JPS61269074A - 光応用測定装置 - Google Patents
光応用測定装置Info
- Publication number
- JPS61269074A JPS61269074A JP60111021A JP11102185A JPS61269074A JP S61269074 A JPS61269074 A JP S61269074A JP 60111021 A JP60111021 A JP 60111021A JP 11102185 A JP11102185 A JP 11102185A JP S61269074 A JPS61269074 A JP S61269074A
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- Japan
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- optical
- integrator
- differential amplifier
- light
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (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、光強度変化するととによシ、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、光強度変化するととによシ、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
。
たものである。図において＋１１ Ｉｆｉ光送信機、（
２）は光７アイパ、（３１はレンズ、（４１は偏光子、
（６１は７アラデー素子、（６）は検光子、（７）はレ
ンズ、（８）Ｆｉ光ファイバ、（９）け光受信機、（ｌ
αは増幅器、（■）は積分器、α乃はカップリングコン
デンサ、（１１は増幅器、α４は割算器である。
２）は光７アイパ、（３１はレンズ、（４１は偏光子、
（６１は７アラデー素子、（６）は検光子、（７）はレ
ンズ、（８）Ｆｉ光ファイバ、（９）け光受信機、（ｌ
αは増幅器、（■）は積分器、α乃はカップリングコン
デンサ、（１１は増幅器、α４は割算器である。
次に動作について説明する。光送信機１！１から出た光
は光ファイバ（２１を通９、レンズ（３）で平行ビ
□′−ムとなり偏光子１４１に入射する。偏光子（
４１で直 □線側光になシ、ファラデー素子（５
）に入るが、光の進行方向と平行の方向の磁界があると
、この磁界によシ、上記直線偏光の偏光面がファラデー
効果によシ回転する。従って検光子（６１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１４１と検光
子（６）とはその偏光面が４５゜の角度をなすように配
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、光ツアイパ（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＋１
ＣＩで増幅後、一方は変調成分を平均化するため、積分
器（里りに入れ、他方は変調成分だけを増幅するため、
カップリングコンデンサＯ′ＩＪで交流分だけを通し、
増幅器Ｈで増幅する。これら両者の出力を割算器（１４
で割算する。この割算処理することによシ、光伝送路（
例えば光ファイバ＋２１ （８）自体や、レンズＩｓ）
１７）との結合部分）、光送信機＋１１でのロス変化
や光パワー変化による誤差を補償して−る。
は光ファイバ（２１を通９、レンズ（３）で平行ビ
□′−ムとなり偏光子１４１に入射する。偏光子（
４１で直 □線側光になシ、ファラデー素子（５
）に入るが、光の進行方向と平行の方向の磁界があると
、この磁界によシ、上記直線偏光の偏光面がファラデー
効果によシ回転する。従って検光子（６１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１４１と検光
子（６）とはその偏光面が４５゜の角度をなすように配
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、光ツアイパ（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＋１
ＣＩで増幅後、一方は変調成分を平均化するため、積分
器（里りに入れ、他方は変調成分だけを増幅するため、
カップリングコンデンサＯ′ＩＪで交流分だけを通し、
増幅器Ｈで増幅する。これら両者の出力を割算器（１４
で割算する。この割算処理することによシ、光伝送路（
例えば光ファイバ＋２１ （８）自体や、レンズＩｓ）
１７）との結合部分）、光送信機＋１１でのロス変化
や光パワー変化による誤差を補償して−る。
これは光センサ部（１１（レンズ（３）、偏光子（４１
１フアラデー素子（６）、検光子（６１、レンズ（７）
で構成される）での磁界による光強度変調の度合は不変
である九め、光送信機＋１１の光パワーが小さくなった
シ、光伝送路でのロスが大きくなったシしても、平均受
光パワー（変調成分を取り除いた分、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。
１フアラデー素子（６）、検光子（６１、レンズ（７）
で構成される）での磁界による光強度変調の度合は不変
である九め、光送信機＋１１の光パワーが小さくなった
シ、光伝送路でのロスが大きくなったシしても、平均受
光パワー（変調成分を取り除いた分、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。
従来の光応用測定装置は以上のように構成されているの
で、測定精度は割算器の性能、特にその間波数特性に依
存し、高精度のものが得られなかった＠ 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、広範囲な同波数帯域で高精度に測定できる光
応用測定装置ｔ−提供するものである。
で、測定精度は割算器の性能、特にその間波数特性に依
存し、高精度のものが得られなかった＠ 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、広範囲な同波数帯域で高精度に測定できる光
応用測定装置ｔ−提供するものである。
この発明に係る光応用測定装置は、光受信機からの出力
のＤＣ成分をＫｌ出す積分器と、変調成分のみを増幅す
る差動増幅器と１両出力をそれぞれサンプリングするサ
ンプリング回路ト、このサンプリング出力を％変換する
％変換器と、これらディジタル出力の比を演算するデー
タ処理回路とを備えたものである。
のＤＣ成分をＫｌ出す積分器と、変調成分のみを増幅す
る差動増幅器と１両出力をそれぞれサンプリングするサ
ンプリング回路ト、このサンプリング出力を％変換する
％変換器と、これらディジタル出力の比を演算するデー
タ処理回路とを備えたものである。
この発明にお−ては、光受信機からの出力のＤＣ成分と
変調成分とを検出してそれらのデータサンプリングを行
ない、％変換後そのディタル出力を演算処理して被測定
量を出力する。
変調成分とを検出してそれらのデータサンプリングを行
ない、％変換後そのディタル出力を演算処理して被測定
量を出力する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第８図と同一番号のものは同一のものを示
す。０１は増幅器１１υの出力と積分器（川の出力との
差動をとる差動増幅器、醐は差動増幅器ａ・の出力のピ
ーク検波をするピーク検波回路、ｒＪ１４ｒｉ差動増幅
器ａ四とピーク検波口＠ａηの出力とを加算する加算器
、翰は適時、積分器（川、加算器端、ピーク検波回路ｆ
ｉ１の出力をサンプリングするサンプリング回路、翰は
サンプリング回路Ｑ＠の出力を％変換する％変換器、（
２１ハ％変換器（イ）からのディジタル出力を演算処理
して被測定量を出力するデータ処理回路である。
図において、第８図と同一番号のものは同一のものを示
す。０１は増幅器１１υの出力と積分器（川の出力との
差動をとる差動増幅器、醐は差動増幅器ａ・の出力のピ
ーク検波をするピーク検波回路、ｒＪ１４ｒｉ差動増幅
器ａ四とピーク検波口＠ａηの出力とを加算する加算器
、翰は適時、積分器（川、加算器端、ピーク検波回路ｆ
ｉ１の出力をサンプリングするサンプリング回路、翰は
サンプリング回路Ｑ＠の出力を％変換する％変換器、（
２１ハ％変換器（イ）からのディジタル出力を演算処理
して被測定量を出力するデータ処理回路である。
次に動作について説明する。光送信機＋１１ ｆｌｈら
、積分器（１１）に至る動作は従来と同一なので、ここ
では説明を省略する。
、積分器（１１）に至る動作は従来と同一なので、ここ
では説明を省略する。
積分器（Ｕ）の出力と増幅器（１（１の出力とｔ差動増
幅器（Ｉ・で差動すると光センサ部０ｆｆ） （レンズ
（３１，偏光子＋４１、ファラデー素子１５１、検光子
（６）、レンズ（７）で構成される）で被測定量により
変調された成分に比例した信号が得られる。この信５ｊ
をピーク検波回路ｌｌηでピークｍを検出し、上記差動
増幅器ａ−との加算を加算器ａ２Ｉで行うと、正負対称
の交流現象を測定する場合、ゼロ点を最小点とする正の
交流信号となる。これによって後段の機器のダイナミッ
クレンジを有効に利用できる。これら積分器＋（１）、
加算器ａ樽、ピーク検波回路同の出力をサンプリング回
路−で適時サンプルし、％変換器−でディジタル信８に
変換する。
幅器（Ｉ・で差動すると光センサ部０ｆｆ） （レンズ
（３１，偏光子＋４１、ファラデー素子１５１、検光子
（６）、レンズ（７）で構成される）で被測定量により
変調された成分に比例した信号が得られる。この信５ｊ
をピーク検波回路ｌｌηでピークｍを検出し、上記差動
増幅器ａ−との加算を加算器ａ２Ｉで行うと、正負対称
の交流現象を測定する場合、ゼロ点を最小点とする正の
交流信号となる。これによって後段の機器のダイナミッ
クレンジを有効に利用できる。これら積分器＋（１）、
加算器ａ樽、ピーク検波回路同の出力をサンプリング回
路−で適時サンプルし、％変換器−でディジタル信８に
変換する。
これらの信号をデータ処理回路−で加算器−の出方とピ
ーク検波回路Ｏηの出力とから交流信号を算出し、この
信号と積分器（川の出力とを割算処理することで、光送
信機ＩＩＩの光パフ変動や光伝送路での光ロス変動を補
償する。以上の演算はサンプリングした出力ｔ−％変換
して得られるディジタル出力で処理しているので、従来
のような割算器の周波数特性から精度が低下中るという
ことはなく、広範囲次間波数帯域で高精度な測定が可能
となる。また、上記実施例では、タイナミツクレンジの
点からピーク検波＠路甥と加算器（２）とにより、変調
成分を、ゼロ点を最小点とする交流信号とする処理を行
ってｈる力ｒ、この処理はこの発明の必須の内容ではな
く、差動増幅器ｉｌｌの出力を直接サンプリング回路（
１１に入力する構成としてもよい。
ーク検波回路Ｏηの出力とから交流信号を算出し、この
信号と積分器（川の出力とを割算処理することで、光送
信機ＩＩＩの光パフ変動や光伝送路での光ロス変動を補
償する。以上の演算はサンプリングした出力ｔ−％変換
して得られるディジタル出力で処理しているので、従来
のような割算器の周波数特性から精度が低下中るという
ことはなく、広範囲次間波数帯域で高精度な測定が可能
となる。また、上記実施例では、タイナミツクレンジの
点からピーク検波＠路甥と加算器（２）とにより、変調
成分を、ゼロ点を最小点とする交流信号とする処理を行
ってｈる力ｒ、この処理はこの発明の必須の内容ではな
く、差動増幅器ｉｌｌの出力を直接サンプリング回路（
１１に入力する構成としてもよい。
以上の実施例ではファラデー効果を利用した磁界測定の
例であるが、ポッケルス効果を利用した電界、電圧測定
、光弾性効果を利用した加速度測定、その地被測定量に
より光強度が変調されるものにつ−ても同様の効果を奏
する０〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、光受信機からの出力の
ＤＣ成分と変調成分とを検出してそれらのデータサンプ
リングを行ない、％変換後そのディジタル出力をディジ
タル演算処理して被測定量を出力する構成としたので、
広範囲な周波数帯域で高精度な測定が可能となる。
例であるが、ポッケルス効果を利用した電界、電圧測定
、光弾性効果を利用した加速度測定、その地被測定量に
より光強度が変調されるものにつ−ても同様の効果を奏
する０〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、光受信機からの出力の
ＤＣ成分と変調成分とを検出してそれらのデータサンプ
リングを行ない、％変換後そのディジタル出力をディジ
タル演算処理して被測定量を出力する構成としたので、
広範囲な周波数帯域で高精度な測定が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例による光応用測定装置の構
成図、第２図は従来の光応用測定装置の構成図である。 図において、（ＩＩは光送信機、（９）は光受信機、（
Ｉｌｌは積分器、（１ｍは光センサ部、Ｈは差動増幅器
、’Ｑｌはサンプリング回路、四は％変換器、＠υはデ
ータ処理回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
成図、第２図は従来の光応用測定装置の構成図である。 図において、（ＩＩは光送信機、（９）は光受信機、（
Ｉｌｌは積分器、（１ｍは光センサ部、Ｈは差動増幅器
、’Ｑｌはサンプリング回路、四は％変換器、＠υはデ
ータ処理回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）被測定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を積分して
そのＤＣ成分を取り出す積分器、上記光受信機の出力と
上記積分器の出力とを差動する差動増幅器、上記積分器
と上記差動増幅器との出力をそれぞれサンプリングする
サンプリング回路、このサンプリング回路出力の出力を
Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、このＡ／Ｄ変換器を経た
上記積分器と上記差動増幅器とのディジタル出力の比を
演算して上記被測定量に比例した出力を出すデータ処理
回路を備えたことを特徴とする光応用測定装置。 - （２）差動増幅器の出力をピーク検波し、このピーク検
波出力をもとの出力に加算してサンプリングすることを
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 |
|---|---|---|---|
| JP60111021A JPH0690236B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 光応用測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60111021A JPH0690236B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 光応用測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269074A true JPS61269074A (ja) | 1986-11-28 |
| JPH0690236B2 JPH0690236B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=14550380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60111021A Expired - Lifetime JPH0690236B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 光応用測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690236B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159076A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-08 | Hitachi Ltd | 光学式磁界センサ |
| JPS60230299A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | 工業技術院長 | 光学的計測装置 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP60111021A patent/JPH0690236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159076A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-08 | Hitachi Ltd | 光学式磁界センサ |
| JPS60230299A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | 工業技術院長 | 光学的計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0690236B2 (ja) | 1994-11-14 |
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