JPS6138565A - Detector of number of revolution, speed, or the like - Google Patents

Detector of number of revolution, speed, or the like

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JPS6138565A
JPS6138565A JP16193184A JP16193184A JPS6138565A JP S6138565 A JPS6138565 A JP S6138565A JP 16193184 A JP16193184 A JP 16193184A JP 16193184 A JP16193184 A JP 16193184A JP S6138565 A JPS6138565 A JP S6138565A
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JP
Japan
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optical
coil
light intensity
magnet
electromotive force
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Pending
Application number
JP16193184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Takagi
高木 潤一
Shiro Ogata
司郎 緒方
Naohisa Inoue
直久 井上
Masaharu Matano
俣野 正治
Maki Yamashita
山下 牧
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP16193184A priority Critical patent/JPS6138565A/en
Publication of JPS6138565A publication Critical patent/JPS6138565A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets

Abstract

PURPOSE:To perform high-reliability measurement under an electromagnetic noise and make the optical axis alignment work unnecessary to eliminate the impossibility of measurement due to the deviation of optical axis, by leading an electromotive force, which is generated in a coil when a moving magnet passes it, to a light intensity modulating element. CONSTITUTION:A coil 30 is fixed near an optional point of the locus of a circularly moved magnet 11 so that this coil 30 is linked sufficiently to the magnetic flux generated from the magnet 11. The light intensity modulating element includes two optical waveguides 21 and 22 formed on a substrate 20 consisting of a crystal having the electrooptic effect, for example, an LiNbO3 crystal. A pair of electrodes 31 are provided on parts close to each other of optical waveguides 21 and 22, and a voltage induced in the coil 30 is applied to these electrodes 31. The optical signal led to the optical waveguide 21 through an optical fiber 41 has the intensity modulated and is led to an optical fiber 42 and is converted photoelectrically by a photoelectric transducer 43 and is inputted to a counter 46 through a low pass filter 44 and a level discriminating circuit 45 to obtain a detection signal indicating the number of revolution of a disc 10.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 〔発明の技術分野] この発明は、回転体の回転数、回転速度、角速度、角度
位置、定まった経路上を周期的に移動する物体の速度、
周期、位置、その他の物体の速度などを光信号を利用し
て検出する装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] Background of the Invention [Technical Field of the Invention] This invention relates to the number of rotations, rotation speed, angular velocity, and angular position of a rotating body, the velocity of an object periodically moving on a fixed path,
This invention relates to a device that detects the period, position, and velocity of other objects using optical signals.

[従来技術の説明] 光伝送は電磁気雑音の影響を受けないというすぐれた特
徴をもっているので、電磁気雑音の多い環境下でのデー
タの伝送に適している。光ファイバを用いると低損失の
光データ伝送が可能であるから、比較的長距離のデータ
伝送も行なえる。光伝送されるべきデータが何らかの測
定データ、たとえば回転数などの場合には、光の形態で
測定または検出を行ない、そのまま光ファイバを通して
測定データを光伝送することが好ましい。ここに、光セ
ンサ、光ファイバ・センサといわれるものの利用価値が
ある。光センサによる検出と光フアイバ伝送とを組合ぼ
ることにより、電磁気雑音の多い環境下であっても信頼
性の高い測定と長距離伝送とが可能となり、光を利用し
た遠隔計測システムができあがる。
[Description of the Prior Art] Optical transmission has the excellent feature of not being affected by electromagnetic noise, and is therefore suitable for data transmission in environments with a lot of electromagnetic noise. Since optical fibers allow optical data transmission with low loss, data transmission over relatively long distances can also be performed. When the data to be optically transmitted is some kind of measurement data, such as the number of rotations, it is preferable to perform the measurement or detection in the form of light and then optically transmit the measurement data as it is through an optical fiber. This is where the use of optical sensors and optical fiber sensors comes into play. Combining optical sensor detection and optical fiber transmission enables highly reliable measurement and long-distance transmission even in environments with a lot of electromagnetic noise, creating a remote measurement system that uses light.

さて、回転数、回転速度、角速度等を測定するための代
表的な光センサに、不透明回転板の周辺の一部に孔をあ
けておき、この孔を両側からのぞむ位置に1対の光ファ
イバを対向させたものがある。光源からの光が一方の光
ファイバから出射され、他方の光ファイバに入射する。
Now, in a typical optical sensor for measuring rotational speed, rotational speed, angular velocity, etc., a hole is made in a part of the periphery of the opaque rotary plate, and a pair of optical fibers are inserted into the hole from both sides. There is something that is opposite. Light from a light source is emitted from one optical fiber and enters the other optical fiber.

回転板が回転することにより孔が光ファイバの位置に至
ると光がこの孔を通過し、その他の部分が光ファイバと
対向しているときには光は遮 、断される。したがって
、上記他方の光ファイバには回転板の回転に応じたオン
/オフ光信号が得られる。
As the rotating plate rotates, when the hole reaches the position of the optical fiber, light passes through the hole, and when the other portion faces the optical fiber, the light is blocked. Therefore, an on/off optical signal corresponding to the rotation of the rotating plate is obtained in the other optical fiber.

しかしながら、このような光センサにみいては、上記一
方の光ファイバから出射される光は広がりをもっている
のでそのほんの一部のみが上記他方の光ファイバに入射
するにすぎず、得られる光検出信号の強度が低いという
欠点がある。この欠点を解消するためには、上記一方の
光ファイバから出射される光をレンズを用いて収束させ
ることが必要となる。レンズが必要であるからその分だ
け構成が複雑となり、また厳密な光軸合せが必要となる
。その上に、撮動等によって光軸のずれが発生する可能
性が大きい。
However, in such an optical sensor, since the light emitted from one of the optical fibers is spread out, only a small portion of the light enters the other optical fiber, and the resulting photodetection signal is The disadvantage is that the strength is low. In order to eliminate this drawback, it is necessary to converge the light emitted from one of the optical fibers using a lens. Since a lens is required, the configuration becomes more complicated and strict optical axis alignment is required. Furthermore, there is a high possibility that the optical axis will shift due to photographing or the like.

発明の概要 し発明の目的] この発明は、電磁気雑音下であっても信頼性の高い測定
と低損失長距離伝送が可能であるという光利用測定の特
徴をそのまま活かし、しかも光軸合せというめんどうな
作業が不要であり、光軸ずれによる測定不能という事態
が発生することのない回転数、速度等の検出装置を提供
することを目的とする。
Summary of the Invention and Purpose of the Invention The present invention utilizes the features of optical measurement, which enable highly reliable measurement and low-loss long-distance transmission even under electromagnetic noise, while eliminating the hassle of optical axis alignment. It is an object of the present invention to provide a detection device for detecting rotational speed, speed, etc., which does not require additional work and does not cause a situation in which measurements cannot be made due to optical axis deviation.

[発明の構成、作用および効果1 この発明による回転数、速度等の検出装置は、相対的に
移動する一方の物体たとえば回転体に設けられた磁束発
生部、たとえば永久磁石、他方の物体たとえば固定部材
に固定され、磁束発生部が相対的にその近傍を通過する
ことにより起電力を発生する素子、たとえばコイル、発
生した起電力が印加されることにより光源から導かれた
光の強度を変調する素子、および変調された光強度の変
化から移fh物体の移動に関する情報たとえば回転数、
速度データなどを作成する手段を備えており、上記光強
度変調素子が一1電気光学効果をもつ基板に形成され互
いに近接した部分を有する2つの先導波路と、2つの先
導波路の互いに近接した部分上に設けられ、発生した起
電力が印加される1対の電極とからなることを特徴とす
る。
[Structure, operation, and effect 1 of the invention The device for detecting rotational speed, speed, etc. according to the present invention detects a relatively moving object, such as a magnetic flux generating part, such as a permanent magnet, provided on a rotating body, and the other object, such as a fixed object. An element that is fixed to a member and generates an electromotive force when a magnetic flux generating part passes relatively near it, such as a coil, and modulates the intensity of light guided from a light source by applying the generated electromotive force information about the movement of the object, e.g. rotational speed,
The light intensity modulating element is provided with a means for creating speed data, etc., and the light intensity modulation element is formed on a substrate having an electro-optic effect and has two leading wavepaths having mutually adjacent portions, and mutually adjacent portions of the two leading wavepaths. It is characterized by comprising a pair of electrodes which are provided on top of the electrode and to which the generated electromotive force is applied.

光導波路の互いに近接した部分は方向性結合器を構成し
ており、その電極に電圧が印加されることにより結合の
強さ、位相整合の度合いが変化するので、方向性結合器
の出力光強度は印加電圧によって変調させられる。磁束
発生部が起電力発生素子の近傍を通過するごとに、方向
性結合器の出力光強度が変調されるので、一定時間にお
ける光強度変調回数を計数することにより、または2つ
の光強度変調間の時藺間隔を計時することにより、移動
物体の回転数や速度等のデータを得ることができる。
The parts of the optical waveguide that are close to each other constitute a directional coupler, and applying a voltage to the electrodes changes the coupling strength and degree of phase matching, so the output light intensity of the directional coupler changes. is modulated by the applied voltage. The output light intensity of the directional coupler is modulated each time the magnetic flux generation section passes near the electromotive force generation element. By measuring the time intervals, data such as the number of rotations and speed of a moving object can be obtained.

光源からの光は光ファイバにより光強度変調素子に導か
れ、この素子の出力光(強度変調された光)は光ファイ
バにより情報作成手段に送られる。光ファイバと光強度
変調素子とは公知の光コネクタ等により容易に接続され
るから、従来のようにレンズを用いた光軸合わせ等は不
要であり、もちろん光軸がずれるという心配もない。
Light from a light source is guided to a light intensity modulating element through an optical fiber, and output light (intensity modulated light) from this element is sent to an information generating means through an optical fiber. Since the optical fiber and the light intensity modulation element are easily connected by a known optical connector or the like, there is no need to align the optical axis using a lens as in the past, and there is of course no fear that the optical axis will shift.

従来の磁気応用回転数センサには、永久磁石が周辺に固
定された回転板、またはそれ自体の周辺部が着磁された
回転板を有するものがある。
Some conventional magnetic rotation speed sensors have a rotating plate around which a permanent magnet is fixed, or a rotating plate whose periphery is magnetized.

この回転数センサは、回転板の磁気に応答する磁電変換
素子を用いて回転数を表わす電気的な信号を取出すもの
である。この発明によると、このような従来の磁気応用
回転数センサの回転板をそのまま利用して光ファイバを
用いた光測定、伝送システムに容易に改造することがで
きる。
This rotational speed sensor uses a magnetoelectric conversion element that responds to the magnetism of a rotating plate to extract an electrical signal representing the rotational speed. According to the present invention, the rotary plate of such a conventional magnetic rotation speed sensor can be used as is and easily modified into an optical measurement and transmission system using an optical fiber.

実施例の説明 [回転数検出装置の構成] 第1図において、回転数を検出すべき軸、たとえばモー
タの出力軸またはそれに連結された軸(図示路)に円!
(10)がその中心において固定され、円!(10)の
周辺には1つの永久磁石(11)が埋込まれている。円
盤(10)の回転にともなって円運動する磁石(11)
の軌跡上の任意の点において、この点に至った磁石(鎖
線(Ila >で示す)にその近傍で対向するようにコ
イル(30)が配置され、かつ適当な固定部材によりそ
の位置に固定されている。 ゛磁石(11)は円盤(1
0)の周面に設けることも可能である。この場合にも、
コイル(30)はこの磁石(11)から発生する磁束と
できるだけ多く鎖交するような配置で固定される。永久
用゛石(11)を円盤(10)に設ける代わりに、円盤
(10)それ自体を強磁性体で形成しまたは円盤(10
)の周囲に強磁性リングをはめ込み、この強磁性体に着
磁するようにしてもよい。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS [Configuration of rotational speed detection device] In FIG. 1, a circle is placed on the axis for which the rotational speed is to be detected, such as the output shaft of a motor or a shaft connected thereto (the path shown).
(10) is fixed at its center, a circle! One permanent magnet (11) is embedded around (10). A magnet (11) that moves circularly as the disk (10) rotates.
At any point on the trajectory, the coil (30) is arranged so as to face the magnet (indicated by the chain line (Ila)) that has reached this point in the vicinity, and is fixed at that position by a suitable fixing member.゛The magnet (11) is a disk (1
It is also possible to provide it on the peripheral surface of 0). Also in this case,
The coil (30) is fixed in such a manner that it interlinks as much as possible with the magnetic flux generated from the magnet (11). Instead of providing the permanent stone (11) on the disk (10), the disk (10) itself may be made of ferromagnetic material or the disk (10) may be
) may be fitted with a ferromagnetic ring to magnetize this ferromagnetic material.

光強度変調素子は、電気光学効果を右する結晶、たとえ
ばL i Nb Oa結晶基板(20〉上に形成れた2
つの先導波路(21)  (22)を含んでいる。これ
らの光導波路(21)と(22)は互いに近接した部分
を有しており、この近接部分が方向性結合器を構成して
いる。光導波路(21)(22)の互いに近接した部分
上には1対の電(薊(31)が形成されている。コイル
(30)の両端はこれらの電極(31)にそれぞれ接続
されて、13す、コイル(30)に誘起された電圧がこ
れら−の電極(31)間に印加される。光導波路(21
)(22)はたとえば基板(20)内にTiを熱拡散す
ることにより形成され、電ff1(31)はA/を蒸着
することによりつくられる。
The light intensity modulation element is a crystal that produces an electro-optic effect, for example, a 2-layer crystal formed on a L i Nb Oa crystal substrate (20).
It includes two leading wavepaths (21) (22). These optical waveguides (21) and (22) have portions adjacent to each other, and these adjacent portions constitute a directional coupler. A pair of electrodes (31) are formed on portions of the optical waveguides (21) and (22) that are close to each other. Both ends of the coil (30) are connected to these electrodes (31), respectively. 13, a voltage induced in the coil (30) is applied between these electrodes (31).
) (22) is formed, for example, by thermally diffusing Ti into the substrate (20), and the electrode ff1 (31) is formed by vapor depositing A/.

図示しない光源からの光が光ファイバ(41)を通して
送られ、適当な光結合器を介して基板(20)上の先導
波路(21)に導かれる。同じ先導波路(21)から出
力される一般に強度変調された光は同じように適当な光
枯合器を介して光ファイバ(42)に導かれる。光ファ
イバ(42)の光信号は光電変換素子(43)によって
電気信号に変換される。この電気信号(a )は低域通
過フィルタ(44)を経てレベル弁別回路に送られ(信
号(1)))、さらにパルスない゛しは方形波信号(C
)としてカウンタ(46)に入力する。
Light from a light source (not shown) is sent through an optical fiber (41) and guided to a leading waveguide (21) on the substrate (20) via a suitable optical coupler. The generally intensity-modulated light output from the same leading waveguide (21) is likewise guided into the optical fiber (42) via a suitable light attenuator. The optical signal of the optical fiber (42) is converted into an electrical signal by the photoelectric conversion element (43). This electric signal (a) is sent to a level discrimination circuit (signal (1)) through a low-pass filter (44), and further is sent to a pulse or square wave signal (C
) is input to the counter (46).

カウンタ(46)からは円盤(10)の回転数を表わす
検出信号が得られる。
A detection signal representing the number of rotations of the disc (10) is obtained from the counter (46).

[コイルに発生する電圧] 円盤(10)が1回転すると磁石(11)はコイル(3
0〉の近傍を1回通過する。このとき、磁石(11)か
ら発生する磁束はコイル(30)と鎖交し、かつ鎖交す
るIi磁束数密度)は時間とともに変化するので、電磁
誘導作用によりコイル(30)には起電力■が発生する
。この起電力Vは次式で与えられる。
[Voltage generated in the coil] When the disk (10) rotates once, the magnet (11) generates a voltage in the coil (3).
0〉 once. At this time, the magnetic flux generated from the magnet (11) interlinks with the coil (30), and the interlinked magnetic flux number density (Ii) changes with time, so the electromotive force occurs. This electromotive force V is given by the following equation.

V=−nc(dΦ/dt) ここでnCはコイルの巻回数、Φはコイルと鎖交する磁
束数である。
V=-nc(dΦ/dt) where nC is the number of turns of the coil, and Φ is the number of magnetic fluxes interlinking with the coil.

説明を簡単にするために、第2図に示すように、磁石(
11)のコイル(30)と対向する面(以下、磁石の面
という)およびコイル(30)がともに円形でかつ同一
径であるとする。コイルおよび磁石の面の形状が方形そ
の他の形状の場合、これらの大きさが異なる場合にも、
起電力等の波形が若干穴なるのみで、第2図の場合と実
質的な相違はない。
To simplify the explanation, as shown in Figure 2, a magnet (
11), the surface facing the coil (30) (hereinafter referred to as the magnet surface) and the coil (30) are both circular and have the same diameter. If the shape of the coil and magnet surface is square or other shape, even if these sizes are different,
There is only a slight hole in the waveform of the electromotive force, etc., and there is no substantial difference from the case shown in FIG.

第3図は、コイル(30)に鎖交する磁束数Φ、その時
間変化(dΦ/dt)およびコイル(30)に発生ずる
起電力Vを示している。磁石(11)とコイル(30)
が近接するときおよび遠ざかるときに鎖交磁束数Φが変
化し、かつその時間変化(dΦ/dt)は正と負の値を
とる。したがって、コイル(30)には、両者が近接す
るときおよび遠ざかるときの2回、正、負の起電力Vが
発生する。
FIG. 3 shows the number Φ of magnetic flux interlinking with the coil (30), its time change (dΦ/dt), and the electromotive force V generated in the coil (30). Magnet (11) and coil (30)
The flux linkage number Φ changes when the two move toward each other and when they move away from each other, and its time change (dΦ/dt) takes positive and negative values. Therefore, positive and negative electromotive force V is generated in the coil (30) twice: when they approach each other and when they move away from each other.

し光強度変調素子における光強度の変調1方向性結合器
は近接した2本の平行光導波路間で光のパワーのやりと
りを生じさせる・しのである。先導波路(21)と(2
2)との互いに近接した部分によって構成される方向性
結合器は、一方の先導波路(21)を伝播する光の10
0%のパワーが使方の光導波路(22)に移行するよう
にその相互作用長、結合係数、位相定数等が設定されて
いるものとする。
A unidirectional coupler for modulating light intensity in a light intensity modulating element causes exchange of light power between two parallel optical waveguides that are close to each other. Leading wavepath (21) and (2
A directional coupler configured by mutually close parts of 2) and
It is assumed that the interaction length, coupling coefficient, phase constant, etc. are set so that 0% of the power is transferred to the optical waveguide (22) used.

し!Nb0aは電気光学効果をもつ結晶であるから、こ
の結晶に電界を印加するとその屈折率が変化する。コイ
ル(30)から発生した電圧が電極(31)に印加され
ると、光導波路(21)(22)の電極直下における屈
折率が変化し先導波路(21)  (22)のこれらの
部分における位相定数が変化する(ZカットL i N
b 03の場合)、または光導波路部分間の屈折率が変
化することによって結合の強さく結合係数)が変化する
(Yカットしi Nb 03の場合)。このような結合
の強さ、位相整合の変化によって、先導波路(21) 
 (22)の近接部分から構成される方向性結合・器に
おいては光パワーの移行坦が変化する。
death! Since Nb0a is a crystal with an electro-optic effect, when an electric field is applied to this crystal, its refractive index changes. When the voltage generated from the coil (30) is applied to the electrode (31), the refractive index of the optical waveguide (21) (22) directly under the electrode changes, and the phase of the leading waveguide (21) (22) changes at these parts. The constant changes (Z cut L i N
b 03 case), or the coupling strength (coupling coefficient) changes by changing the refractive index between the optical waveguide parts (Y cut i Nb 03 case). By changing the coupling strength and phase matching, the leading waveguide (21)
In the directional coupler/device constructed from the adjacent portions of (22), the transition flatness of the optical power changes.

第4図は、YカットLtNtlO3基板の場合における
光導波路(21)と(22)の出力光強度を、相互作用
長く先導波路(21)  (22)の近接部分の長さ)
を横軸にして示したものである。
Figure 4 shows the output light intensity of the optical waveguides (21) and (22) in the case of a Y-cut LtNtlO3 substrate.
is shown on the horizontal axis.

第1図に示された実施例では相互作用長はaに設定され
ている。実線は先導波路(22)の出力光強度であり、
破線は先導波路(21)の出力光強度を示している。電
極(31)への印加電圧が0の場合には、光導波路(2
2)から最大強度の光が出力され、光導波路(21)か
らは光は出力されない。ある電圧Valfi電極(31
)間に印加された場合に光導波路(21)の出力光強度
は最大となり、光導波路(22)の出力光強度は0とな
る。このように、電極(31)間への印加電圧によって
光導波路(21)の出力光強度が変化する。
In the embodiment shown in FIG. 1, the interaction length is set to a. The solid line is the output light intensity of the leading waveguide (22),
The broken line indicates the output light intensity of the leading waveguide (21). When the voltage applied to the electrode (31) is 0, the optical waveguide (2
2), the light with the maximum intensity is output, and no light is output from the optical waveguide (21). A certain voltage Valfi electrode (31
), the output light intensity of the optical waveguide (21) becomes maximum, and the output light intensity of the optical waveguide (22) becomes 0. In this way, the output light intensity of the optical waveguide (21) changes depending on the voltage applied between the electrodes (31).

L回転数検出装置の作用] 第5図は、光電変換素子(43)の出力信号(a)、低
域通過フィルタ(44)の出力信号(b)およびレベル
弁別回路(45)の出力信号(C)を示している。これ
らの波形は、コイル(30)の発生電圧Vの絶対値が上
述の電圧Vaに等しいかそれよりも小さい場合における
ものである。
Effect of L rotation speed detection device] FIG. 5 shows the output signal (a) of the photoelectric conversion element (43), the output signal (b) of the low-pass filter (44), and the output signal ( C) is shown. These waveforms are obtained when the absolute value of the voltage V generated by the coil (30) is equal to or smaller than the above-mentioned voltage Va.

光電変換素子(43)の出力信号<a >の波形は、光
導波路(21)に得られる光の強度波形と同形である。
The waveform of the output signal <a> of the photoelectric conversion element (43) is the same as the intensity waveform of the light obtained in the optical waveguide (21).

よく知られているように、素子(43)の構成によって
は信号波形が反転する場合もある。上述したように、磁
石(11)の発生磁束、コイル(30)の巻回数ncを
一定とすれば、コイル(30ンに発生する電圧は円盤(
10)の回転数に依存し、回転数が大きくなれば電圧も
高くなる。磁石(11)がコイル(30)の近傍を通過
するときに正、負の電圧が発生するので、この発生電圧
■の絶対値がVa以下であれば信号(a )には2つの
パルス状成分が現われる。円8N(10)の回転数が大
きくなると、磁石(11)がコイル(30)近傍を通過
する時間Tが短くなるとともに、コイル(30)に発生
する電圧■の絶対値が大きくなるので、1回の通過にお
いて信号<a >に生じるパルス状成分の数が多くなる
。したがって、回転数が大ぎくなるほど信号(a ’)
には高次の高調波成分がより多く含まれるようになる。
As is well known, the signal waveform may be inverted depending on the configuration of the element (43). As mentioned above, if the magnetic flux generated by the magnet (11) and the number of turns nc of the coil (30) are constant, the voltage generated in the coil (30) is equal to the disc (
10) It depends on the number of rotations, and the higher the number of rotations, the higher the voltage. Positive and negative voltages are generated when the magnet (11) passes near the coil (30), so if the absolute value of this generated voltage is less than Va, the signal (a) has two pulse-like components. appears. As the rotation speed of the circle 8N (10) increases, the time T for the magnet (11) to pass near the coil (30) becomes shorter, and the absolute value of the voltage ■ generated in the coil (30) increases, so 1 The number of pulse-like components occurring in the signal <a> increases during each pass. Therefore, as the rotation speed increases, the signal (a')
contains more high-order harmonic components.

低域通過フィルタ(44)は、この検出装置における回
転数検知範囲内の最も低い回転数に対°応する信号(a
)に含まれる2つのピークをもつ信号成分に対して1つ
のピークを持つような周波数成分を通過させる程度にそ
の通過帯域が定められている。したがって、回転数がい
かなる値の場合にも、信号(b )中には円a3(10
)の1回転に対して1個のパルス状成分が現われるよう
になる。
The low-pass filter (44) receives a signal (a) corresponding to the lowest rotational speed within the rotational speed detection range of this detection device.
), the pass band is determined to such an extent that a frequency component having one peak is passed for a signal component having two peaks included in the signal component. Therefore, for any value of rotational speed, the signal (b) contains circle a3 (10
) comes to appear one pulse-like component for one rotation.

信号(b )のこのパルス状成分は、レベル弁別回路(
45)に設定されたしきい値(S)によってレベル弁別
され、波形整形される(信号(C))。
This pulsed component of the signal (b) is processed by the level discrimination circuit (
45), the level is discriminated by the threshold value (S) set, and the waveform is shaped (signal (C)).

カウンタ(46)は、信= (C)に含まれるパルスの
間隔(パルス間隔Pt)を計時、または一定時間C1内
にお【プるパルス数を計数するものである。これらの計
時結果または計数結果は円盤(10)の回転数、回転速
度または角速度を表わしている。
The counter (46) measures the pulse interval (pulse interval Pt) included in the signal (C), or counts the number of pulses within a certain period of time C1. These timing results or counting results represent the rotational speed, rotational speed, or angular velocity of the disk (10).

[変形例] 上記実施例では、先導波路(21)から出力さ   ・
れる光を回転数検出のために利用しているが、光導波路
(22)から出力される光を用いることもてきる。また
、方向性結合器の相互作用長は任意に設定することが可
能である。
[Modification] In the above embodiment, the waveform outputted from the leading waveguide (21) is
Although the light output from the optical waveguide (22) is used to detect the rotation speed, it is also possible to use the light output from the optical waveguide (22). Further, the interaction length of the directional coupler can be set arbitrarily.

さらに、第1図に鎖線(35)で示すように、コイル(
30)に並列にツェナーダイオード(35)を接続する
と、一方ではその整流作用によりコイル(30)に発生
する正、負電圧のうちの一方をカットすることができ、
他方では電極(31)に印加される電圧の絶対値を一定
値(ツェナー電圧)以下に押えることができる。ツェナ
ー電圧を上述の電圧■a以下に設定すれば、信号<a 
>に現われるパルス状成分は、円盤(10)の1回転に
対して必ず1個となり、フィルタ(44)を省略するこ
とができるとともに、フィルタ(44)の通過帯域によ
って検出回転数の範囲を制限されることがないので、回
転数測定範囲を広くとることが可能となる。
Furthermore, as shown by the chain line (35) in FIG.
When a Zener diode (35) is connected in parallel to 30), one of the positive and negative voltages generated in the coil (30) can be cut due to its rectifying action.
On the other hand, the absolute value of the voltage applied to the electrode (31) can be kept below a certain value (Zener voltage). If the Zener voltage is set below the voltage ■a mentioned above, the signal <a
The pulse-like component appearing in > is always one per one rotation of the disk (10), and the filter (44) can be omitted, and the range of detected rotational speed is limited by the pass band of the filter (44). Therefore, it is possible to widen the rotational speed measurement range.

整流回路やクリップ回路としてはツェナーダイオード以
外に種々のものを用いることができる。必要ならばコイ
ル(30)に直列に抵抗を接続してもにい。
Various types of rectifier circuits and clip circuits can be used in addition to Zener diodes. If necessary, you can connect a resistor in series with the coil (30).

上記実施例では、円盤(10)に1個の永久磁石(11
)が設けられているが、複数個の永久磁石を等角度間隔
で設けるようにすると、回転速度、角速度検出の精度が
高まる。また、円盤(10)の特定の角度位置を検出す
る場合には、複数個の永久磁石を等角度間隔ではなく、
配置状態が検出信号(たとえばレベル弁別回路(45)
の出−力信号(C))に現われるような特定の配置状態
とする。また、特定の磁石の強さを他の磁石よりも強く
しておいて、光電変換素子(43)の出力信号(a )
に現われる波形の相違によって特定の角度位置を検出す
るようにしてもよい。
In the above embodiment, one permanent magnet (11
), but if a plurality of permanent magnets are provided at equal angular intervals, the accuracy of rotational speed and angular velocity detection will be increased. In addition, when detecting a specific angular position of the disk (10), multiple permanent magnets are not placed at equal angular intervals,
The arrangement state is the detection signal (for example, the level discrimination circuit (45)
A specific arrangement state is assumed as appearing in the output signal (C)). Also, by making the strength of a specific magnet stronger than other magnets, the output signal (a) of the photoelectric conversion element (43)
A specific angular position may be detected based on the difference in waveforms appearing in the angular position.

基板(20)は電界の印加によってその屈折率が変化す
る電気光学効果をもつものであればいかなるものでもよ
い。したがって、先導波路もTiの熱拡散以外の基板の
種類に応じた種々の技術、材料により作製できる。また
、電極(31の一方をアースすることも可能である。電
極はAI以外にたとえばli等の材料で実現できるこの
発明は、回転体の回転に関する物理量のみならず、定ま
った2次元または3次元経路上を周期的に往復動する物
体の移動に関する物理量の測定にも適用できる。また、
相対的に移動する一方の物体に2個の永久磁石を設りて
おけば、この2個の磁石がコイル近傍を通過する時間間
隔を測定することにより、この物体が周1すj的に往復
動じなくても、その物体の速度を測定することができる
The substrate (20) may be any material as long as it has an electro-optical effect in which its refractive index changes upon application of an electric field. Therefore, the guide waveguide can also be manufactured using various techniques and materials depending on the type of substrate other than thermal diffusion of Ti. In addition, it is also possible to ground one of the electrodes (31).The electrodes can be made of a material other than AI, such as lithium.This invention is applicable not only to physical quantities related to the rotation of a rotating body, but also to fixed two-dimensional or three-dimensional It can also be applied to the measurement of physical quantities related to the movement of objects that periodically reciprocate on a path.
If two permanent magnets are installed on one object that moves relatively, by measuring the time interval during which these two magnets pass near the coil, it can be determined that the object moves back and forth throughout its circumference. You can measure the speed of an object even if it is not moving.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は回転数検出装置の一例を示す構成図、第2図は
永久磁石とコイルの大きさ、形状を示す図、第3図は、
コイルと鎖交する磁束数、その変化およびコイルに発生
する起電力を示すグラフ、第4図は光導波路の出力光強
度の変化を示すグラフ、第5図は第1図に示す各回路の
出力信号波形の一例を示す波形図である。 (10)・・・円盤、(11)・・・永久磁石、(20
)−・・・電気光学結晶基板(光強度変調素子)、(2
1)(22)・・・先導波路、(30)・・・コイル、
(31)・・・電極、(43)・・・光電変換素子、(
44)・・・低域通過フィルタ、(45)・・・レベル
弁別回路、(4G)・・・カウンタ。 以  上
Fig. 1 is a configuration diagram showing an example of a rotation speed detection device, Fig. 2 is a diagram showing the size and shape of the permanent magnet and coil, and Fig. 3 is a diagram showing the size and shape of the permanent magnet and coil.
A graph showing the number of magnetic fluxes interlinking with the coil, their changes, and the electromotive force generated in the coil. Figure 4 is a graph showing changes in the output light intensity of the optical waveguide. Figure 5 is the output of each circuit shown in Figure 1. FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a signal waveform. (10)...Disc, (11)...Permanent magnet, (20
) - Electro-optic crystal substrate (light intensity modulation element), (2
1) (22)... Leading wave path, (30)... Coil,
(31)...electrode, (43)...photoelectric conversion element, (
44)...Low pass filter, (45)...Level discrimination circuit, (4G)...Counter. that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】 相対的に移動する物体の一方に設けられた磁束発生部、 他方の物体に設けられ、磁束発生部が相対的にその近傍
を通過することにより起電力を発生する素子、 発生した起電力が印加されることにより光強度を変調す
る素子、および 変調された光強度の変化から移動物体の移動に関する情
報を作成する手段を備え、 上記光強度変調素子が、電気光学効果をもつ基板に形成
され互いに近接した部分を有する2つの光導波路と、2
つの光導波路の互いに近接した部分上に設けられ、発生
した起電力が印加される1対の電極とからなることを特
徴とする、回転数、速度等の検出装置。
[Claims] A magnetic flux generating section provided on one of objects that move relatively; an element that generates an electromotive force when the magnetic flux generating section passes relatively close to the other object; The light intensity modulating element has an element that modulates light intensity by applying the generated electromotive force, and a means for creating information regarding the movement of a moving object from a change in the modulated light intensity, and the light intensity modulating element has an electro-optic effect. two optical waveguides formed on a substrate having portions close to each other;
1. A detection device for detecting rotational speed, speed, etc., comprising a pair of electrodes provided on mutually close portions of two optical waveguides and to which generated electromotive force is applied.
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