SE414082B - FIBEROPTICAL METDON - Google Patents
FIBEROPTICAL METDONInfo
- Publication number
- SE414082B SE414082B SE7810643A SE7810643A SE414082B SE 414082 B SE414082 B SE 414082B SE 7810643 A SE7810643 A SE 7810643A SE 7810643 A SE7810643 A SE 7810643A SE 414082 B SE414082 B SE 414082B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fiber
- measuring
- sensor
- signal
- current
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 61
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/248—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using a constant light source and electro-mechanically driven deflectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
15 20 25 50 55 78106113-2 2 Uppfinningen är närmare exemplifierad i bifogade figurer, av vilka figur 1 visar ett fiberoptískt AC-spänningsmätdon med en piezoelektrisk bimorf modulator. Figur- 2 visar en temperaturkompenserad bimorf modulator, där ljus med två olika våglängder används. Figur 5 visar ett fiberoptiskt mät- don med två piezoelektriska staplar, figur 4 med piezoelektriska polymerer. The invention is further exemplified in the accompanying figures, of which Figure 1 shows a fiber optic AC voltage measuring device with a piezoelectric bimorph modulator. Figure 2 shows a temperature-compensated bimorph modulator, where light with two different wavelengths is used. Figure 5 shows a fiber optic measuring device with two piezoelectric stacks, Figure 4 with piezoelectric polymers.
I figur 5 visas modulation medelst magnetisk Icraftverkan mellan en ström-_ genomfluten spole och ett magxetiskt fält från en pemanentmagzxet, och figur 6 en variant på. detta. Figur 7 visar en givare med magnetisk Imaft- verkan mellan en strömgenomfluten spole och en mjukjärnsbit, och figur 8 samverkan mellan två strömgenomflutna spolar. Figur 9 visar en givare med elektrostatisk kraftverkan mellan metallmembran, och figur 10 d:o med ferro- elektriskt material. Figur 11 visar ett modulatiflonsdon med en längdutvidg- ningskropp och figur 12 med två bimetallorgan.Figure 5 shows modulation by magnetic force acting between a current-carrying coil and a magnetic field from a permanent magnetic field, and Figure 6 shows a variant of. this. Figure 7 shows a sensor with a magnetic Ima effect between a current flowing coil and a piece of soft iron, and Figure 8 shows the interaction between two current flowing coils. Figure 9 shows a sensor with electrostatic force action between metal membranes, and Figure 10 d: o with ferroelectric material. Figure 11 shows a modulation device with a length extension body and Figure 12 with two bimetallic members.
I figur 1 visas ett fiberoptiskt don för ström- och eller spänningsmätning, där mätspäxmingen U påverkar en 'nimorf piezoelektrisk, optisk modulator 6.Figure 1 shows a fiber optic device for current and / or voltage measurement, where the measurement voltage U affects a non-morph piezoelectric optical modulator 6.
Ljus utsändes från ljusláillaxi, lysdioden 1, via den ljusledande fibern 2, fiberförgreningen 5 och den gemensamma fibern 4 in i en givare 9. Den gemen- samma fibern 4 avslutas omedelbart framför en spegel 5. Denna spegel (inom givaren) reflekterar en del av det från fibern 4 utgående ljuset tillbaka in i fibern 4, och därifrån går en del av ljuset via förgreningen 5 till fibern 10 och därifrån vidare till fotodioden 11.Light is emitted from the light-emitting diode, the LED 1, via the light-conducting fiber 2, the fiber branch 5 and the common fiber 4 into a sensor 9. The common fiber 4 terminates immediately in front of a mirror 5. the light emanating from the fiber 4 back into the fiber 4, and from there a part of the light goes via the branch 5 to the fiber 10 and from there on to the photodiode 11.
Flätspäxmingen U är via tilledningarna 8 påförd givaren 9 vid de två kontakt- purlkterna 7, kopplade till elektroderna hos det bimorfa, alternativt multi- morfa piezoelektriska elementet 6, som på grund av den piezoelektriska effek- ten böjes av det pålagda elektriska fältet. Denna böjning av elementet 6 vidarebefordras till den på den yttre delen av elementet 6 placerade spegeln 5, och höjningen kommer att detekteras av fibern 6. Spegeln 5 kommer således att förflyttas uppåt eller nedåt i beroende av mätspänningens U värde.The braid voltage U is applied via the leads 8 to the sensor 9 at the two contact points 7, connected to the electrodes of the bimorph, alternatively multimorph piezoelectric element 6, which is bent by the applied electric field due to the piezoelectric effect. This bending of the element 6 is passed on to the mirror 5 placed on the outer part of the element 6, and the elevation will be detected by the fiber 6. The mirror 5 will thus be moved up or down depending on the value of the measuring voltage U.
För stabilisering av fiberoptiken och optoelektrcniken används lågfrekvens- komponenterna av den i en förstärkare 12 förstärkta fotoströmmen, som in- kommer via fotodioden 11. Denna ström komer att via ett lágpassfilter 13 och skillnadsbildaren 14 samt regulatorn 15 och drivkretsen 16 att ställa in lysdiodströmmen hos lysdioden 1. lfitsigrxalen erhålles från samma förstärkare 12 via högpassfiltret 17 och kan avläsas vid ett mätinstrument 18. Man kan ' exempelvis tänka. sig att fibern 4 böjas olika, att fotodioden åldras liksom lysdioden, och att drivning med temperaturen kan äga rum, men detta kompen- -seras på. visat sätt genom återföringen via förstärkaren 12 och lågpassfiltret 13. 10 15 25 30 55 7810643-2 I figur 2 visas en anordning med ett fiberoptiskt spänningsmätningsdon, där mätspänningen U påföres givaren 49 och får påverka ett piezoelektriskt ele- ment 34 vid elektroderna 33. En oscillator 20 modulerar via ett drivsteg 21 ljuset från en lysdiod 22 med en frekvens f1. En andra oscillator 25 modu- lerar via ett drivsteg 26 ljuset från en andra lysdiod 27 med en frekvens fa, skild från f1. Lysdioderna 22 och 27 ger ljus av olika våglängd (Å1 resp Åz), som leds på. ljusledarfibrer 23 resp 28 och sammanföra i en fiberförgrening 24 till en gemensam ljusledarfiber 29. Denna. går via en fiberförgrening 30 till en ljusledarfiber 31, som avslutas invid en spegel 36 i givaren 49. Mellan fiber-änden och spegeln 36 är anordnad en skärm 35 i form av ett optiskt filter. Detta filter släpper igenom signaler med ett visst våglängdsområde men spärrar för signaler med ett annat våglängdsområde. Filtret 35 sitter fixerat på ett bimorft, alternativt multimorft piezoelektriskt element 34, till vilket mätspäxmingen U är ansluten via mätledningarna 32 och dess kon- taktpurficter 33. Den piezoelektriska effekten gör att det pålagda elektriska fältet ger upphov till en utböjning hos elementet, och därigenom erhålles en förskjutning av skärmen 35 framför fiber-änden. För att reducera inverkan av temperaturen sitter fibern fixerad vid ett piezoelektriskt element 37 av samma material som elementet 34, dvs det element som påfördes spänningen U. Inte- ferensfiltret har egenskapen att det släpper igenom ljusvåglängden Å 1 men inte /\2. Ljuset som återkastas från spegeln 36 går tillbaka genom fibern 31, och en del av detta går via fiberförgreningen 30 till en fiber 38. Ljussigna- lerna omvandlas till elektrisk form i en fotodiod 39 och en fotoströmförstär- kare 40. Komponenterna av frekvens f1 och f2 separeras och demoduleras genom bandpassfilter 41 resp 44 (f1, fz), liIQ-iktare 42 resp 45 och lågpassfilter 43 resp 46. Signalen ut från lågpassfiltret 43 påverkas inte av skär-mens läge, då den ju är utförd att släppa igenom våglängden Å 1 och således är oberoende av sätsignalen. Utsignalen till ett instrument 46 tas som kvoten mellan sig- nalerna från 46 och 43. Utsigrxalen från lågpassfiltret 46 blir beroende av skär-mens 35 läge och blir således modulerad i enlighet med mätsigxaalen U.For stabilization of the fiber optics and optoelectronics, the low-frequency components of the photocurrent amplified in an amplifier 12, which comes in via the photodiode 11, are used. This current will be set via a low-pass filter 13 and the difference generator 14 and the regulator 15 and the drive circuit 16 The l igr tsigrxalen is obtained from the same amplifier 12 via the high-pass filter 17 and can be read at a measuring instrument 18. One can think, for example. that the fiber 4 is bent differently, that the photodiode ages as well as the LED, and that driving with the temperature can take place, but this is compensated for. shown by the feedback via the amplifier 12 and the low-pass filter 13. Figure 2 shows a device with a fiber optic voltage measuring device, where the measuring voltage U is applied to the sensor 49 and is allowed to act on a piezoelectric element 34 at the electrodes 33. oscillator 20 modulates via a drive stage 21 the light from an LED 22 with a frequency f1. A second oscillator 25 modulates via a drive stage 26 the light from a second LED 27 with a frequency fa, different from f1. LEDs 22 and 27 provide light of different wavelengths (Å1 and Åz), which are conducted on. fiber optic fibers 23 and 28, respectively, and join in a fiber branch 24 into a common fiber optic fiber 29. This. goes via a fiber branch 30 to a light guide fiber 31, which terminates next to a mirror 36 in the sensor 49. Between the fiber end and the mirror 36 a screen 35 in the form of an optical filter is arranged. This filter passes signals with a certain wavelength range but blocks signals with a different wavelength range. The filter 35 is fixed on a bimorph, alternatively multimorph piezoelectric element 34, to which the measuring voltage U is connected via the measuring lines 32 and its contact points 33. The piezoelectric effect causes the applied electric field to give rise to a deflection of the element, and thereby a displacement of the screen 35 in front of the fiber end. To reduce the effect of the temperature, the fiber is fixed to a piezoelectric element 37 of the same material as the element 34, ie the element to which the voltage U is applied. The interference filter has the property that it transmits the light wavelength Å 1 but not / \ 2. The light reflected from the mirror 36 goes back through the fiber 31, and part of it goes via the fiber branch 30 to a fiber 38. The light signals are converted into electrical form in a photodiode 39 and a photocurrent amplifier 40. The components of frequency f1 and f2 is separated and demodulated by bandpass filters 41 and 44, respectively (f1, fz), liIQ monitors 42 and 45, respectively, and low-pass filters 43 and 46, respectively. and thus is independent of the seat signal. The output signal to an instrument 46 is taken as the ratio between the signals from 46 and 43. The output signal from the low-pass filter 46 becomes dependent on the position of the screen 35 and is thus modulated in accordance with the measurement signal field U.
Kvotbildningen, som görs i en divisionskrets 47, medför att utsignalen kom- penserasför variationer hos parametrarna i överförningen. Ifitdonet kan an- vändas för såväl lik- som växelspäzming, och enda. villkoret är att frekven- serna f1 och f2. måste väljas högre än alla intressanta mätfrekvenser. Genom uppdelningen av ljussignalerna i olika frekvenser och genom kvotbildningen erhåller man således kompensation för de olägenheter, som eljest skulle före- finnas i ett fiberoptiskt mätdon.The ratio formation, which is done in a division circuit 47, means that the output signal is compensated for variations in the parameters in the transmission. The device can be used for both equal and alternating voltage, and only. the condition is that the frequencies f1 and f2. must be selected higher than all interesting measuring frequencies. Through the division of the light signals into different frequencies and through the formation of quotas, compensation is thus obtained for the inconveniences that would otherwise exist in a fiber optic measuring device.
Anordningen enligt figur 3 är ett fiberoptiskt spänningsmätdon, där mätspän- ningen U kopplas via mätledningarna 32 till två. staplar av parallellkopplade 10 15 20 25 35 7810643-2 piezoelektriska element 51 och 52. Mätspämxingen är kopplad med olika polari- tet till staplarna, vilket medför att en positiv spänning på. ingången ökar höjden på. den ena stapeln och minskar höjden på den andra och vice versa.The device according to Figure 3 is a fiber optic voltage measuring device, where the measuring voltage U is connected via the measuring lines 32 to two. stacks of piezoelectric elements 51 and 52 connected in parallel with the polarity are connected with different polarity to the stacks, which results in a positive voltage of. the entrance increases the height of. one pile and reduces the height of the other and vice versa.
Uppbyggnaden med två. staplar gör att temperatur-ens inverkan reduceras sam- tidigt som känsligheten fördubblas. På ena stapeln 51 sitter änden av fibern 51 fixerad och på. den andra sitter en spegel 36 fast ordnad med skärm i form av ett optisktfilter 55, som täcker en del av fiberänden. Spänningen U gör att skärmen rör sig relativt fibern och modulerar ljuset i fibern 51. Ut- värderingsdelen 50 och instrumentet 48 är av samma slag som vid anordningen enligt figur 2.The structure with two. bars means that the effect of temperature is reduced at the same time as the sensitivity is doubled. On one stack 51 the end of the fiber 51 is fixed and on. the other is a mirror 36 fixedly arranged with a screen in the form of an optical filter 55, which covers a part of the fiber end. The voltage U causes the screen to move relative to the fiber and modulates the light in the fiber 51. The evaluation part 50 and the instrument 48 are of the same type as in the device according to Figure 2.
I figur 4 visas ett fiberoptiskt späzzningsmätdon, där den elektrooptiska om- vandlingen åstadkommes med en piezoelektrisk högpolymer. Pïaltspäzmingen U an- slutes via mätledxxingarna 52 med olika polaritet till två. bitar film av piezo- elektrisk högpolymer 53 och 54. Omkastningen av polariteten gör att ena filmen töjs medan den andra dras samman när en spänning ansluten på ingången. Poly- merfilmerna 55 och 54 är sammanbundna med en spegel 36 på. vars yta sitter en skärm i fonn av ett optiskt filter 55. Vid nämnda utvidgning respektive sam- mandragnizzg av filmerna kommer spegeln och skärmen att förflytta sig. Ljuset i fibern 31 moduleras av skämens rörelser och avbildar därigenom insignalen U. Utvärderingsenheten 50 och instrumentet 48 är av samma slag 'som vid anord- ningen enligt figur 2.Figure 4 shows a fiber optic voltage measuring device, where the electro-optical conversion is effected with a piezoelectric high polymer. Pïaltspäzmingen U is connected via the measuring conductors 52 with different polarity to two. pieces of piezoelectric high polymer film 53 and 54. The reversal of polarity causes one film to stretch while the other contracts when a voltage is connected to the input. The polymer films 55 and 54 are bonded with a mirror 36 on. the surface of which is a screen in the form of an optical filter 55. In the said expansion or contraction of the films, respectively, the mirror and the screen will move. The light in the fiber 31 is modulated by the movements of the shield, thereby imaging the input signal U. The evaluation unit 50 and the instrument 48 are of the same type as in the device according to Figure 2.
I figur 5 visas ett fiberoptiskt strömmätdon, där ljuset moduleras med hjälp av en spole i ett magnetfält. Här är mätsignalen en ström I, som genomflyter en spole 55, Bom tillsammans med en spegel 5 är upphängd i fjädrar 56, anord- nade i givarhöljet 9. Spelen befinner sig i ett statiskt magnetfält, som alstras av två permanentmagneter 57, se den infällda figuren invid figur 5, som avser snittet A-A i den övre figuren 5. Magætfältet koncentreras till spelarna av mjukjärnsbitarna 58. Genom växelverkan mellan det statiska magnet- fältet och fältet, som alstras av mätntrömmen I i spolen 55, utsättas spolen för en lcraft, som ger en utböjning hos dubbelfjädrarna 56. Utböjningen ger en parallellförskjutning av halvspegeln 5 över fiber-änden 4, och därmed er- hållas en modulation av ljuset. Utvärderingsenheten 19 och instrumentet 18 är av samma slag som visas vid anordningen enligt figur 1. Spegeln 5 kommer att röra sig upp och ner i givaren med hög precision.Figure 5 shows a fiber optic current measuring device, where the light is modulated by means of a coil in a magnetic field. Here the measuring signal is a current I, which flows through a coil 55, Boom together with a mirror 5 is suspended in springs 56, arranged in the sensor housing 9. The coils are located in a static magnetic field, which is generated by two permanent magnets 57, see the recessed the figure next to figure 5, which refers to the section AA in the upper figure 5. The magett field is concentrated to the players by the soft iron pieces 58. By the interaction between the static magnetic field and the field generated by the measuring current I in the coil 55, the coil is subjected to a force which gives a deflection of the double springs 56. The deflection gives a parallel displacement of the half-mirror 5 over the fiber end 4, and thus a modulation of the light is obtained. The evaluation unit 19 and the instrument 18 are of the same type as shown in the device according to Figure 1. The mirror 5 will move up and down in the sensor with high precision.
I figur 6 visas en anordning med ett fiberoptiskt strömmätdon, där mätströmmen I Iledes genom en spole 61, placerad på ett ok 60 av ferromagnetiskt material.Figure 6 shows a device with a fiber optic current measuring device, where the measuring current I is guided through a coil 61, placed on a yoke 60 of ferromagnetic material.
I okets öppning sitter en permanentmagnet 59, som är upphängd i fjädrar 56, 10 15 25 _30 55 5 vs1os4z-2 fästa vid givarhöljet 9. Denna del 59 är även försedd med en spegel 5, vars 1 yta delvis täcker fiber-änden 4, som indragits genom givarhöljet. Ljuset modu- leras genom att strömmen genom spolen 61 ger ett magnetiskt flöde genom oket 60, och ett magnetfält erhålles i okets öppning. Permanentmagzxeten 59 utsättas därvid för en kraft, som ger en utböjning av fjädrarna och därmed en förskjut- ning av spegelns 5 kant. Spegelrörelsen komer 'därvid att modulera ljusflödet i fibern 12. Utvärderingsenheten 19 och instrumentet 18 är av samma slag som visas vid anordningen enligt figur 1.In the opening of the yoke there is a permanent magnet 59, which is suspended in springs 56, fixed to the sensor housing 9. This part 59 is also provided with a mirror 5, the surface of which partly covers the fiber end 4, retracted through the sensor housing. The light is modulated by the current through the coil 61 giving a magnetic flux through the yoke 60, and a magnetic field is obtained in the opening of the yoke. The permanent magnet shaft 59 is then subjected to a force which gives a deflection of the springs and thus a displacement of the edge 5 of the mirror 5. The mirror movement will then modulate the light flux in the fiber 12. The evaluation unit 19 and the instrument 18 are of the same type as shown in the device according to Figure 1.
I figur 7 visas ett fiberoptiskt strömmätdon, där mätströmmen I ger ett magnet- fält, som påverkar ett magnetiskt material 65. Mätströmmen I genomflyter en spole 62, och inuti denna spole befinner sig en del av en bit magxetiskt mate- rial 65, t ex mjukjäm, upphangd vid fjädrar 56 och försedd med sn spegel 56.Figure 7 shows a fiber optic current measuring device, where the measuring current I gives a magnetic field which influences a magnetic material 65. The measuring current I flows through a coil 62, and inside this coil is a part of a piece of magnetic material 65, e.g. soft iron, suspended from springs 56 and fitted with a mirror 56.
Mellan spegeln 56 och ändytan på fibern 31 är en skärm 55 i form av ett optiskt filter placerad. Dflätströmmen I i spolen 62 ger en attraktionskraft på delen 65 och en utböjning av fjädrarna 56, och därigenom erhålles en förskjutning av skärmen 55 över fiberns 31 ändyta, varvid ljuset moduleras. Utvärderingsenhet 50 och instrument 48 är av samma slag som visas i figur 2.Between the mirror 56 and the end surface of the fiber 31, a screen 55 in the form of an optical filter is placed. The feed current I in the coil 62 provides an attractive force on the part 65 and a deflection of the springs 56, and thereby a displacement of the screen 55 over the end surface of the fiber 31 is obtained, whereby the light is modulated. Evaluation unit 50 and instrument 48 are of the same type as shown in Figure 2.
I figur B visas en anordning med ett fiberoptiskt strömmätdon, som utnyttjar kraftverkan mellan två. strömgenomflutna spolar. Mätströmmen I1 genomflyter en spole 64, placerad på. en fjäder 56, och mätströmmen 12 går genom en fast spole 65. Strömmarna 11 och 12 ger kraftverkaln mellan spelarna, och därigenom erhål- les en utböjning hos fjädern 56, fäst i givarhuset 9. På fjädern sitter en spegel 5 som delvis täcker änden på fibern 4. Utböjningen hos fjädern 56 ger en förskjutning hos spegelkanten och därigenom en modulation av ljuset i fibern 4. Utvärderingsenheten 19 och instrumentet 18 är av samma slag som visas i figur 1._Utsigna1en är proportionell mot produkten av strömmarna I1 och 12, varför mätdonet även kan användas för effektmätning med tillägg av endast ett f örkopplingsmotstånd.Figure B shows a device with a fiber optic current measuring device which utilizes the force action between two. current-carrying coils. The measuring current I1 flows through a coil 64, placed on. a spring 56, and the measuring current 12 passes through a fixed coil 65. The currents 11 and 12 give the force field between the players, and thereby a deflection of the spring 56 is obtained, attached to the sensor housing 9. On the spring is a mirror 5 which partially covers the end of fiber 4. The deflection of the spring 56 gives a displacement of the mirror edge and thereby a modulation of the light in the fiber 4. The evaluation unit 19 and the instrument 18 are of the same type as shown in Figure 1. The signal is proportional to the product of the currents I1 and 12, so the measuring device can also be used for power measurement with the addition of only one ballast resistor.
Anordningen i figur 9 är ett fiberoptiskt spänningsmätdon med en optisk modulator, som bygger på. kraftverkan mellan kondensatorplattor. Mätspâzmingen U kopplas via mätledningar 52 och anslutningspxuxkter 66 till två. kondensator- plattor 67 och 68. Den ena kondensatorplattan 67 är fast och styv, medan den andra 68 utgöres av ett elastiskt membran, vars utböjning beror av den pålagda spänningen. Membranet 68 har en ljusreflekterande yta, varför ljuset i fibern 4 moduleras av membranets rörelser och således blir beroende av insignalen U Utvärderingsenheten 19 och instrumentet 18 är av samma slag som visas i figur 1. Detta är således en elektrometergivare, som utmärkes av en mycket hög in- gångsimpedans . 10 15 25 50 7810643-2 6 I figur 10 visas ett spänningsmätdon med en optisk modulator, som bygger på kraftverkan på ett ferroelektriskt material i ett elektriskt fält. Plätspän- ningen U läggas på styva elektriskt ledande plattor 69, och mellan plattorna placeras ett membran 71 med beläggning av ferroelektriskt material 70. Mät- spänningen ger ett elektriskt fält mellan plattorna 69 och detta påverkar det ferroelektriska materialet 70 och ger en utböjning av membranet 71. Membranet är ljusreflekterande, varför rörelsen hos membranet modulerar ljuset i fibern 4. Utvärderingsenhet 19 och instrument 18 är av samma slag som visas i figur 1.The device in Figure 9 is a fiber optic voltage measuring device with an optical modulator, which is based on. force action between capacitor plates. The measuring fitting U is connected via measuring lines 52 and connection terminals 66 to two. capacitor plates 67 and 68. One capacitor plate 67 is fixed and rigid, while the other 68 is constituted by an elastic membrane, the deflection of which depends on the applied voltage. The diaphragm 68 has a light-reflecting surface, so the light in the fiber 4 is modulated by the movements of the diaphragm and thus becomes dependent on the input signal U. The evaluation unit 19 and the instrument 18 are of the same type as shown in Figure 1. This is thus an electrometer sensor input impedance. Figure 10 shows a voltage measuring device with an optical modulator, which is based on the force action of a ferroelectric material in an electric field. The plate voltage U is applied to rigid electrically conductive plates 69, and between the plates a membrane 71 is placed with coating of ferroelectric material 70. The measuring voltage provides an electric field between the plates 69 and this affects the ferroelectric material 70 and gives a deflection of the membrane 71 The diaphragm is light-reflecting, so the movement of the diaphragm modulates the light in the fiber 4. Evaluation unit 19 and instrument 18 are of the same type as shown in figure 1.
Anordningen i figur 11 är ett strömmätdon med en optisk modulator, som bygger på att en strömgenomfluten spänd tråd uppvärmes och utvidgas. Nlätströmmen I passerar en tråd 72, vars ena ändpunkt är fast. Andra änden är uppspänd med dubbelfjädrar 56 och fixerad vid en spegel 56 med ett optiskt filter 55 fram- för. Det optiska filtret täcker delvis änden av en fiber 51. Fibern är upp- hängd i en tråd 75 av samma material som den strömgenomflutna tråden, och här-igenom kompenseras för variationer hos omgivningens temperatur. lfitström- men genom tråden 72 ger en förlängning av tråden och en förskjutning av spe- geln 56 med filtret 55. Härigenom erhålles en modulation av det inkommande ljuset i fibern 51, vilket reflekteras till utvärderingsenheten 50, som lik- som instrumentet 48 är av samma. slag som visas i figur 2.The device in Figure 11 is a current measuring device with an optical modulator, which is based on a current-flowing tensioned wire being heated and expanded. The mains current I passes a wire 72, one end point of which is fixed. The other end is clamped with double springs 56 and fixed to a mirror 56 with an optical filter 55 in front. The optical filter partially covers the end of a fiber 51. The fiber is suspended in a wire 75 of the same material as the current-passed wire, and is thereby compensated for variations in the ambient temperature. The current flowing through the wire 72 gives an extension of the wire and a displacement of the mirror 56 with the filter 55. This results in a modulation of the incoming light in the fiber 51, which is reflected to the evaluation unit 50, which like the instrument 48 is of the same . types shown in Figure 2.
Anordningen i figur 12 är ett fiberoptiskt strömmätdon med en optisk modu- lator, som bygger på att ström genom en tråd ger uppvärnming och krökning av bimetaller. lflätströmmen I leds genom en tråd 77, lindad lcring två bimetall- fjädrar 75. Bimetallerna 75 är i ena änden fast inspända och i andra fixerade vid en spegel 56. Em del av spegelytan täcks av ett inteferensfilter 55, som delvis täcker ändytan på fibern 51. Mätströmmen I, som genomflyter trå- den 77, ger en uppvärmning och därmed utböjning av bimetallema 75, varvid inteferensfiltret flyttar sig över fiber-ns ändyta och moduler-ar ljuset. För att kompensera för omgivningstemperaturens variationer är fibetränden 31 fixerad vid två bimetaller 76 av samma typ som bimetallerna 75. Utvärde- ringsenheten 50 och instrumentet 48 är av samma slag som visas i figur 2.The device in Figure 12 is a fiber optic current measuring device with an optical modulator, which is based on the fact that current through a wire provides heating and curvature of bimetals. The braid current I is passed through a wire 77, wound around two bimetallic springs 75. The bimetals 75 are fixedly clamped at one end and fixed at one end to a mirror 56. Part of the mirror surface is covered by an interference filter 55, which partially covers the end surface of the fiber 51 The measuring current I, which flows through the wire 77, provides a heating and thus a deflection of the bimetals 75, whereby the inference filter moves over the end surface of the fiber and modulates the light. To compensate for variations in ambient temperature, the fiber strand 31 is fixed to two bimetals 76 of the same type as the bimetals 75. The evaluation unit 50 and the instrument 48 are of the same type as shown in Figure 2.
Uppfiimíngen kan varieras på. mångahanda sätt inom ramen för nedanstående patentlcrav, och ovan beskrivna och i figurerna. visade exempel är endast några av ett stort antal möjliga utföringsformer.The invention can be varied. various ways within the scope of the following patent claims, and described above and in the figures. shown examples are only some of a large number of possible embodiments.
Claims (10)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7810643A SE414082B (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | FIBEROPTICAL METDON |
| DE7979103755T DE2964734D1 (en) | 1978-10-12 | 1979-10-02 | Fibre optic measuring instrument |
| EP19790103755 EP0010221B1 (en) | 1978-10-12 | 1979-10-02 | Fibre optic measuring instrument |
| JP12956779A JPS5552955A (en) | 1978-10-12 | 1979-10-09 | Optical fiber device |
| CA337,377A CA1133066A (en) | 1978-10-12 | 1979-10-11 | Optical fiber measuring devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7810643A SE414082B (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | FIBEROPTICAL METDON |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE7810643L SE7810643L (en) | 1980-04-13 |
| SE414082B true SE414082B (en) | 1980-07-07 |
Family
ID=20336072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE7810643A SE414082B (en) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | FIBEROPTICAL METDON |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0010221B1 (en) |
| JP (1) | JPS5552955A (en) |
| CA (1) | CA1133066A (en) |
| DE (1) | DE2964734D1 (en) |
| SE (1) | SE414082B (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4379226A (en) * | 1981-02-02 | 1983-04-05 | Siemens Corporation | Method and sensor device for measuring a physical parameter utilizing an oscillatory, light modulation element |
| SE430437B (en) * | 1982-03-15 | 1983-11-14 | Asea Ab | FIBEROPTICAL METHOD FOR SEATING ELECTRICAL AND MAGNETIC SIZES |
| DE3504945A1 (en) * | 1984-05-24 | 1985-11-28 | MITEC Moderne Industrietechnik GmbH, 8012 Ottobrunn | ARRANGEMENT FOR MEASURING THE ELECTRICAL VOLTAGE PARAMETERS OF A HIGH VOLTAGE LADDER |
| DE3545257C2 (en) * | 1985-12-20 | 1994-01-05 | Deutsche Aerospace | Sensor for measuring electromagnetic pulses |
| GB8716372D0 (en) * | 1987-07-10 | 1987-08-19 | Schlumberger Electronics Uk | Optical transducer system |
| DE4114253A1 (en) * | 1991-05-02 | 1992-11-05 | Asea Brown Boveri | FIBER OPTICAL SENSOR |
| US5235180A (en) * | 1992-03-05 | 1993-08-10 | General Scanning, Inc. | Rotary motor having an angular position transducer and galvanometer scanning system employing such motor |
| US7820956B2 (en) | 2006-06-19 | 2010-10-26 | Gsi Group Corporation | Optical position transducer systems and methods employing reflected illumination for limited rotation motor systems |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE324463B (en) * | 1968-03-27 | 1970-06-01 | Aga Ab | |
| DE1930111C3 (en) * | 1969-06-13 | 1975-02-20 | Vierling, Oskar, Prof. Dr.Phil.Habil., 8553 Ebermannstadt | Optical device for measuring the movement of parts moving in relation to one another |
| US3781092A (en) * | 1971-06-28 | 1973-12-25 | D Sussman | Monitoring system |
| DE2549497A1 (en) * | 1975-11-05 | 1977-05-12 | Franz Ummen | Physical quantities transmission method - uses light source whose light is applied through light conductor to HV point of measurement |
| CH639196A5 (en) * | 1977-11-23 | 1983-10-31 | Asea Ab | Meter for measuring physical quantities by means of optical media. |
-
1978
- 1978-10-12 SE SE7810643A patent/SE414082B/en not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-10-02 DE DE7979103755T patent/DE2964734D1/en not_active Expired
- 1979-10-02 EP EP19790103755 patent/EP0010221B1/en not_active Expired
- 1979-10-09 JP JP12956779A patent/JPS5552955A/en active Pending
- 1979-10-11 CA CA337,377A patent/CA1133066A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0010221B1 (en) | 1983-02-09 |
| JPS5552955A (en) | 1980-04-17 |
| DE2964734D1 (en) | 1983-03-17 |
| EP0010221A1 (en) | 1980-04-30 |
| CA1133066A (en) | 1982-10-05 |
| SE7810643L (en) | 1980-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4547729A (en) | Optical fiber measuring devices | |
| Guan et al. | Polarimetric heterodyning fiber grating laser sensors | |
| DE2945019C2 (en) | ||
| US20010050618A1 (en) | Microelectricalmechanical system (MEMS) electrical isolator with reduced sensitivity to inertial noise | |
| JPS58155320A (en) | Measuring device | |
| SE414082B (en) | FIBEROPTICAL METDON | |
| US4009447A (en) | Amplifier arrangement with zeroing device for piezoelectric transducers | |
| US2640866A (en) | Torque compensated galvanometer | |
| US5119024A (en) | Optical device for sensing magnetic inductions | |
| US4232265A (en) | Device for measuring intensity of magnetic or electromagnetic fields using strain gauges mounted on ferromagnetic plates | |
| WO2005029005A1 (en) | System for remote measurements | |
| TW583399B (en) | An optical sensor for electromagnetic field | |
| US3510858A (en) | Force-balance instrument with electrical detector arrangement | |
| US4758065A (en) | Fiber optic sensor probe | |
| US4420123A (en) | Force rate sensor assembly | |
| US3295378A (en) | Accelerometer | |
| CN108107253B (en) | Fiber bragg grating direct-current and alternating-current sensor with self-temperature characteristic | |
| US6018386A (en) | Oscillatory, optically coupled measurement system | |
| FI74541B (en) | FOERFARANDE FOER AVKAENNANDE AV EN KRAFT I EN OPTISKT STYRD RESONANSELEMENTANORDNING SAMT RESONANSELEMENTANORDNING FOER GENOMFOERANDE AV FOERFARANDET. | |
| US3488587A (en) | Magnetostrictive electromechanical galvanometer apparatus | |
| US6798312B1 (en) | Microelectromechanical system (MEMS) analog electrical isolator | |
| Miller et al. | High-performance sensing using fiber lasers | |
| US5087810A (en) | Fiber optic magnetic field sensor | |
| US3412324A (en) | Optical magnetometer based on the principle of frustrated total internal reflection of light | |
| Naden et al. | An optically-addressed silicon strain sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7810643-2 Effective date: 19880627 Format of ref document f/p: F |