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- frequency
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- Pending
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- Radiation Pyrometers (AREA)
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は例えば電界や磁界などの被測定量により、光
学特性が変化し、光強度変化することにより、被測定量
を光学的に検出する光応用測定装置に関するものである
。
学特性が変化し、光強度変化することにより、被測定量
を光学的に検出する光応用測定装置に関するものである
。
[従来の技術]
第3図は従来の光応用測定装置の構成図で、例として7
アラデー効果を利用した磁界測定装置を示し念ものであ
る。図において(1)は光送信機、(2)は光ファイバ
、(3)はレンズ、(4)は偏光子、(5)は7アラデ
ー素子、(6)は検光子、(7)はレンズ、(8)は光
ファイバ、(9)は光受信機、(10)は増幅器、(1
1)は積分器、(12)はカンプリングコンデンサ、(
13)l’′i増幅器、(14)は割算器である。
アラデー効果を利用した磁界測定装置を示し念ものであ
る。図において(1)は光送信機、(2)は光ファイバ
、(3)はレンズ、(4)は偏光子、(5)は7アラデ
ー素子、(6)は検光子、(7)はレンズ、(8)は光
ファイバ、(9)は光受信機、(10)は増幅器、(1
1)は積分器、(12)はカンプリングコンデンサ、(
13)l’′i増幅器、(14)は割算器である。
次に動作について説明する。光送信機(1)から出た光
は光7アイパ(2)を通り、レンズ(3)で平行ビーム
となり偏光子(4)に入射する。偏光子(4)で直線偏
光になり、7アラデー素子(5)に入るが、光の進行方
向と平行方向の磁界があると、この磁界により、上記直
線偏光の偏光面が7アラデー効果により回転する。従っ
て検光子(6)である角度の偏光面の光を透過するよう
に設定しておくと(一般的には直線性が最も良くなるよ
うに上記偏光子(4)と検光子(6)とはその偏光面が
45°の角度となすように配置される)磁界により光が
強度変調される。この光をレンズ(7)で集光し、光7
アイパ(8)に入り、光受信機(9)で光電変換された
後、必要な電圧に増幅器(10)で増幅後、一方は変調
成分を平均化するため、積分器(11)に入れ、他方は
変調成分だけt増幅するため、カップリングコンデンサ
(12)で交流分だけを通し、増幅器(13)で増幅す
る。これら両者の出力と割算器(14)で割算する。こ
の割算6理することにより、光伝送路(例えば光ファイ
バ(2) (8)自体や、レンズ(3) (7)との結
合部分)、光送信機(1〕でのロス夏化や光パワー変化
による誤差を補償している。これは光センサ部(15)
(レンズ(3)、!光子(4)、7アラデー素子(5
)、検光子(6)%レンズ(力で構成される)での磁界
による光強度変調の度合は不変であるため、光送信機(
1)の光パワーが小さくなったり、光伝送路でのロスが
大きくなったりしても、平均受光パワー(変調成分を取
除いた分、即ち積分器(11〕の出力に相当する)も小
さくなり、割算する結果、常に一定の出力が得られるわ
けである。
は光7アイパ(2)を通り、レンズ(3)で平行ビーム
となり偏光子(4)に入射する。偏光子(4)で直線偏
光になり、7アラデー素子(5)に入るが、光の進行方
向と平行方向の磁界があると、この磁界により、上記直
線偏光の偏光面が7アラデー効果により回転する。従っ
て検光子(6)である角度の偏光面の光を透過するよう
に設定しておくと(一般的には直線性が最も良くなるよ
うに上記偏光子(4)と検光子(6)とはその偏光面が
45°の角度となすように配置される)磁界により光が
強度変調される。この光をレンズ(7)で集光し、光7
アイパ(8)に入り、光受信機(9)で光電変換された
後、必要な電圧に増幅器(10)で増幅後、一方は変調
成分を平均化するため、積分器(11)に入れ、他方は
変調成分だけt増幅するため、カップリングコンデンサ
(12)で交流分だけを通し、増幅器(13)で増幅す
る。これら両者の出力と割算器(14)で割算する。こ
の割算6理することにより、光伝送路(例えば光ファイ
バ(2) (8)自体や、レンズ(3) (7)との結
合部分)、光送信機(1〕でのロス夏化や光パワー変化
による誤差を補償している。これは光センサ部(15)
(レンズ(3)、!光子(4)、7アラデー素子(5
)、検光子(6)%レンズ(力で構成される)での磁界
による光強度変調の度合は不変であるため、光送信機(
1)の光パワーが小さくなったり、光伝送路でのロスが
大きくなったりしても、平均受光パワー(変調成分を取
除いた分、即ち積分器(11〕の出力に相当する)も小
さくなり、割算する結果、常に一定の出力が得られるわ
けである。
[発明が解決しようとする問題点]
従来の光応用測定装[1は以上のように構成されている
ので、割算器(14)の帯域特性に限界があり、高同波
の測定が困難であった。
ので、割算器(14)の帯域特性に限界があり、高同波
の測定が困難であった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、割算器の帯域特性に影響されることなく高同
波まで測定できる光応用測定装置を提供するものである
。
たもので、割算器の帯域特性に影響されることなく高同
波まで測定できる光応用測定装置を提供するものである
。
この発明に係る光応用測定装置は、光受信機の出力信号
を周波数の信号に変換する第1の変換器と、上記光受信
機の出力信号の平均値と検出してその平均値に対応する
周波数の信St出力する平均周波数出力手段と、上記第
1の変換器と上記平均周波数出力手段との出力信号をミ
キシングしそのピート周波数の信号を電圧の信号に変換
する第2の変換器とを備えたものである。
を周波数の信号に変換する第1の変換器と、上記光受信
機の出力信号の平均値と検出してその平均値に対応する
周波数の信St出力する平均周波数出力手段と、上記第
1の変換器と上記平均周波数出力手段との出力信号をミ
キシングしそのピート周波数の信号を電圧の信号に変換
する第2の変換器とを備えたものである。
この発明においては、第1の変換器により光受信機の出
力信号が周波数の信号に変換され、平均周波数出力手段
により光受信機の出力信号の平均値に対応する周波数の
信号が出力され、%2の変換器により上記両信号がミキ
シングされそのビート周波数の信号が電圧の信号に変換
される。
力信号が周波数の信号に変換され、平均周波数出力手段
により光受信機の出力信号の平均値に対応する周波数の
信号が出力され、%2の変換器により上記両信号がミキ
シングされそのビート周波数の信号が電圧の信号に変換
される。
第1図はこの発明の一実施例における磁界測定装置の構
成図である。図において、第3図と同一符号のものは従
来装置と同一のものである。(16)・は光受信機(9
)の出力信号を周波数の信号に変換する第1の変換器と
してのwJlのV/F変換器、(17)は積分器(11
)の出力信号を周波数の信号に変換する変換器で、積分
器(11)及び変換器(17)により平均周波数出力手
段(1g) 7に構成する。(19)はミキサー、(2
0) tri r/v変換器で、ミキサー(19)及び
F’/V変換器(20)により第2の変換器(21)を
構成する。
成図である。図において、第3図と同一符号のものは従
来装置と同一のものである。(16)・は光受信機(9
)の出力信号を周波数の信号に変換する第1の変換器と
してのwJlのV/F変換器、(17)は積分器(11
)の出力信号を周波数の信号に変換する変換器で、積分
器(11)及び変換器(17)により平均周波数出力手
段(1g) 7に構成する。(19)はミキサー、(2
0) tri r/v変換器で、ミキサー(19)及び
F’/V変換器(20)により第2の変換器(21)を
構成する。
次に動作について説明する。光送信機(1)から、積分
器(11)に至る動作は従来と同一なので、ここでは説
明と省略する。増幅器(10)の出力と第1のい変換器
(16)で周波数の信号に変換する。この信号は光セン
サ部(15) (レンズ(3)、偏光子(4)、7アラ
デー素子(5)、検光子(6)、レンズ(7)で構成さ
れる)で変調されないときの光パワーに相当する電圧と
、光センサ部(15)で変調されたときの光パワーに相
当する電圧との合成電圧を周波数の信号に変換したもの
である。また、積分器(11)の出力を変換器(17)
で周波数の信号に変換するが、この信号は光センサ部(
15)で変調されないときの光パワーに相当するもので
、これら両者の信号をミキサ(19)に入れることによ
りそのビート信号、即ち光センサ部(15)で変調され
たときの光パワーに相当する同e数信号が得られる。従
って光送信機(1)の光パワー変動、光伝送路でのロス
変動があってもそのビート信8は一定となり、この出力
tF/v変換器(20)で電圧の信号に変換することで
正確な値が測定できる。
器(11)に至る動作は従来と同一なので、ここでは説
明と省略する。増幅器(10)の出力と第1のい変換器
(16)で周波数の信号に変換する。この信号は光セン
サ部(15) (レンズ(3)、偏光子(4)、7アラ
デー素子(5)、検光子(6)、レンズ(7)で構成さ
れる)で変調されないときの光パワーに相当する電圧と
、光センサ部(15)で変調されたときの光パワーに相
当する電圧との合成電圧を周波数の信号に変換したもの
である。また、積分器(11)の出力を変換器(17)
で周波数の信号に変換するが、この信号は光センサ部(
15)で変調されないときの光パワーに相当するもので
、これら両者の信号をミキサ(19)に入れることによ
りそのビート信号、即ち光センサ部(15)で変調され
たときの光パワーに相当する同e数信号が得られる。従
って光送信機(1)の光パワー変動、光伝送路でのロス
変動があってもそのビート信8は一定となり、この出力
tF/v変換器(20)で電圧の信号に変換することで
正確な値が測定できる。
第2図はこの発明の他の実施例における磁界測定装置の
構成図である。第1図の実施例では、平均周波数出力手
段(18)は積分器(11)と変換器(17)とンこよ
り構成していたが、ここでは第1のvA−変換器(16
)の出力信号を測定現象に対して十分長いサンプリング
同期でカウンタするカウンタ(22)とそのカウンタ(
22)の出力信号に比例した周波数の信号を出力する発
振器(23)とにより構成している。
構成図である。第1図の実施例では、平均周波数出力手
段(18)は積分器(11)と変換器(17)とンこよ
り構成していたが、ここでは第1のvA−変換器(16
)の出力信号を測定現象に対して十分長いサンプリング
同期でカウンタするカウンタ(22)とそのカウンタ(
22)の出力信号に比例した周波数の信号を出力する発
振器(23)とにより構成している。
このようにしても、カウンタu2) I/i実質的に光
受信機(9)の出力信号の平均値を検出することになる
ので、第1図の実施例の場合と同様、第2の変換器(2
1)から被測定量の正確な値が得られる。
受信機(9)の出力信号の平均値を検出することになる
ので、第1図の実施例の場合と同様、第2の変換器(2
1)から被測定量の正確な値が得られる。
なお、上記各実施例でf17アラデー効果を利用した磁
界測定の例であるが、この発明はボッグルス効果?利用
した電界、電圧測定、また光弾性効果を利用した加速度
測定その他被測定量により光強度がf調されるものにつ
いても同様に適用することができ同様の効果を奏する。
界測定の例であるが、この発明はボッグルス効果?利用
した電界、電圧測定、また光弾性効果を利用した加速度
測定その他被測定量により光強度がf調されるものにつ
いても同様に適用することができ同様の効果を奏する。
以上のように、この発明は光受信機の出力信号と周波数
に変換した信号と、上記光受信機の出力信号の平均値に
対応する周波数に変換した信号ととミキシングしてその
ビート周波数の信号から被測定itt求める構成とした
ので、割算器が不要となりその帯域特性に#/’!され
ることなく高同波域まで正確に測定することができる。
に変換した信号と、上記光受信機の出力信号の平均値に
対応する周波数に変換した信号ととミキシングしてその
ビート周波数の信号から被測定itt求める構成とした
ので、割算器が不要となりその帯域特性に#/’!され
ることなく高同波域まで正確に測定することができる。
第1図はこの発明の一実施例における磁界測定装置の構
成図、第2図はこの発明の他の実施例における磁界測定
装置の構成図、@3図は従来の磁界測定装置の構成図で
ある。 図において、(1)は光送信機、(9)は光受信機、(
15)は光センサ部、(16)は第1の変換器、(18
)は平均周波数出力手段、(21) ILi第2の変換
器である0なお、各図中向−符8は同一または相当部分
を示す。
成図、第2図はこの発明の他の実施例における磁界測定
装置の構成図、@3図は従来の磁界測定装置の構成図で
ある。 図において、(1)は光送信機、(9)は光受信機、(
15)は光センサ部、(16)は第1の変換器、(18
)は平均周波数出力手段、(21) ILi第2の変換
器である0なお、各図中向−符8は同一または相当部分
を示す。
Claims (3)
- (1)被測手量の変化により光の透過量が変化する光セ
ンサ部、この光センサ部に光を送信する光送信機、上記
光センサ部を透過した光を受信する光受信機を備えた光
応用測定装置において、上記光受信機の出力信号を周波
数の信号に変換する第1の変換器、上記光受信機の出力
信号の平均値を検出してその平均値に対応する周波数の
信号を出力する平均周波数出力手段、上記第1の変換器
と上記平均周波数出力手段との出力信号をミキシングし
そのビート周波数の信号を電圧の信号に変換する第2の
変換器を備えたことを特徴とする光応用測定装置。 - (2)平均周波数出力手段は光受信機の出力信号を積分
する積分器と、この積分器の出力信号を周波数の信号に
変換する第3の変換器とからなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の光応用測定装置。 - (3)平均周波数出力手段は第1の変換器の出力信号を
測定現象に対して十分長いサンプリング周期でカウンタ
するカウンタと、このカウンタの出力信号に比例した周
波数の信号を出力する発振器とからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の光応用測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60104335A JPS61260174A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 光応用測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60104335A JPS61260174A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 光応用測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61260174A true JPS61260174A (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=14378060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60104335A Pending JPS61260174A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 光応用測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61260174A (ja) |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP60104335A patent/JPS61260174A/ja active Pending
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