JPH05126867A - 光応用電流電圧センサled制御回路 - Google Patents

光応用電流電圧センサled制御回路

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JPH05126867A
JPH05126867A JP28591591A JP28591591A JPH05126867A JP H05126867 A JPH05126867 A JP H05126867A JP 28591591 A JP28591591 A JP 28591591A JP 28591591 A JP28591591 A JP 28591591A JP H05126867 A JPH05126867 A JP H05126867A
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Koji Kasai
孝二 笠井
Kazuo Toda
和郎 戸田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成で高精度に温度補正を行う、
光方式電流電圧計測装置における光応用電流電圧センサ
LED制御回路を提供する。 【構成】 LED発光部8と、電線路12の電流値また
は電圧値をファラデー効果またはポッケルス効果を利用
して光変調信号に変換する光センサ11と、光変調信号
を電気信号に変換する受光部1と、受光信号の変調成分
すなわち交流成分だけを増幅する増幅部2と、受光信号
から直流成分だけを検出するフィルタ部3と、基準信号
を出力する基準電圧部7と、フィルタ部3の出力と基準
電圧部7の出力基準信号とを比較しLED発光部8に制
御信号を出力する比較部6と、LED発光部8の周囲温
度を検出する温度検出部9と、各入力信号をもとに演算
処理を行う演算処理部4とにより構成し、LED発光部
8の周囲温度変化に応じた基準電圧部7の基準信号値の
調整により、変調誤差の補正を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電線路の電圧値または
電流値を電界によるファラデー効果またはポッケルス効
果の原理を用いて計測する光方式電流電圧計測装置にお
いて、LED発光部の周囲温度により温度補償を行う、
光応用電流電圧センサLED制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、光応用電流電圧センサにおける
温度補償を行うため、(1)LED発光部の周囲温度に
対応する係数をあらかじめ求めておき、LED発光部の
周囲温度を常時計測観測し、増幅部から出力されたデー
タに演算処理部であらかじめ求めた係数を乗じることに
より温度補償を行う構成、(2)LED発光部の周囲温
度を常に一定に保持することにより、装置周辺温度の変
化に拘らず常に発光量を一定に保つ構成、があった。
【0003】以下、図面を用いて従来例を説明する。図
5に上記第1の従来例を示す。図5において、1は光変
調信号を電気信号に変換する受光部、2は受光信号の変
調成分すなわち交流成分だけを増幅する増幅部、3は受
光信号から直流成分だけを検出するフィルタ部、4は各
入力信号をもとに演算処理を行う演算処理部、5はLE
D発光部8の周囲温度に対する係数を記憶しておくメモ
リ部、6はフィルタ部3の出力と基準電圧部7の出力基
準信号とを比較しLED発光部8に制御信号を出力する
比較部、9はLED発光部8周囲温度を検出する温度検
出部、10は電界によるファラデー効果または電界によ
るポッケルス効果を利用した光センサ11と受光部1お
よび光センサ11とLED発光部8を接続する光ファイ
バ、12は電線路である。
【0004】以上のように構成された従来例において、
温度検出部9は常時LED発光部8の周囲温度を検出
し、温度検出部9が検出したLED発光部8の周囲温度
に応じた係数を演算処理部4がメモリ部5から読み取
る。一方、増幅部2では受光部1により検出された電気
信号の交流成分だけを増幅し、電線路12の電流値また
は電圧値の計測信号として演算処理部4に出力する。演
算処理部4ではこの計測信号と上記係数を乗算すること
により、LED発光部8の周囲温度の変化による変調出
力誤差分の補正を行う。
【0005】また、フィルタ部3から出力される受光信
号の直流成分は、LED発光部8の発光特性や種々の光
量変化要因に対して一定の受光変調信号が得られるよう
に、LED発光部8への制御信号を補正している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、 (1)LED発光部の周囲温度に対してあらかじめ係数
を設定し、記憶させておく必要があり、そのためのメモ
リを余分に必要とした。また、LED発光部の周囲温度
に対応した係数の分解能により、温度補正に最小分解能
に相当する誤差を生じる可能性を有していた。また、計
測信号に対しLED発光部の周囲温度に対応した係数を
乗算する演算が増え、演算処理プログラムの複雑化と大
形化を招く原因となっていた。
【0007】(2)LED発光部の周囲温度の一定化調
整を行う構成では、温度制御部を設ける必要があり、装
置が大形化し回路が複雑化していた。等の問題を有して
いた。
【0008】本発明は、このような従来の問題を解決し
ようとするもので、メモリ部と複雑で大形のプログラ
ム、または温度制御部と複雑な回路を必要としない、簡
単な回路構成で高精度に温度補正を行う、光方式電流電
圧計測装置における光応用電流電圧センサLED制御回
路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光応用電流電圧センサLED制御回路は、光
方式電流電圧計測装置において、電気信号を光量に変換
するLED発光部と、そのLED発光部の周囲温度を検
出する温度検出部と、電線路の電流値または電圧値を電
流値または電圧値に比例した光変調信号に変換する電界
によるファラデー効果または電界によるポッケルス効果
を利用した光センサと、光変調信号を電気信号に変換す
る受光部と、受光信号の変調成分すなわち交流成分だけ
を増幅する増幅部と、受光信号から直流成分だけを検出
するフィルタ部と、LED発光部の周囲温度変化に応じ
た基準信号を出力する基準電圧部と、フィルタ部の出力
と基準電圧部の出力基準信号とを比較しLED発光部に
制御信号を出力する比較部と、各入力信号をもとに演算
処理を行う演算処理部とにより構成し、LED発光部の
ピーク波長変動に伴う変調誤差の補正を行うようにした
ものである。
【0010】
【作用】上記の構成によれば、温度検出部によって求め
られたLED発光部の周囲温度により、基準電圧部の基
準信号値をリアルタイムで変化させることにより、比較
部によるLED発光部制御信号は基準信号値に比例した
制御信号値となるためLED発光部における発光量が調
整され、変調信号は温度変化によるLED発光部のピー
ク波長変動に伴うセンサ感度誤差が補正されて常に被計
測電流値または電圧値に比例した値となる。また、フィ
ルタ部において検出し比較部に入力された直流成分は、
LED発光部への制御信号を調整し、LED発光部の発
光特性やその他の光量変化要因に起因する受光変調信号
の誤差を補正する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の光応用電流電圧センサLED
制御回路の一実施例を図1に示し、説明する。図1にお
いて図5と同じ部分については同じ符号を付し、説明は
省略して異なる部分について説明する。
【0012】本発明の光応用電流電圧センサLED制御
回路は、LED発光部8からの光量信号を光ファイバ1
0により伝送し、光センサ11により電線路の電流値ま
たは電圧値に比例した光変調信号に変換し、光ファイバ
10により受光部1に入力する。図2(a),(b)に
LED発光部8からの発光量Poと光センサ11によっ
て変換された受光部1で受光した受光量Piとの波形を
示している。図2(b)において、Pidは光変調信号の
直流成分であり、Piaは光変調信号の変調成分である交
流成分である。受光部1により受光した光変調信号は電
気信号に変換されフィルタ部3により直流成分だけが検
出され、基準電圧部7より出力された基準電圧値と比較
部6で比較されてLED発光部8へ制御信号が出力さ
れ、LED発光部8の発光特性やその他種々の光量変化
要因に対して受光変調信号の誤差が補正されるようにL
ED発光部8への制御信号の調整が行われる。
【0013】このように構成された光応用電流電圧セン
サで電流計測を行う場合、受光信号Piは近似的に次式
によって表される。
【0014】 Pi=α×Po×(1+2×V×H×L)・・・・・(1) ここで、αはロス係数、Po発光量、Vはベルデ定数、
Hは電線路に流れる電流が作る磁界の強度、Lはセンサ
素子(ファラディ素子)長である。
【0015】受光部1により上記変調信号Piは電気信
号に変換され増幅部2により、上記式(1)に含まれる Pia=α×Po×2×V×H×L・・・・・・・・(2) すなわち変調成分だけが増幅され、電流信号として演
算処理が行われる。
【0016】次に、図3および図4にLED発光部8の
周囲温度変化に対するLEDピーク波長偏差の変化およ
びLEDピーク波長変化に対するベルデ定数(センサ感
度)変化を示す。図3および図4から明らかなように受
光直流成分、すなわち Pid=α×Po・・・・・・・・(3) と基準値との比較だけで発光量制御を行った場合は、L
ED発光部8の周囲温度の変化によりLEDピーク波長
が変動しセンサ感度が変化するため、出力に誤差が生じ
る。この場合、温度上昇に対しセンサ感度が低下するた
め変調出力は減少する。したがって、LED発光部8の
周囲温度変化に対するセンサ感度変化に応じて、基準電
圧部7の基準信号レベルを温度上昇に対して増加するよ
うに補正制御することにより、LED発光部8の制御信
号も基準電圧部7の基準信号レベルに比例して増加する
ため発光量が増加し、式(2)に示すPiaすなわち変調
成分も増加し、LED発光部8の周囲温度に対するセン
サ感度誤差の補正が行われる。
【0017】また、光応用電流電圧センサで電圧計測を
行う場合にも、電流計測においてLED発光部8の周囲
温度変化に対するベルデ定数の補正を行ったのと同様
に、LEDピーク波長変化に対するポッケルス定数の補
正を行うことにより、電流計測におけるのと同様の回路
構成を用いて、LED発光部8の周囲温度の影響を受け
ることなく電圧計測を行うことができる。
【0018】なお、本発明の構成によれば、LED発光
部8の周囲温度に対する補正係数を用いていないので、
補正係数の最小分解能による誤差を生じることがなく、
また補正係数を記憶するためのメモリを必要とせず、計
測信号に対する乗算の演算処理が不要であり、複雑な処
理プログラムを必要としない。また、LED発光部8の
周囲温度の温度調整を行う構成のように装置を大形化お
よび複雑化することもない。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
光応用電流電圧センサLED制御回路によれば、この光
応用電流電圧センサLED制御回路を用いた光方式電流
電圧計測装置において、電流計測時にはLED発光部の
周囲温度変化によるベルデ定数の変化に応じて、また電
圧計測時にはLED発光部の周囲温度変化によるポッケ
ルス定数の変化に応じてLED発光部制御信号をリアル
タイムで補正するので、LED発光部の周囲温度による
センサ感度誤差を除くことができる。さらに、受光部出
力の直流成分だけをフィルタ部によって比較部に入力す
ることにより、LED発光部の発光特性やその他種々の
光量変化要因に対して一定の受光変調信号が得られるよ
うにLED発光部への制御信号を補正しているので、簡
単な回路構成で高精度の電流または電圧測定を行うこと
ができる。また、本発明の光応用電流電圧センサLED
制御回路を用いた光方式電流電圧計測装置を、電線路の
電流値または電圧値を検出し、電線路の状態監視を行う
光方式零相電流電圧検出装置に採用すると、周囲温度の
影響を受けない高精度の計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光応用電流電圧センサLED制御回路
の一実施例のブロック図
【図2】(a)はLED発光部発光波形を示す特性図 (b)は受光部受光波形を示す特性図
【図3】LED発光部の周囲温度変化に対するLEDピ
ーク波長偏差の変化を示す特性図
【図4】LEDピーク波長変化に対するベルデ定数の変
化を示す特性図
【図5】従来の光応用電流電圧センサLED制御回路の
ブロック図
【符号の説明】
1 受光部 2 増幅部 3 フィルタ部 4 演算処理部 6 比較部 7 基準電圧部 8 LED発光部 9 温度検出部 11 光センサ 12 電線路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気信号を光量に変換するLED発光部
    と、そのLED発光部の周囲温度を検出する温度検出部
    と、電線路の電流値または電圧値を電流値または電圧値
    に比例した光変調信号に変換する電界によるファラデー
    効果または電界によるポッケルス効果を利用した光セン
    サと、光変調信号を電気信号に変換する受光部と、受光
    信号の変調成分すなわち交流成分だけを増幅する増幅部
    と、受光信号から直流成分だけを検出するフィルタ部
    と、LED発光部の周囲温度変化に応じた基準信号を出
    力する基準電圧部と、フィルタ部の出力と基準電圧部の
    出力基準信号とを比較しLED発光部に制御信号を出力
    する比較部と、各入力信号をもとに演算処理を行う演算
    処理部とにより構成し、LED発光部のピーク波長変動
    に伴う変調誤差の補正を行う光応用電流電圧センサLE
    D制御回路。
JP28591591A 1991-10-31 1991-10-31 光応用電流電圧センサ Expired - Fee Related JP3104332B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009514206A (ja) * 2005-10-26 2009-04-02 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Led発光体システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009514206A (ja) * 2005-10-26 2009-04-02 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Led発光体システム

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