JPH0530217B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0530217B2 JPH0530217B2 JP58022426A JP2242683A JPH0530217B2 JP H0530217 B2 JPH0530217 B2 JP H0530217B2 JP 58022426 A JP58022426 A JP 58022426A JP 2242683 A JP2242683 A JP 2242683A JP H0530217 B2 JPH0530217 B2 JP H0530217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- signal
- photodiode
- components
- photodiodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光の偏光を利用した電気量測定装置
に関するものである。
に関するものである。
この種の装置の従来例を第１図に示す。図にお
いて、１０はレーザダイオード或いは発光ダイオ
ードよりなる光源、２０は電気光学効果素子（又
は磁気光学効果素子）を用いて構成した公知の光
センサ、３１，３２はフオトダイオード、４１，
４２は電流・電圧変換機能を有する増幅器、５１
は被測定の電気量に応じて変調された信号に比例
した電圧を取り出す演算を行う演算増幅器で構成
された減算器、５２は光強度に比例した電圧を取
り出す演算を行う演算増幅器で構成された加算
器、６０は出力端子である。光源１０が出力する
一定の光パワーは光フアイバー１１を介して光セ
ンサー２０に入射される。フオトダイオード３１
の出力は増幅器４１を介して減算器５１と加算器
５２に接続され、フオトダイオード３２の出力は
増幅器４２を介して減算器５１と加算器５２に接
続されている。この構成の装置において、光源１
０の出力が光センサー２０における偏光子２１と
λ／４板２２に与えられることにより円偏光とな
つた光ビームは、電気光学効果素子２３を経るこ
とによつて被測定の電圧Ｅの値に比例した位相の
変化をうけて楕円偏光となる。その結果が検光子
２４を介すことにより、特定の直交する２方向の
偏光成分に分解され、フオトダイオード３１，３
２に入射される。その為、P0／２を光強度とし、
Ｓを光センサー２０で変調された信号とすれば、
フオトダイオード３１はP0／２×（１＋Ｓ）で表
される信号を出力し、フオトダイオード３２は
P0／２×（１−Ｓ）で表わされる信号を出力す
る。フオトダイオード３１の出力は増幅器４１を
介して減算器５１と加算器５２に与えられ、フオ
トダイオード３２の出力は増幅器４２を介して減
算器５１と加算器５２に与えられる。その結果減
算器５１の出力はP0Ｓとなり、加算器５２の出
力はP0となる。P0Ｓ信号は被測定の電気量Ｅの
値に応じて変調された信号に比例した電圧の値を
表わし、この電圧は出力端子６０より取り出され
て測定される。一方P0信号は光強度に比例し、
この信号は光源１０に与えられ、光源１０の出力
光を一定値に制御する。このような構成の装置は
高安定なものとして本願出願人によつて既に提案
されているが、フオトダイオード３１，３２の出
力を直接増幅器４１，４２に与えるようにしてい
るので、光センサー２０での変調度が低いとフオ
トダイオード３１，３２の出力に含まれるベース
成分のために増幅器４１，４２で十分な増幅が出
来ず、その為大きなＳ／Ｎ比がとれない欠点があ
つた。本発明はこのような欠点を改良する為にな
されたものでその実施例を第２図に示す。なお、
第２図において第１図と同一構成の部分は、第１
図と同一符号を付しそれらの再説明は省略する。
第２図において、１００は光演算回路である。回
路１００において、７１，７２は光分岐回路、８
１〜８４は夫々フオトダイオードである。９１，
９２は夫々電圧・電流変換機能を有する増幅器、
９３は演算増幅器、９４は基準電圧源である。前
記した光センサー２０より得られる２つの偏光成
分は夫々光フアイバー２５，２６を介して一方は
光分岐器７１に入射され、他方は光分岐器７２に
入射される。フオトダイオード８１と８２は互い
に逆極性となつて並列に接続され、光減算器８５
が構成されている。フオトダイオード８３と８４
は互に同極性で並列に接続され、光加算器８６が
構成されている。光減算器８５は光分岐器７１に
対向して配置され、光加算器８６は光分岐器７２
に対向して配置されている。光分岐器７１は光セ
ンサー２０からの光を１：１又は１：ｎ（ｎは任
意の整数）で分岐し、分岐された光の一方は光減
算器８５を構成するフオトダイオード８１に、他
方の光は光加算器８６を構成するフオトダイオー
ド８４に入射される。光分岐器７２も光センサ２
０からの光を１：１（又は１：ｎ）で分岐し、分
岐された光の一方はフオトダイオード８２に、他
方はフオトダイオード８３に入射される。光減算
器８５の出力は増幅器９１を介して出力端子６０
に接続されている。光加算器８６の出力は増幅器
９２と演算増幅器９３の直列回路を介して光源１
０に接続されている。このような構成の装置の動
作を説明すると次の如くなる。
いて、１０はレーザダイオード或いは発光ダイオ
ードよりなる光源、２０は電気光学効果素子（又
は磁気光学効果素子）を用いて構成した公知の光
センサ、３１，３２はフオトダイオード、４１，
４２は電流・電圧変換機能を有する増幅器、５１
は被測定の電気量に応じて変調された信号に比例
した電圧を取り出す演算を行う演算増幅器で構成
された減算器、５２は光強度に比例した電圧を取
り出す演算を行う演算増幅器で構成された加算
器、６０は出力端子である。光源１０が出力する
一定の光パワーは光フアイバー１１を介して光セ
ンサー２０に入射される。フオトダイオード３１
の出力は増幅器４１を介して減算器５１と加算器
５２に接続され、フオトダイオード３２の出力は
増幅器４２を介して減算器５１と加算器５２に接
続されている。この構成の装置において、光源１
０の出力が光センサー２０における偏光子２１と
λ／４板２２に与えられることにより円偏光とな
つた光ビームは、電気光学効果素子２３を経るこ
とによつて被測定の電圧Ｅの値に比例した位相の
変化をうけて楕円偏光となる。その結果が検光子
２４を介すことにより、特定の直交する２方向の
偏光成分に分解され、フオトダイオード３１，３
２に入射される。その為、P0／２を光強度とし、
Ｓを光センサー２０で変調された信号とすれば、
フオトダイオード３１はP0／２×（１＋Ｓ）で表
される信号を出力し、フオトダイオード３２は
P0／２×（１−Ｓ）で表わされる信号を出力す
る。フオトダイオード３１の出力は増幅器４１を
介して減算器５１と加算器５２に与えられ、フオ
トダイオード３２の出力は増幅器４２を介して減
算器５１と加算器５２に与えられる。その結果減
算器５１の出力はP0Ｓとなり、加算器５２の出
力はP0となる。P0Ｓ信号は被測定の電気量Ｅの
値に応じて変調された信号に比例した電圧の値を
表わし、この電圧は出力端子６０より取り出され
て測定される。一方P0信号は光強度に比例し、
この信号は光源１０に与えられ、光源１０の出力
光を一定値に制御する。このような構成の装置は
高安定なものとして本願出願人によつて既に提案
されているが、フオトダイオード３１，３２の出
力を直接増幅器４１，４２に与えるようにしてい
るので、光センサー２０での変調度が低いとフオ
トダイオード３１，３２の出力に含まれるベース
成分のために増幅器４１，４２で十分な増幅が出
来ず、その為大きなＳ／Ｎ比がとれない欠点があ
つた。本発明はこのような欠点を改良する為にな
されたものでその実施例を第２図に示す。なお、
第２図において第１図と同一構成の部分は、第１
図と同一符号を付しそれらの再説明は省略する。
第２図において、１００は光演算回路である。回
路１００において、７１，７２は光分岐回路、８
１〜８４は夫々フオトダイオードである。９１，
９２は夫々電圧・電流変換機能を有する増幅器、
９３は演算増幅器、９４は基準電圧源である。前
記した光センサー２０より得られる２つの偏光成
分は夫々光フアイバー２５，２６を介して一方は
光分岐器７１に入射され、他方は光分岐器７２に
入射される。フオトダイオード８１と８２は互い
に逆極性となつて並列に接続され、光減算器８５
が構成されている。フオトダイオード８３と８４
は互に同極性で並列に接続され、光加算器８６が
構成されている。光減算器８５は光分岐器７１に
対向して配置され、光加算器８６は光分岐器７２
に対向して配置されている。光分岐器７１は光セ
ンサー２０からの光を１：１又は１：ｎ（ｎは任
意の整数）で分岐し、分岐された光の一方は光減
算器８５を構成するフオトダイオード８１に、他
方の光は光加算器８６を構成するフオトダイオー
ド８４に入射される。光分岐器７２も光センサ２
０からの光を１：１（又は１：ｎ）で分岐し、分
岐された光の一方はフオトダイオード８２に、他
方はフオトダイオード８３に入射される。光減算
器８５の出力は増幅器９１を介して出力端子６０
に接続されている。光加算器８６の出力は増幅器
９２と演算増幅器９３の直列回路を介して光源１
０に接続されている。このような構成の装置の動
作を説明すると次の如くなる。
光源１０からの光は光センサー２０に加えられ
て第１図で説明した如く被測定電気量Ｅに応じて
変調を受ける。その変調信号は第１図で説明した
如く（P0／２）×（１＋Ｓ），（P0／２）×（１−Ｓ）
で表され、この信号は光フアイバ２５，２６を介
して光分岐器７１，７２に伝送される。光分岐器
７１で１：１又は１：ｎで分岐された光のうち、
一方はフオトダイオード８１に、他方はフオトダ
イオード８４に入射される。又、光分岐器７２で
１：１又は１：ｎで分岐された光のうち、一方は
フオトダイオード８２に、他方はフオトダイオー
ド８３に入射される。フオトダイオード８１と８
２に入射された信号は減算が行なわれる。例え
ば、光分岐器７１で１：１で分岐した場合、減算
器８５では （P0／４）×（１＋Ｓ）− （P0／４）×（１−Ｓ）＝（P0／２）×Ｓ の演算が行なわれる。この演算結果は被測定の電
圧Ｅに比例したもので、増幅器９１を介すことに
よつて電圧信号に変換され、出力端子６０より取
り出される。
て第１図で説明した如く被測定電気量Ｅに応じて
変調を受ける。その変調信号は第１図で説明した
如く（P0／２）×（１＋Ｓ），（P0／２）×（１−Ｓ）
で表され、この信号は光フアイバ２５，２６を介
して光分岐器７１，７２に伝送される。光分岐器
７１で１：１又は１：ｎで分岐された光のうち、
一方はフオトダイオード８１に、他方はフオトダ
イオード８４に入射される。又、光分岐器７２で
１：１又は１：ｎで分岐された光のうち、一方は
フオトダイオード８２に、他方はフオトダイオー
ド８３に入射される。フオトダイオード８１と８
２に入射された信号は減算が行なわれる。例え
ば、光分岐器７１で１：１で分岐した場合、減算
器８５では （P0／４）×（１＋Ｓ）− （P0／４）×（１−Ｓ）＝（P0／２）×Ｓ の演算が行なわれる。この演算結果は被測定の電
圧Ｅに比例したもので、増幅器９１を介すことに
よつて電圧信号に変換され、出力端子６０より取
り出される。
一方、フオトダイオード８３と８４に入射され
た信号は加算演算が行なわれる。この場合も、光
分岐器７２での分岐比を１：１に選定すれば、換
算器８６では （P0／４）×（１＋Ｓ）＋ （P0／４）×（１−Ｓ）＝P0／２ の演算が行なわれ、光強度信号が得られる。この
光強度信号は演算増幅器９３を介して光源１０に
フイードバツクされる。演算増幅器１０には基準
電圧９４が与えられており、その結果、光源１０
の光出力は一定値に制御される。これにより、出
力端子６０より取り出だされる信号は安定化され
る。
た信号は加算演算が行なわれる。この場合も、光
分岐器７２での分岐比を１：１に選定すれば、換
算器８６では （P0／４）×（１＋Ｓ）＋ （P0／４）×（１−Ｓ）＝P0／２ の演算が行なわれ、光強度信号が得られる。この
光強度信号は演算増幅器９３を介して光源１０に
フイードバツクされる。演算増幅器１０には基準
電圧９４が与えられており、その結果、光源１０
の光出力は一定値に制御される。これにより、出
力端子６０より取り出だされる信号は安定化され
る。
このように、本発明の装置においては、光減算
器８５と光加算器を８６を夫々光分岐器とフオト
ダイオードとで構成したので、減算器から取り出
される光信号のベース分は互に相殺され、その結
果変調度の低い信号成分でも増幅器で十分に増幅
することができ、第１図の装置よりはるかに大き
いＳ／Ｎ比の信号を得ることのできる装置が実現
できる。
器８５と光加算器を８６を夫々光分岐器とフオト
ダイオードとで構成したので、減算器から取り出
される光信号のベース分は互に相殺され、その結
果変調度の低い信号成分でも増幅器で十分に増幅
することができ、第１図の装置よりはるかに大き
いＳ／Ｎ比の信号を得ることのできる装置が実現
できる。
なお、第２図においては光センサ２０に電気光
学効果素子を用い、電圧Ｅを測定する場合を例示
して説明したが、電気光学効果素子２３に代えて
磁気光学効果素子を用れば電流を測定することが
できる。更に、電気光学効果素子と磁気光学効果
素子を併用すれば電力の測定も可能となる。
学効果素子を用い、電圧Ｅを測定する場合を例示
して説明したが、電気光学効果素子２３に代えて
磁気光学効果素子を用れば電流を測定することが
できる。更に、電気光学効果素子と磁気光学効果
素子を併用すれば電力の測定も可能となる。
第３図は本発明の他の実施例の回路図である。
第１図においては、装置に設けた光コネクタ（図
示せず）の損失やフオトダイオードの感度のバラ
ツキノ補正をする必要がある。第３図において、
７３〜７６がその補正を行う光減衰器で、光分岐
器７１，７２と各フオトダイオードとの間に設け
られている。なお、他は第１図と同一であるので
説明は省略する。
第１図においては、装置に設けた光コネクタ（図
示せず）の損失やフオトダイオードの感度のバラ
ツキノ補正をする必要がある。第３図において、
７３〜７６がその補正を行う光減衰器で、光分岐
器７１，７２と各フオトダイオードとの間に設け
られている。なお、他は第１図と同一であるので
説明は省略する。
第１図は従来装置の回路図、第２図及び第３図
はそれぞれ本発明の実施例の回路図である。 １０……光源、２０……光センサー、７１，７
２……光分岐器、８５……減算器、８６……加算
器、６０……出力端子。
はそれぞれ本発明の実施例の回路図である。 １０……光源、２０……光センサー、７１，７
２……光分岐器、８５……減算器、８６……加算
器、６０……出力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光が光センサで被測定電気量の値
に応じて変調を受けたのち２つの偏光成分に分け
られ、その両偏光成分の加算信号で前記光源の出
力を一定値に制御すると共に両偏光成分の減算信
号を被測定電気量の電気信号とする装置におい
て、 前記加算信号と減算信号を得る手段として、前
記２つの偏光成分が各別に入射され入射された偏
光成分をそれぞれ分岐する一対の光分岐器と、同
極性で並列に接続された一対のフオトダイオード
よりなり前記両光分岐器で分岐された各偏光成分
の内のそれぞれの一方の偏光成分がこの一対のフ
オトダイオードに各別に入射される光加算器と、
逆極性で並列に接続された一対のフオトダイオー
ドよりなり前記両光分岐器で分岐された各偏光成
分の内のそれぞれの他方の偏光成分がこの一対の
フオトダイオードに各別に入射される光減算器と
で構成したことを特徴とする電気量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022426A JPS59147273A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 電気量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022426A JPS59147273A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 電気量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59147273A JPS59147273A (ja) | 1984-08-23 |
| JPH0530217B2 true JPH0530217B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=12082358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58022426A Granted JPS59147273A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 電気量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59147273A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4734576A (en) * | 1986-05-01 | 1988-03-29 | Tektronix, Inc. | Electro-optic sampler |
| JPH0695109B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1994-11-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電圧検出装置 |
| JP6989852B2 (ja) * | 2019-01-22 | 2022-02-03 | 横河電機株式会社 | 電界センサ |
| JP7739806B2 (ja) * | 2021-07-19 | 2025-09-17 | 横河電機株式会社 | 電界センサ |
-
1983
- 1983-02-14 JP JP58022426A patent/JPS59147273A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59147273A (ja) | 1984-08-23 |
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