JPS6329263A - 直流電界測定装置 - Google Patents
直流電界測定装置Info
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- JPS6329263A JPS6329263A JP61171789A JP17178986A JPS6329263A JP S6329263 A JPS6329263 A JP S6329263A JP 61171789 A JP61171789 A JP 61171789A JP 17178986 A JP17178986 A JP 17178986A JP S6329263 A JPS6329263 A JP S6329263A
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Landscapes
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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〕
本発明は、石油プラント、石油タンカー、石油タンクロ
ーリ−1航空機などにおける帯電のように、放電時の火
花の発生が大災害に結びつく危険がある場合や、半導体
関連工業のように製品に重大な障害を生ずる危険がある
場合に、静電界の強さを定量的に計測してこのような事
態の発生を未然に防止するためなどに用いる直流電界測
定装置に関する。
ーリ−1航空機などにおける帯電のように、放電時の火
花の発生が大災害に結びつく危険がある場合や、半導体
関連工業のように製品に重大な障害を生ずる危険がある
場合に、静電界の強さを定量的に計測してこのような事
態の発生を未然に防止するためなどに用いる直流電界測
定装置に関する。
従来よシ、電気光学結晶を用いて直流電界を測定する装
置として、電気光学結晶を回転させるものや(特開昭5
8−200168号公報)、回転体スイッチを用いたも
の(特開昭59−116555号公報〕がある。
置として、電気光学結晶を回転させるものや(特開昭5
8−200168号公報)、回転体スイッチを用いたも
の(特開昭59−116555号公報〕がある。
これらは、直流電界中に電気光学結晶を静置すると、時
間とともに測定値が変化し、さらに結晶表面に電荷集中
が起こυ、表面層が形成されて測定不能となることに鑑
み、結晶を回転させることによシ、結晶と電界との位置
関係を変化させて交流電界中に結晶を静止したと同等の
状態を作9出し、あるいは結晶表面における電荷集中に
よる充電電荷を、回転体スイッチによって断続的に中和
することで直流電界の測定を可能としたものである。
間とともに測定値が変化し、さらに結晶表面に電荷集中
が起こυ、表面層が形成されて測定不能となることに鑑
み、結晶を回転させることによシ、結晶と電界との位置
関係を変化させて交流電界中に結晶を静止したと同等の
状態を作9出し、あるいは結晶表面における電荷集中に
よる充電電荷を、回転体スイッチによって断続的に中和
することで直流電界の測定を可能としたものである。
しかし、電気光学結晶自体を回転させると、光学系が振
動し、回転に同期したノイズが発生する。
動し、回転に同期したノイズが発生する。
また、結晶には必ず内部に格子欠陥が存在するものであ
るが、結晶を回転させた場合、回転につれて、光の入射
位置の結晶透過状態が変わシ、理論的に消光比すなわち
感度との間にずれが生ずる。
るが、結晶を回転させた場合、回転につれて、光の入射
位置の結晶透過状態が変わシ、理論的に消光比すなわち
感度との間にずれが生ずる。
一方、回転体スイッチを用いた場合は、摺動子の摩耗に
よって、接触不良が発生し、計測エラーを生ずるおそれ
がある。また、電気光学結晶は高誘電率の結晶を電極で
挾んだ構成を有し大容量のコンデンサを形成する形とな
っているため、電極の短絡時に火花が発生することがあ
る。
よって、接触不良が発生し、計測エラーを生ずるおそれ
がある。また、電気光学結晶は高誘電率の結晶を電極で
挾んだ構成を有し大容量のコンデンサを形成する形とな
っているため、電極の短絡時に火花が発生することがあ
る。
本発明の直流電界測定装置は、電気光学効果素子に印加
する被測定電界を断続する電界環へい体と、この電界環
へい体を駆動する駆動源とを備えたものである及 〔作 用〕 電界環へい体を動かすことにより被測定電界が脈流化し
、電気光学結晶の空間電荷ならびに分極現象が防止され
る。
する被測定電界を断続する電界環へい体と、この電界環
へい体を駆動する駆動源とを備えたものである及 〔作 用〕 電界環へい体を動かすことにより被測定電界が脈流化し
、電気光学結晶の空間電荷ならびに分極現象が防止され
る。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
同図において、1は電気光学結晶としてB111Si0
2o(以下BSOと略記する)を用いた電気光学効果素
子であシ、この電気光学効果素子1に光ファイバ2Aを
介して光源(LED ’!たはレーザ)3の光を入射さ
せる一方、電気光学結晶を通過した光を、光ファイバ2
B を介し、てフォトダイオード4によシ受光している
。5はロックイン増幅器で、フォトダイオード4からの
出力信号はここで同期検波されて出力される。6は陰極
線管(CRT)ディスプレイである。
2o(以下BSOと略記する)を用いた電気光学効果素
子であシ、この電気光学効果素子1に光ファイバ2Aを
介して光源(LED ’!たはレーザ)3の光を入射さ
せる一方、電気光学結晶を通過した光を、光ファイバ2
B を介し、てフォトダイオード4によシ受光している
。5はロックイン増幅器で、フォトダイオード4からの
出力信号はここで同期検波されて出力される。6は陰極
線管(CRT)ディスプレイである。
ここで、電気光学効果素子1を挾んで、被測定電界Eの
方向に対向する電極板7および8を設けである。このう
ち電極板7は、電気光学効果素子1の1面に固定しであ
るが、電極板8は、第2図に示すような2枚羽状の回転
体で、軸9を中心として回転可能に構成されている。両
電極板7,8は相互に電気的に接続されている。これに
よシ、電極板8の回転につれ、その回転羽8Aもしくは
8Bと、これと同電位の電極板7とが電気光学効果素子
1を挾んで正対したときには、その間の電界は零となる
。つまシ、電気光学効果素子1に対し、被測定電界Eを
完全に遮へいする作用を有する。電極板7がさらに90
度回転すれば、被測定電界Eはそのまま電気光学効果素
子1に印加される。したがって、電極板8を一定速度で
回転すれば、電気光学効果素子1に印加する電界を一定
周期で断続する脈流とすることができる。
方向に対向する電極板7および8を設けである。このう
ち電極板7は、電気光学効果素子1の1面に固定しであ
るが、電極板8は、第2図に示すような2枚羽状の回転
体で、軸9を中心として回転可能に構成されている。両
電極板7,8は相互に電気的に接続されている。これに
よシ、電極板8の回転につれ、その回転羽8Aもしくは
8Bと、これと同電位の電極板7とが電気光学効果素子
1を挾んで正対したときには、その間の電界は零となる
。つまシ、電気光学効果素子1に対し、被測定電界Eを
完全に遮へいする作用を有する。電極板7がさらに90
度回転すれば、被測定電界Eはそのまま電気光学効果素
子1に印加される。したがって、電極板8を一定速度で
回転すれば、電気光学効果素子1に印加する電界を一定
周期で断続する脈流とすることができる。
電極板8を回転させる駆動源としては、本実施例ではエ
アモータ10を用い、これに導管11によシ導入した乾
燥窒素ガスを吹きつけて回転させている。この駆動源は
、例えば防爆形の電動機などを用いてもよいが、高い絶
縁性を保持し、放電による火花の発生を極力避けるため
に、電動機に代えて、エアモータを用いたものである。
アモータ10を用い、これに導管11によシ導入した乾
燥窒素ガスを吹きつけて回転させている。この駆動源は
、例えば防爆形の電動機などを用いてもよいが、高い絶
縁性を保持し、放電による火花の発生を極力避けるため
に、電動機に代えて、エアモータを用いたものである。
ガスは、不燃・絶縁性のものということで窒素ガスを用
いたが、乾燥空気等、絶縁性の高いものであればよい。
いたが、乾燥空気等、絶縁性の高いものであればよい。
吹きつける代シに、吸引することにより回転させてもよ
い。また、流体としてガスの代シに液体を用いてもよい
。例えば、計測対象が油である場合、その油自体を駆動
源に利用してもよい。さらに、多くの場合、あまシ長時
間継続的に計測する必要はないことから、ばね(ぜん貰
い)等を用いたモータを駆動源としてもよい。
い。また、流体としてガスの代シに液体を用いてもよい
。例えば、計測対象が油である場合、その油自体を駆動
源に利用してもよい。さらに、多くの場合、あまシ長時
間継続的に計測する必要はないことから、ばね(ぜん貰
い)等を用いたモータを駆動源としてもよい。
電極板7および8は、金属でもよいし、導電性プラスチ
ックのようなものでもよい。特に回転電極板8について
は、金属に比較し2て軽量の導電性プラスチックを用い
ることによシ、エアモータ9の負荷を軽くすることがで
きる。通常のプラスチック板に、スパッタリング等で金
属膜を形成したものを用いてもよい。また、電極板7は
、電気光学効果素子1に直接固定したが、ある程度能し
た位置に固定して配置してもよい。電極板としたが、膜
状でもよいことはいう1でもない。
ックのようなものでもよい。特に回転電極板8について
は、金属に比較し2て軽量の導電性プラスチックを用い
ることによシ、エアモータ9の負荷を軽くすることがで
きる。通常のプラスチック板に、スパッタリング等で金
属膜を形成したものを用いてもよい。また、電極板7は
、電気光学効果素子1に直接固定したが、ある程度能し
た位置に固定して配置してもよい。電極板としたが、膜
状でもよいことはいう1でもない。
第3図は、CRTディスプレイ6に表示された入出力波
形を示す。300vの直流電圧(電界Eに相当)からな
る入力波形(イ)に対し、はぼ正弦波形状の出力波形−
)が得られている。なお、同図において、横軸の1目盛
は2ms、縦軸上の1目盛は0,1■に相当する。
形を示す。300vの直流電圧(電界Eに相当)からな
る入力波形(イ)に対し、はぼ正弦波形状の出力波形−
)が得られている。なお、同図において、横軸の1目盛
は2ms、縦軸上の1目盛は0,1■に相当する。
また、第4図に入出力特性を示す。同図から明らかなよ
うに、きわめて良好か直線性が得られている。
うに、きわめて良好か直線性が得られている。
上述した実施例では、固定した電極板7と回転電極板8
とで電界遮へい体を構成したが、第5図に示すように、
同期して回転する2枚の電極板12.13を用いてもよ
い。上述した実施例の場合、固定した電極板7と回転す
る電極板8とを電気的に接続するための接続部が必要と
なる。これに対し、本実施例では2枚の電極板を回転さ
せる必要があるが、両極板は、機械的にも電気的にも全
く一体として回転するため、上述したような接続部の問
題は生じない。
とで電界遮へい体を構成したが、第5図に示すように、
同期して回転する2枚の電極板12.13を用いてもよ
い。上述した実施例の場合、固定した電極板7と回転す
る電極板8とを電気的に接続するための接続部が必要と
なる。これに対し、本実施例では2枚の電極板を回転さ
せる必要があるが、両極板は、機械的にも電気的にも全
く一体として回転するため、上述したような接続部の問
題は生じない。
また、上述した各実施例では、2枚の回転羽を備えた回
転電極板を用いたが、この形状は特に限定されるもので
はなく、例えば第6図に示すようなものであってもよい
。つiシ、単純に電界をオン・オフするためには、同図
(a)に示すように1枚の羽でもよい。ただ、羽が1枚
だと、回転させたときに−様な回転と々らず、片振れを
生ずるおそれがあり、その意味では複数の羽を回転軸の
まわシに均等に配置することが望ましい。さらに、多数
の羽をバランス良く形成するという製作上の問題が克服
されれば、羽の数を多くするととは、回転数をあまシ大
きくしなくても、出力信号の同期を短縮する効果がある
。
転電極板を用いたが、この形状は特に限定されるもので
はなく、例えば第6図に示すようなものであってもよい
。つiシ、単純に電界をオン・オフするためには、同図
(a)に示すように1枚の羽でもよい。ただ、羽が1枚
だと、回転させたときに−様な回転と々らず、片振れを
生ずるおそれがあり、その意味では複数の羽を回転軸の
まわシに均等に配置することが望ましい。さらに、多数
の羽をバランス良く形成するという製作上の問題が克服
されれば、羽の数を多くするととは、回転数をあまシ大
きくしなくても、出力信号の同期を短縮する効果がある
。
以上、1枚の平板からなる回転電極板について示したが
、立体的な構造、例えばプロペラ状の曲面を有する構造
や、第7図に示すように平板の一部に切シ起こしを設け
た構造などとしてもよい。
、立体的な構造、例えばプロペラ状の曲面を有する構造
や、第7図に示すように平板の一部に切シ起こしを設け
た構造などとしてもよい。
なお、これらの場合には、この回転電極板に流体を直接
当てて回転させることも可能である。
当てて回転させることも可能である。
さらに、このような回転方式の代シに、例えば第8図に
示したような電界遮へい体21を往復運動させることに
よシ、電気光学効果素子1に印加する被測定電界Eを断
続させてもよい。
示したような電界遮へい体21を往復運動させることに
よシ、電気光学効果素子1に印加する被測定電界Eを断
続させてもよい。
また、電気光学効果素子1を構成する電気光学結晶は、
’B S Oに限定されるものではない。特にこの結晶
として水晶を用いた場合には、Bsoなど一般に用いら
れる電気光学結晶の比誘電率が数十以上であるのに対し
、水晶のそれは約4で著しく小さく、空気に近づくため
に、静電界の測定にはきわめて望ましい。また、比誘電
率が小さいことは分極を生じにくいことであり、応答性
の良好なものが得られる利点も有している。
’B S Oに限定されるものではない。特にこの結晶
として水晶を用いた場合には、Bsoなど一般に用いら
れる電気光学結晶の比誘電率が数十以上であるのに対し
、水晶のそれは約4で著しく小さく、空気に近づくため
に、静電界の測定にはきわめて望ましい。また、比誘電
率が小さいことは分極を生じにくいことであり、応答性
の良好なものが得られる利点も有している。
以上説明したように、本発明によれば、電気光学効果素
子に印加する被測定電界を断続する電界遮へい体を用い
たことによシ、電気光学結晶の分極現象を防止できるた
め、直流電界の測定が可能になるとともに、脈動化によ
シ増幅等の電気的処理が容易となる。しかも、結晶は固
定しであるため、内部欠陥による感度の変動はなく、光
学系は安定し、回転に同期したノイズが生ずるようなこ
とは々い。また、回転体スイッチを用いる場合のように
摺動接触による火花が発生するおそれもなく、静電界を
測定する上で、静電気災害を防止するという観点からき
わめて有用である。
子に印加する被測定電界を断続する電界遮へい体を用い
たことによシ、電気光学結晶の分極現象を防止できるた
め、直流電界の測定が可能になるとともに、脈動化によ
シ増幅等の電気的処理が容易となる。しかも、結晶は固
定しであるため、内部欠陥による感度の変動はなく、光
学系は安定し、回転に同期したノイズが生ずるようなこ
とは々い。また、回転体スイッチを用いる場合のように
摺動接触による火花が発生するおそれもなく、静電界を
測定する上で、静電気災害を防止するという観点からき
わめて有用である。
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示す図で、第
1図は直流電界測定装置の構成を示す説明図、第2図は
回転する電極板(電界遮へい体〕の平面図、第3図は入
出力波形図、第4図は入出力特性を示す図、第5図は本
発明の他の実施例の構成を示す説明図、第6図および第
7図は回転する電極板の他の構成例を示す平面図および
斜視図、第8図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 1・・・・電気光学効果素子、2A、2B ・・・・
光ファイバ、3・・・・光源、4・・・・フォトダイオ
ード、7,8,12.13−・@φ電極板(電界遮へい
体)、10・・・・エアモータ、21・・・・電界遮へ
い体。
1図は直流電界測定装置の構成を示す説明図、第2図は
回転する電極板(電界遮へい体〕の平面図、第3図は入
出力波形図、第4図は入出力特性を示す図、第5図は本
発明の他の実施例の構成を示す説明図、第6図および第
7図は回転する電極板の他の構成例を示す平面図および
斜視図、第8図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 1・・・・電気光学効果素子、2A、2B ・・・・
光ファイバ、3・・・・光源、4・・・・フォトダイオ
ード、7,8,12.13−・@φ電極板(電界遮へい
体)、10・・・・エアモータ、21・・・・電界遮へ
い体。
Claims (1)
- 電気光学効果素子と、この電気光学効果素子に光を入射
させる手段と、電気光学効果素子を通過した光の量を検
出する手段とを備えた電界測定装置において、電気光学
効果素子に印加する被測定電界を断続する電界遮へい体
と、この電界遮へい体を駆動する駆動源とを備えたこと
を特徴とする直流電界測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171789A JPS6329263A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 直流電界測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61171789A JPS6329263A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 直流電界測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6329263A true JPS6329263A (ja) | 1988-02-06 |
Family
ID=15929719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61171789A Pending JPS6329263A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 直流電界測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6329263A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158767A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 電圧検出装置 |
| US5153427A (en) * | 1990-03-09 | 1992-10-06 | Hitachi, Ltd. | Optical d.c. voltage transformer |
| JP2020060529A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 春日電機株式会社 | 静電気測定装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54107782A (en) * | 1978-02-10 | 1979-08-23 | Ricoh Co Ltd | Ac type surface electrometer making use of fan |
-
1986
- 1986-07-23 JP JP61171789A patent/JPS6329263A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54107782A (en) * | 1978-02-10 | 1979-08-23 | Ricoh Co Ltd | Ac type surface electrometer making use of fan |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158767A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 電圧検出装置 |
| US5153427A (en) * | 1990-03-09 | 1992-10-06 | Hitachi, Ltd. | Optical d.c. voltage transformer |
| JP2020060529A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 春日電機株式会社 | 静電気測定装置 |
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