KR20030096777A - Optical fiber position sensor using dual-side reflecting measurement mode - Google Patents

Optical fiber position sensor using dual-side reflecting measurement mode Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An optical fiber displacement sensor by using a dual-side reflective measurement is provided to reduce noise and to obtain precise displacement signal by inputting two signals into a differential amplifier and a measuring amplifier. CONSTITUTION: An optical fiber displacement sensor(100) includes a sensor section having displacement sensors at upper and lower surfaces thereof and a displacement signal amplifying section(200). The displacement sensor has a moving member(150), a pair of light transmissive optical fiber and light receiving optical fiber(130,140), a light source(110) for radiating light through the light transmissive optical fiber(130), and a light receiving section(120) for receiving light through the light receiving optical fiber(140). The displacement signal amplifying section(200) includes a pair of photo-electronic converters(210,220) and a differential amplifier(230).

Description

양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서{OPTICAL FIBER POSITION SENSOR USING DUAL-SIDE REFLECTING MEASUREMENT MODE}Optical Fiber Displacement Sensor Using Double-sided Reflection Measuring Method {OPTICAL FIBER POSITION SENSOR USING DUAL-SIDE REFLECTING MEASUREMENT MODE}

본 발명은 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber displacement sensor using a double-sided reflection measuring method.

보다 상세하게는 양면 반사 측정방식을 이용한 광파이버의 변위 센서방식을 이용하여 변위신호를 검출하기 위한 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to an optical fiber displacement sensor using a double-sided reflection measurement method for detecting a displacement signal using a displacement sensor method of an optical fiber using a double-sided reflection measurement method.

자연계의 물리현상은 상호 영향아래 끊임없는 변형과 이동에 따른 변화를 낳고 있다. 이러한 현상을 신호로서 측정하거나 검출하기 위해 이용되는 가장 기본적인 소자가 변위(displacement) 센서이다.The physical phenomena of the natural world are bringing about changes due to constant deformation and movement under mutual influence. The most basic element used to measure or detect this phenomenon as a signal is a displacement sensor.

상기 변위 센서는 광범위하게 산업분야의 계측에서 단순한 거리측정 개념이 아닌 이동체가 일직선상의 제한된 일정한 길이에 대하여 미소한 크기의 변화를 보일 때, 그 크기변화를 측정하여야 하는 경우에도 많이 사용되고 있다. 특히, 정밀계측에는 미소변위를 측정하는 기술이 필수적으로 요구된다. 변위센서에는 콘덴서의 유전체의 거리(D)에 대한 용량변화를 이용한 커패시터(capacitor) 방법과 레이저의 직진성을 이용하는 레이저 방법, 그리고 압전 효과를 잘 발생하는 재료를 이용하는 압전 소자 (piezoelectric device)에 의한 방법이 있다. 또한 변압기를 이용한 선형차동변압기 (liner variable differential transformer : LVDT)의 방법 이외에 광섬유 방식을 이용해서도 측정될 수 있다.The displacement sensor is widely used in the case of measuring the change in size when the moving object shows a small change in size over a limited constant length in a straight line rather than a simple distance measuring concept in industrial measurement. In particular, precision measurement requires an essential technique for measuring small displacements. The displacement sensor includes a capacitor method using a capacitance change with respect to the distance D of a capacitor, a laser method using a straightness of a laser, and a piezoelectric device using a material that exhibits a piezoelectric effect. There is this. In addition to the method of linear variable transformer (LVDT) using a transformer can also be measured using a fiber optic method.

특히 광섬유 방식의 경우 센서와 측정대상이 비접촉 방식으로 측정이 이루어질 수 있으며 그 구조가 단순하다는 장점이 있다. 광섬유를 이용하여 변위를 측정하는 방식이 적용된 변위센서는 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 투광(投光) 광섬유와 수광(受光) 광섬유가 1조로 구성되어 사용된다. 그리고 광감도를 높이기 위해 투광 광섬유가 1개, 수광 광섬유가 2개로 대칭적으로 사용될 수도 있다.In particular, in the optical fiber method, the sensor and the measurement target may be measured in a non-contact manner, and the structure thereof is simple. In the displacement sensor to which the displacement measuring method is applied using the optical fiber, as shown in FIG. 1, a light transmitting optical fiber and a light receiving optical fiber are used. In addition, one light transmitting optical fiber and two light receiving optical fibers may be symmetrically used to increase light sensitivity.

상기 변위센서(10)의 동작과정을 보면, 투광 광섬유(13)에 레이저나 LED를 광원(11)으로 하여 일정량의 광량을 투광 광섬유(13)로 보내고 측정대상(15)의 표면에 반사되어 나온 빛을 다시 수광 광섬유(14)로 받는다. 이때, 측정 표면의 미소한 변위의 발생은 광의 반사각도를 변화시켜 수광 광섬유(14)의 수광 량을 변화시킬 것이며 이는 광강도(light intensity)의 변화로서 광전변환기(20)의 입력에 가해진다. 광전변환기(20)를 통해 광강도에 비례하는 광출력전압을 얻을 수 있으며 이는 바로 측정대상의 반사표면과 센서까지의 거리(d)의 변화인 변위()의 함수가 된다.Referring to the operation of the displacement sensor 10, the laser beam or LED as the light source 11 to the light transmission optical fiber 13 to send a certain amount of light to the light transmission optical fiber 13 and reflected to the surface of the measurement target 15 The light is received by the light receiving optical fiber 14 again. At this time, the occurrence of a slight displacement of the measurement surface will change the reflection angle of the light to change the amount of light received by the light receiving optical fiber 14, which is applied to the input of the photoelectric converter 20 as a change in light intensity. Through the photoelectric converter 20, an optical output voltage proportional to the light intensity can be obtained. ) Function.

즉, 상기와 같은 변위센서는 투광, 수광 광섬유(13)(14)에 공통으로 주어지는 일정량의 광강도로 인해 신호와 관계없이 일정량의 직류성분을 센서(10)에서 발생하게 한다. 실제 신호보다 큰 직류성분의 출력은 광섬유 방식의 변위검출의 정확성을 모호하게 한다는 문제점이 있었다.That is, the displacement sensor as described above causes a certain amount of direct current component to be generated in the sensor 10 irrespective of the signal due to a certain amount of light intensity which is commonly given to the light transmitting and receiving optical fibers 13 and 14. The output of a DC component larger than the actual signal has a problem of obscuring the accuracy of the displacement detection of the optical fiber method.

또한 상기와 같은 변위센서는 다른 스트레인 게이지 비롯한 방식으로 변위를 측정하는 것에 비해 주변의 잡음(외란)에 민감하여 이를 제거하기 위한 신호처리나 복잡한 회로설계를 요구한다는 문제점이 있었다.In addition, the displacement sensor as described above has a problem in that it is sensitive to ambient noise (disturbance) and requires signal processing or complicated circuit design to remove the displacement, compared to other strain gauges and the like.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 투광 광섬유와 파이버 광파이버를 이용한 기존의 한쪽 면에서만 측정해 왔던 단면 변위측정방식을 동일한 조건의 양면에서 측정함으로써 차동 변위 신호를 발생하게 하게 한다. 양면에 대한 2개의 신호를 차동 증폭기나 계측 증폭기에 입력시켜 이용함으로써 공통으로 주어지는 광신호와 주변잡음을 제거하고 변위에 대한 신호만을 효과적으로 증폭시킴으로써 보다 명확한 변위신호를 얻기 위한 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to generate a differential displacement signal by measuring the cross-sectional displacement measurement method that has been measured only on one side of the existing using a transparent optical fiber and a fiber optical fiber on both sides of the same conditions . By using two signals on both sides as input to differential amplifier or instrumentation amplifier, optical fiber using double-sided reflection measurement method to get clearer displacement signal by removing common optical signal and ambient noise and effectively amplifying only signal for displacement To provide a displacement sensor.

도 1은 종래 기술에 따른 광섬유 변위센서의 구성을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the configuration of an optical fiber displacement sensor according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서의 구성을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a configuration of an optical fiber displacement sensor using a double-sided reflection measuring method according to the present invention;

도 3a는 도 2에 적용된 센서부의 제 1 실시 예,3A illustrates a first embodiment of a sensor unit applied to FIG. 2;

도 3b는 도 2에 적용된 센서부의 제 2 실시 예,3B is a view illustrating a second embodiment of the sensor unit applied to FIG. 2;

도 4는 변위가 발생되는 탄성체 반사면의 변화를 도시한 도면,4 is a view showing a change in the reflection surface of the elastic body in which displacement occurs;

도 5a는 도 2에 적용된 센서부의 제 3 실시 예,5A illustrates a third embodiment of the sensor unit applied to FIG. 2;

도 5b는 도 2에 적용된 센서부의 제 4 실시 예,5B illustrates a fourth embodiment of the sensor unit applied to FIG. 2;

도 5c는 제 3 및 제 4 실시 예에서 변위가 발생되는 탄성체 반사면의 변화를 도시한 도면이다.FIG. 5C is a view showing a change in the reflective surface of the elastic body in which displacement is generated in the third and fourth embodiments.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 센서부100: sensor

110 : 광원부 120 : 수광부110: light source unit 120: light receiving unit

130 : 투광 광섬유 140 : 수광 광섬우130: transmitting optical fiber 140: light receiving optical rain

150 : 이동체 반사면 160 : 광원부150: moving object reflection surface 160: light source

170 : 수광부170: light receiver

200 : 변위신호 증폭부200: displacement signal amplifier

210, 220 : 광전변환기 230 : 차동증폭기210, 220: photoelectric converter 230: differential amplifier

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예는, 광섬유 변위센서에 있어서, 변위를 발생하는 피측정체를 중심으로 상, 하 양면에 변위센서를 고정시켜 이루어지는 센서부; 및 상기 센서부로부터 입력되는 광신호를 전압으로 변환시켜 변위신호를 출력하는 변위신호 증폭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서로서, 상술한 과제를 해결한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, an embodiment of the present invention, the optical fiber displacement sensor, the sensor unit which is fixed to the upper and lower both sides of the displacement sensor around the object to generate the displacement; And a displacement signal amplifying unit configured to convert an optical signal input from the sensor unit into a voltage and output a displacement signal, thereby solving the above-mentioned problems.

또한, 상기 센서부는 변위를 발생하는 광반사면을 갖는 이동체 반사면이 투명 광섬유, 수광 광섬유와 독립적으로 구성되며, 상기 이동체 반사면의 직선이동에 의해 발생하는 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한광섬유 변위센서로서, 상술한 과제를 해결한다.In addition, the sensor unit is a reflection reflector having a light reflecting surface for generating a displacement is configured independently of a transparent optical fiber, a light receiving optical fiber, double-sided reflection measurement, characterized in that for measuring the displacement generated by the linear movement of the reflector As an optical fiber displacement sensor using the method, the above-mentioned subject is solved.

또한 상기 센서부는, 지지대에 탄성체 반사면이 고정, 설치되고, 상기 탄성체 반사면을 중심으로 투광 광섬유에 결합된 수광 광섬유가 설치되어, 상기 탄성체에 의해 발생되는 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서로서, 상술한 과제를 해결한다.In addition, the sensor unit, the elastic reflection surface is fixed and installed on the support, the light receiving optical fiber coupled to the light transmission optical fiber is installed around the elastic reflection surface, the double-sided reflection, characterized in that for measuring the displacement generated by the elastic body As an optical fiber displacement sensor using a measuring method, the above-mentioned subject is solved.

그리고, 상기 변위신호 증폭부는, 상기 센서부로부터 입력되는 광신호를 전압으로 변환시켜 출력하는 복수의 광전변환기와 상기 복수의 광전변환기를 통해 입력되는 공통신호분을 제거하고 차신호만을 증폭시켜 변위신호를 출력하는 차동증폭기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서로서, 상술한 과제를 해결한다.The displacement signal amplifying unit removes a plurality of photoelectric converters for converting an optical signal input from the sensor unit into a voltage and outputs a common signal inputted through the plurality of photoelectric converters, and amplifies only the difference signal. An optical fiber displacement sensor using a double-sided reflection measuring method, characterized in that it comprises a differential amplifier for outputting the above, to solve the above problems.

이하, 본 발명의 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the optical fiber displacement sensor using the double-sided reflection measuring method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an optical fiber displacement sensor using a double-sided reflection measuring method according to the present invention.

첨부 도면 도 2에 도시된 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서(100)의 구성은 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위 센서방식을 이용하여 변위신호를 검출하는 것으로서, 첨부 도면 도 1과 같은 한쪽 면에서만 측정해 왔던 단면 변위 측정방식인 종래의 구성에서 변위를 발생하는 피측정체(150)를 중심으로 상, 하 양면에 변위센서를 고정시켜 센서부(100)를 구성한다.The configuration of the optical fiber displacement sensor 100 using the double-sided reflection measurement method shown in Figure 2 is to detect the displacement signal using the optical fiber displacement sensor method using the double-sided reflection measurement method, one side as shown in FIG. The sensor unit 100 is configured by fixing displacement sensors on both sides of the upper and lower sides of the measurement object 150 generating the displacement in the conventional configuration, which is a cross-sectional displacement measurement method that has been measured only.

상기 변위센서는 반사면을 갖는 이동체(150)와 투광, 수광광섬유(130)(140)의 2개조로(A, B조), 그리고 투광 광섬유(130)를 통해 일정량의 광을 투사하기 위한 광원부(110), 예를 들면 LED, 레이저, 일반광원 등과 수광 광섬유(140)를 통해 빛의 광도를 수광하는 포토 트랜지스터 또는 포토 다이오드로 이루어진 수광부(120)로 구성된다.The displacement sensor is a light source unit for projecting a predetermined amount of light through the two groups (A, B) of the movable body 150 and the light-receiving optical fiber 130, 140 having a reflective surface, and the light-transmitting optical fiber 130. 110, for example, the LED, a laser, a general light source, and the like, and a light receiving unit 120 made of a photo transistor or a photodiode that receives light intensity through the light receiving optical fiber 140.

상기 센서부(100)는 첨부 도면 도 3a에 도시된 바와 같이 상하 이동이 가능하도록 설치된 이동체 반사면(150)을 중심으로 투광 광섬유(130)에 결합된 수광 광섬유(140)가 설치되어 구성되는 첫 번째 방식과 첨부 도면 도 3b에 도시된 바와 같이 지지대(180)에 탄성체 반사면(150a)이 고정, 설치되고, 상기 탄성체 반사면(150a)을 중심으로 투광 광섬유(130)에 결합된 수광 광섬유(140)가 설치되어 구성되는 두 번째 방식과 도면으로 도시하지 않았으나 상기와 같이 광섬유를 사용하지 않고 직접 LED와 포토다이오드를 이용하는 방식으로 구현된다.As shown in FIG. 3A, the sensor unit 100 includes a first light receiving optical fiber 140 coupled to a light transmitting optical fiber 130 around a moving object reflecting surface 150 installed to move upward and downward. 3B and a light receiving optical fiber coupled to the light transmitting optical fiber 130 around the elastic reflecting surface 150a, the elastic reflecting surface 150a being fixed and installed on the support 180 as shown in FIG. Although not shown in FIG. 2 and the second method in which the 140 is installed and configured, the LED and the photodiode are directly implemented without using the optical fiber as described above.

즉, 상기 센서부(100)를 구현하는 첫 번째 방식은 변위를 발생하는 광반사면을 갖는 이동체 반사면(150)이 측정 광섬유부인 투명 광섬유, 수광 광섬유(130)(140)와 독립되어 있으며, 이동체 반사면(150)의 직선이동에 의해 발생하는 변위를 측정할 수 있도록 하는 방식이다.That is, in the first method of implementing the sensor unit 100, the moving object reflecting surface 150 having the light reflecting surface generating displacement is independent of the transparent optical fiber and the light receiving optical fiber 130, 140 which are the measuring optical fiber parts. The displacement caused by the linear movement of the reflective surface 150 can be measured.

다음 상기 센서부(100)를 구현하는 두 번째 방식은 광 반사면으로 이루어진 이동체(150a)가 탄성체로 이루어져 있으며, 지지대(180)의 중심에 고정시켜 탄성체에 의해 발생되는 변위를 측정하는 방식이다.Next, the second method of implementing the sensor unit 100 is a movable body 150a made of a light reflecting surface made of an elastic body, and is fixed to the center of the support 180 to measure the displacement generated by the elastic body.

마지막으로 도면으로 도시되지 않은 세 번째 방식은 투광, 수광 광섬유를 사용하지 않고 LED와 포토다이오드만을 개별적으로 구성하거나 커플러 형태(couplertype)로 구성하여 변위를 직접 측정하는 방식이다.Finally, the third method, which is not shown in the drawing, is a method of directly measuring displacement by individually configuring an LED and a photodiode or a coupler type without using a light transmitting and receiving optical fiber.

그리고, 첨부 도면 도 2의 변위신호 증폭부(200)는 2개의 광전변환기(210)(220)와 차동증폭기(230)로 구성된다. 상기 차동증폭기(230)는 OP-Amp의 계측 증폭기로 구성될 수 있다.In addition, the displacement signal amplifier 200 of FIG. 2 includes two photoelectric converters 210 and 220 and a differential amplifier 230. The differential amplifier 230 may be configured as an instrumentation amplifier of OP-Amp.

그리고 상, 하의 2개조의 광섬유(130)(140)로부터 검출된 변위에 따른 광신호는 수광부(120)를 통해 광전변환기(210)(220)로 전송되고, 광전변환기(210)(220)는 수신된 광신호를 광강도에 따른 전압신호로 각각 변환시킨다. 상기와 같이 광전변환기(210)(220)에 의해 각각 변환된 광전신호는 다시 차동증폭기(230)에 입력되며, 상기 차동증폭기(230)는 2개의 광전변환기(210)(220)에서 출력된 광출력 전압신호에서 공통신호분을 제거하고 차신호만을 증폭하며, 상기 증폭된 신호를 변위신호로 출력한다.And the optical signal according to the displacement detected from the two sets of optical fiber 130, 140 is transmitted to the photoelectric converters 210, 220 through the light receiving unit 120, the photoelectric converters 210, 220 Each of the received optical signals is converted into a voltage signal according to the light intensity. As described above, the photoelectric signals respectively converted by the photoelectric converters 210 and 220 are input to the differential amplifier 230, and the differential amplifiers 230 output light from the two photoelectric converters 210 and 220. The common signal is removed from the output voltage signal, only the difference signal is amplified, and the amplified signal is output as a displacement signal.

한편, 도 3a와 같이 반사면을 갖는 이동체(150)에 투광, 수광 광섬유(130)(140)를 2개조로(A, B조)하여 센서부(100)를 구성하고 변위를 각각 측정한다. 이때 이동체 반사면(150)으로부터 광섬유 첨단 표면까지의 거리를 D라 하고, 탄성체의 변화로 인해 발생한 변위를라 한다.On the other hand, as shown in FIG. 3A, the light transmitting and receiving optical fibers 130 and 140 are formed into two sets (A and B sets) on the movable body 150 having the reflecting surface to configure the sensor unit 100 and the displacements are respectively measured. At this time, the distance from the moving object reflecting surface 150 to the optical fiber tip surface is referred to as D, and the displacement caused by the change of the elastic body is It is called.

또한, 도 4와 같이 탄성체 반사면(150a)이 상측으로 이동하여 변위가 발생된다면 A조의 광섬유(130)(140)와, 반사표면까지의 실효거리는 D-가 되고, 센서부(100)의 광출력은 거리 D의 함수이므로 A조 광섬유의 경우 광전변환기()를 통해 얻은 A조 광출력 전압은 VA(out)=V(D-)이 된다.Also, as shown in FIG. 4, the elastic reflection surface 150a is moved upward and displaced. Is generated, the effective distance to the A-type optical fibers 130 and 140 and the reflective surface is D- Since the light output of the sensor unit 100 is a function of the distance D, in the case of group A optical fiber, the group A light output voltage obtained through the photoelectric converter () is V A (out) = V (D− )

상기 A조의 광섬유와 동일한 방식으로 B조 광섬유에 대한 광출력 전압을 산출하는 경우 광출력 전압은 VB(out)=V(D+)이 된다. 따라서 이 출력신호를 차동증폭기(230)에 입력시킨다면, 차동증폭기(230)의 전압이득의 관계식으로부터When calculating the optical output voltage for the group B optical fiber in the same manner as the optical fiber of the group A, the optical output voltage is V B (out) = V (D + ) Therefore, if this output signal is inputted to the differential amplifier 230, the equation of the voltage gain of the differential amplifier 230

V1= VA(out) ,V2= VB(out)으로 하면,If V 1 = V A (out), V 2 = V B (out) ,

Vout=A(V2-V1)= A{V(D+)-V(D-)}Vout = A (V 2 -V 1 ) = A {V (D + ) -V (D- )}

= A{V(D) +V() -V(D) +V()}= A {V (D) + V ( ) -V (D) + V ( )}

= 2AㆍV() -------(수식)= 2AV ) -------(Equation)

상기 수식으로부터, 본 발명이 적용된 센서부(100)가 일반적인 변위센서(10)보다 변위에 대한 감도를 2배로 증가시키며, 공통 직류성분인 V(D)를 효과적으로 제거시킨다.From the above equation, the sensor unit 100 to which the present invention is applied increases the sensitivity to displacement by two times than the general displacement sensor 10, and effectively removes the common DC component V (D).

그리고, 첨부 도면 도 5a 및 도 5b는 탄성체 반사면(150a) 및 이동체 반사면(150)의 일측에 이동자(190)가 설치되며, 상기 이동자(190)에 의해 전달되는 힘에 의해 탄성체(150a)가 첨부 도면 도 5c와 같이 변화되고, 상기와 같은 탄성체(150a)의 변화로 인해 발생한 변위인'를 상기 광전변환기(210)(220)로 입력시켜 광출력 전압을 산출하고, 산출된 광출력 전압을 상기 차동증폭기(230)로 입력시켜 변위신호가 출력되도록 한다.5A and 5B, the mover 190 is installed at one side of the elastic reflector 150a and the movable reflector 150, and the elastic body 150a is provided by a force transmitted by the mover 190. Is changed as shown in FIG. 5C and is a displacement generated due to the change of the elastic body 150a as described above. Wow 'Is input to the photoelectric converters 210 and 220 to calculate an optical output voltage, and the calculated optical output voltage is input to the differential amplifier 230 to output a displacement signal.

상기와 같은 본 발명은 변위센서, 진동센서, 의료기기의 혈압측정용 센서, 맥파센서, 혈류측정용 센서 등에 활용될 수 있다.The present invention as described above may be utilized in a displacement sensor, a vibration sensor, a blood pressure measurement sensor, pulse wave sensor, blood flow measurement sensor of the medical device.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated that this can be changed.

이와 같은 본 발명은 투광 광섬유와 파이버 광파이버를 이용한 기존의 한쪽 면에서만 측정해 왔던 단면 변위측정방식을 동일한 조건의 양면에서 측정함으로써 차동 변위 신호를 발생하게 하게 한다. 양면에 대한 2개의 신호를 차동 증폭기나 계측 증폭기에 입력시켜 이용함으로써 공통으로 주어지는 광신호와 주변잡음을 제거하고 변위에 대한 신호만을 효과적으로 증폭시킴으로써 보다 명확한 변위신호를 얻을 수 있도록 하는 효과를 달성한다.The present invention allows the differential displacement signal to be generated by measuring the cross-sectional displacement measurement method, which has been measured only on one side using a light transmitting optical fiber and a fiber optical fiber, on both sides of the same conditions. By inputting two signals on both sides to a differential amplifier or an instrumentation amplifier, the effect of removing a common optical signal and ambient noise and effectively amplifying only a signal for displacement is achieved to obtain a clearer displacement signal.

Claims (4)

광섬유 변위센서에 있어서,In the optical fiber displacement sensor, 변위를 발생하는 피측정체를 중심으로 상, 하 양면에 변위센서를 고정시켜 이루어지는 센서부; 및A sensor unit configured to fix displacement sensors on both upper and lower surfaces about a measurement target generating displacement; And 상기 센서부로부터 입력되는 광신호를 전압으로 변환시켜 변위신호를 출력하는 변위신호 증폭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서.And a displacement signal amplifying unit converting the optical signal input from the sensor unit into a voltage to output a displacement signal. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는The method of claim 1, wherein the sensor unit 변위를 발생하는 광반사면을 갖는 이동체 반사면이 투명 광섬유, 수광 광섬유와 독립적으로 구성되며, 상기 이동체 반사면의 직선이동에 의해 발생하는 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서.Moving object reflecting surface having a light reflecting surface generating a displacement is configured independently of a transparent optical fiber, a light receiving optical fiber, and the displacement of the optical fiber using the double-sided reflection measuring method, characterized in that for measuring the displacement generated by the linear movement of the reflector sensor. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는,The method of claim 1, wherein the sensor unit, 지지대에 탄성체 반사면이 고정, 설치되고, 상기 탄성체 반사면을 중심으로 투광 광섬유에 결합된 수광 광섬유가 설치되어, 상기 탄성체에 의해 발생되는 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서.An optical fiber using a double-sided reflection measuring method, characterized in that the elastic reflection surface is fixed and installed on the support, and a light receiving optical fiber coupled to the light transmitting optical fiber is installed around the elastic reflection surface to measure the displacement generated by the elastic body. Displacement sensor. 제 1 항에 있어서, 상기 변위신호 증폭부는,The method of claim 1, wherein the displacement signal amplifier, 상기 센서부로부터 입력되는 광신호를 전압으로 변환시켜 출력하는 복수의 광전변환기와 상기 복수의 광전변환기를 통해 입력되는 공통신호분을 제거하고 차신호만을 증폭시켜 변위신호를 출력하는 차동증폭기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양면 반사 측정방식을 이용한 광섬유 변위센서.It includes a plurality of photoelectric converters for converting the optical signal input from the sensor unit to a voltage and output a plurality of photoelectric converters and a differential amplifier for outputting a displacement signal by amplifying only the difference signal and the common signal input through the plurality of photoelectric converters; Optical fiber displacement sensor using a double-sided reflection measuring method, characterized in that configured.
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