JPH06100642B2 - 光応用磁界センサ - Google Patents
光応用磁界センサInfo
- Publication number
- JPH06100642B2 JPH06100642B2 JP59204251A JP20425184A JPH06100642B2 JP H06100642 B2 JPH06100642 B2 JP H06100642B2 JP 59204251 A JP59204251 A JP 59204251A JP 20425184 A JP20425184 A JP 20425184A JP H06100642 B2 JPH06100642 B2 JP H06100642B2
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- polarized light
- analyzer
- polarizer
- optical
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/032—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R33/0322—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect using the Faraday or Voigt effect
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はファラデー効果を利用して磁界の強さを検出す
る光応用磁界センサに関する。
る光応用磁界センサに関する。
ファラデー効果を利用して磁界の強さを検出する原理お
よびその原理に基づく光応用磁界センサはよく知られて
いる。
よびその原理に基づく光応用磁界センサはよく知られて
いる。
第4図は従来のかかる光応用磁界センサの一構成例を示
すもので、その基本的な構成は光ファイバ1aがロッドレ
ンズ2aを介して結合され入射光が導かれる偏光子3とこ
の偏光子3に接着されたファラデー素子5およびこのフ
ァラデー素子5に接着され偏光された出射光をロッドレ
ンズ2bを介して結合された光ファイバ1bに導出する検光
子4とから成っている。この場合、ファラデー素子5と
してはベルデ定数の大きな磁気光学物質が用いられてい
る。また偏光子3および検光子4はいずれも二色性を利
用したものが多く、一般的にはポラロイドと呼ばれるヨ
ウ素を多く含んだポリビニル膜をベルデ定数の小さな二
枚のガラスに挟み込んだ構造になっている。
すもので、その基本的な構成は光ファイバ1aがロッドレ
ンズ2aを介して結合され入射光が導かれる偏光子3とこ
の偏光子3に接着されたファラデー素子5およびこのフ
ァラデー素子5に接着され偏光された出射光をロッドレ
ンズ2bを介して結合された光ファイバ1bに導出する検光
子4とから成っている。この場合、ファラデー素子5と
してはベルデ定数の大きな磁気光学物質が用いられてい
る。また偏光子3および検光子4はいずれも二色性を利
用したものが多く、一般的にはポラロイドと呼ばれるヨ
ウ素を多く含んだポリビニル膜をベルデ定数の小さな二
枚のガラスに挟み込んだ構造になっている。
ここで、ファラデー効果とは磁気光学物質に直線偏光の
光が入射されている状態でこの光の進行方向と同一方向
に磁界を印加すると出射光の偏光面が回転するという現
象であり、その回転角は磁界の大きさに比例する。即
ち、このことを式で示すと =V・L・H ………(1) となる。
光が入射されている状態でこの光の進行方向と同一方向
に磁界を印加すると出射光の偏光面が回転するという現
象であり、その回転角は磁界の大きさに比例する。即
ち、このことを式で示すと =V・L・H ………(1) となる。
但し、V;ベルデ定数,L;磁界方向に沿ったファラデー素
子の長さ,H;磁界の強さ,;偏光面の回転角である。
子の長さ,H;磁界の強さ,;偏光面の回転角である。
[背景技術の問題点] ところで、前述した従来の光応用磁界センサにおいては
測定磁界の強さとして数キロガウス程度迄の範囲のもの
が多いことから、ファラデー素子としてベルデ定数の大
きな材料を使用して回転角を大きくし、上記(1)式
から印加磁界Hを測定するようにしていた。この場合、
偏光子および検光子は前述したようにポリビニル膜を二
枚のベルデ定数の小さなガラスで挟み込んだ構造として
あるため、測定磁界の強さが数キロガウス程度迄の範囲
のものに対してはほとんど無視することができる。
測定磁界の強さとして数キロガウス程度迄の範囲のもの
が多いことから、ファラデー素子としてベルデ定数の大
きな材料を使用して回転角を大きくし、上記(1)式
から印加磁界Hを測定するようにしていた。この場合、
偏光子および検光子は前述したようにポリビニル膜を二
枚のベルデ定数の小さなガラスで挟み込んだ構造として
あるため、測定磁界の強さが数キロガウス程度迄の範囲
のものに対してはほとんど無視することができる。
しかしながら、測定磁界の強さが例えば10キロガウス以
上になるとベルデ定数の小さな材質の偏光子および検光
子を使用していても、やはりファラデー効果を示す磁気
光学物質としての機能を有しているため、必然的に偏光
子、検光子部分で生じる偏波面の回転角が大きくなる。
このことは単一のファラデー素子について上記(1)式
から磁界強度を算出した場合、正確な値を示さないこと
になる。
上になるとベルデ定数の小さな材質の偏光子および検光
子を使用していても、やはりファラデー効果を示す磁気
光学物質としての機能を有しているため、必然的に偏光
子、検光子部分で生じる偏波面の回転角が大きくなる。
このことは単一のファラデー素子について上記(1)式
から磁界強度を算出した場合、正確な値を示さないこと
になる。
このように従来の光応用磁界センサにおいてはベルデ定
数の大きなファラデー素子とベルデ定数の小さな偏光子
および検光子の2種類以上の材質で構成して磁界強度を
算出する場合には偏光子や検光子で生じた回転角を無視
しているため、必然的に誤差が生じることになる。また
低磁界でも精度良く測定するためには素子長の長いファ
ラデー素子を用いなければならないため、センサ自身が
大きくなり、空間分解能が低下するという欠点がある。
数の大きなファラデー素子とベルデ定数の小さな偏光子
および検光子の2種類以上の材質で構成して磁界強度を
算出する場合には偏光子や検光子で生じた回転角を無視
しているため、必然的に誤差が生じることになる。また
低磁界でも精度良く測定するためには素子長の長いファ
ラデー素子を用いなければならないため、センサ自身が
大きくなり、空間分解能が低下するという欠点がある。
本発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
その目的は磁場の大小にかかわらず、磁界強度の検出精
度を向上させ、しかも小形で空間分解能を向上させるこ
とができる光応用磁界センサを提供しようとするもので
ある。
その目的は磁場の大小にかかわらず、磁界強度の検出精
度を向上させ、しかも小形で空間分解能を向上させるこ
とができる光応用磁界センサを提供しようとするもので
ある。
〔発明の概要〕 本発明はかかる目的を達成するため、同一のベルデ定数
を有する材質の2個のプリズム間に偏光膜を介挿した偏
光子とこの偏光子と同一材質の2個のプリズム間に検光
膜を介挿した検光子とをその偏光膜と検光膜とが互いに
45度異なる位置関係にして接着する構成とし且つ前記偏
光子に対しては光伝送路を通して入射光を導き、また前
記検光子に対しては前記検光膜で分離されたP偏光とS
偏光を出射光としてそれぞれ光伝送路に導くようにした
ものである。従って、このような光応用磁界センサにあ
っては、偏光子と検光子との間にファラデー素子を介挿
しなくても偏光膜と検光膜との間に存するプリズムが同
一のベルデ定数を有する材質で構成されているので、こ
の部分でファラデー効果を発生させることが可能とな
る。
を有する材質の2個のプリズム間に偏光膜を介挿した偏
光子とこの偏光子と同一材質の2個のプリズム間に検光
膜を介挿した検光子とをその偏光膜と検光膜とが互いに
45度異なる位置関係にして接着する構成とし且つ前記偏
光子に対しては光伝送路を通して入射光を導き、また前
記検光子に対しては前記検光膜で分離されたP偏光とS
偏光を出射光としてそれぞれ光伝送路に導くようにした
ものである。従って、このような光応用磁界センサにあ
っては、偏光子と検光子との間にファラデー素子を介挿
しなくても偏光膜と検光膜との間に存するプリズムが同
一のベルデ定数を有する材質で構成されているので、こ
の部分でファラデー効果を発生させることが可能とな
る。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明による光応用磁界センサの原理構成を示
すものである。すなわち、本発明では第1図に示すよう
に二つの直角プリズム13a,13bの傾斜面間にポラロイド
膜13cを偏光膜として介挿して接着してなる偏光子13と
同じく二つの直角プリズム14a,14bの傾斜面間にポラロ
イド膜14cを検光膜として介挿して接着してなる検光子1
4を、入射光の強度変化の影響を受けないようにするた
め、その偏光膜と検光膜とが互いに45度異なる位置関係
にして接着するように構成したものである。この場合、
偏光子13および検光子14の構成要素となる二つの直角プ
リズム13a,13bと14a,14bはそれぞれ同一のベルデ定数の
例えばBKガラスからなる材料が使用される。そして前記
偏光子13に対しては光伝送路を通して無偏光の入射光11
aを導き、また前記検光子14に対しては前記検光膜で分
離されたP偏光11bとS偏光11cを出射光としてそれぞれ
光伝送路に導くようにしてある。なお、第1図において
は偏光子13の偏光膜と検光子14の検光膜とが互いに45度
異なる位置関係になっていないが、これはファラデー素
子長が明確に理解できるようにするため、偏光子13と検
光子14とをあえて平行にして示してある。
すものである。すなわち、本発明では第1図に示すよう
に二つの直角プリズム13a,13bの傾斜面間にポラロイド
膜13cを偏光膜として介挿して接着してなる偏光子13と
同じく二つの直角プリズム14a,14bの傾斜面間にポラロ
イド膜14cを検光膜として介挿して接着してなる検光子1
4を、入射光の強度変化の影響を受けないようにするた
め、その偏光膜と検光膜とが互いに45度異なる位置関係
にして接着するように構成したものである。この場合、
偏光子13および検光子14の構成要素となる二つの直角プ
リズム13a,13bと14a,14bはそれぞれ同一のベルデ定数の
例えばBKガラスからなる材料が使用される。そして前記
偏光子13に対しては光伝送路を通して無偏光の入射光11
aを導き、また前記検光子14に対しては前記検光膜で分
離されたP偏光11bとS偏光11cを出射光としてそれぞれ
光伝送路に導くようにしてある。なお、第1図において
は偏光子13の偏光膜と検光子14の検光膜とが互いに45度
異なる位置関係になっていないが、これはファラデー素
子長が明確に理解できるようにするため、偏光子13と検
光子14とをあえて平行にして示してある。
次に上記のような原理構成の光応用磁界センサの作用に
ついて述べる。
ついて述べる。
入射光11aが偏光子13に導かれ、図示P点に到達された
所で図示A,B間のポラロイド膜13cによりP偏光11eとS
偏光11eに分離される。このP偏光11eとS偏光11eは共
に直線偏光であり、P偏光11eは磁界中で偏波面が回転
し、検光子14の図示Q点に到達すると図示C,D間のポラ
ロイド膜14cにより再度P偏光11bとS偏光11cに分離さ
れる。
所で図示A,B間のポラロイド膜13cによりP偏光11eとS
偏光11eに分離される。このP偏光11eとS偏光11eは共
に直線偏光であり、P偏光11eは磁界中で偏波面が回転
し、検光子14の図示Q点に到達すると図示C,D間のポラ
ロイド膜14cにより再度P偏光11bとS偏光11cに分離さ
れる。
ここで、P偏光11bとS偏光11cを出射光としてこれらの
強度を測定することにより偏波面の回転角を算出する
ことができる。そしてファラデー素子長Lは第1図のPQ
間がこれに相当する。この場合、ベルデ定数Vはポラロ
イド膜13c,14cを挟んでいるΔABCとΔCBDの二つの直角
プリズム13aと14bの材質により求まる。したがって、上
記した回転角とファラデー素子長Lとベルデ定数Vを
前述した(1)式に代入すれば、磁界強度Hを算出する
ことができる。
強度を測定することにより偏波面の回転角を算出する
ことができる。そしてファラデー素子長Lは第1図のPQ
間がこれに相当する。この場合、ベルデ定数Vはポラロ
イド膜13c,14cを挟んでいるΔABCとΔCBDの二つの直角
プリズム13aと14bの材質により求まる。したがって、上
記した回転角とファラデー素子長Lとベルデ定数Vを
前述した(1)式に代入すれば、磁界強度Hを算出する
ことができる。
このように本センサにおいては全て同一材質の二つの直
角プリズム13a,13bと14a,14bを用いて偏光子13と検光子
14を構成するだけで、ファラデー素子をこれら偏光子13
と検光子14との間に介挿しなくてもその直角プリズムの
材質に有するベルデ定数によりファラデー効果を得るこ
とが可能となるので、磁界強度を極めて精度良く測定す
ることができ、またセンサ全体の小形化を図ることがで
きると共に空間分解能を向上させることができる。
角プリズム13a,13bと14a,14bを用いて偏光子13と検光子
14を構成するだけで、ファラデー素子をこれら偏光子13
と検光子14との間に介挿しなくてもその直角プリズムの
材質に有するベルデ定数によりファラデー効果を得るこ
とが可能となるので、磁界強度を極めて精度良く測定す
ることができ、またセンサ全体の小形化を図ることがで
きると共に空間分解能を向上させることができる。
第2図は上記原理構成にもとずく光応用磁界センサの具
体的な実施例を示すものである。第2図において、偏光
子13および検光子14は第1図に示されている構成のもの
と同じであるが、ここでは偏光膜と検光膜とが互いに45
度異なる位置関係にして接着する本来の構成として示し
てある。12aは入射光を導く光ファイバで、この光ファ
イバ12aはロッドレンズ15aを介して偏光子13に結合され
ている。16aは検光子14のS偏光が出射される面に接着
されかつS偏光をP偏光の出射方向と同一方向にその光
路を変更させるための直角プリズムである。12b,12cは
検光子14から出射されるP偏光,S偏光を図示しない測定
部に導くための光ファイバで、光ファイバ12bは検光子1
4にロッドレンズ15bを介して結合され、また光ファイバ
12cは直角プリズム16aにロッドレンズ15cを介して結合
されている。
体的な実施例を示すものである。第2図において、偏光
子13および検光子14は第1図に示されている構成のもの
と同じであるが、ここでは偏光膜と検光膜とが互いに45
度異なる位置関係にして接着する本来の構成として示し
てある。12aは入射光を導く光ファイバで、この光ファ
イバ12aはロッドレンズ15aを介して偏光子13に結合され
ている。16aは検光子14のS偏光が出射される面に接着
されかつS偏光をP偏光の出射方向と同一方向にその光
路を変更させるための直角プリズムである。12b,12cは
検光子14から出射されるP偏光,S偏光を図示しない測定
部に導くための光ファイバで、光ファイバ12bは検光子1
4にロッドレンズ15bを介して結合され、また光ファイバ
12cは直角プリズム16aにロッドレンズ15cを介して結合
されている。
したがってこのような構成とすれば、検光子14の検光膜
で分離されたP偏光とS偏光は前記入射光側と反対側に
それぞれ導くことができる。
で分離されたP偏光とS偏光は前記入射光側と反対側に
それぞれ導くことができる。
また第3図は第2図とは異なる具体的な実施例を示すも
ので、第2図と同一部品には同一記号を付して示す。第
3図においては、検光子14のP偏光が出射される面に直
角プリズム16bを接着すると共にこの直角プリズム16bに
光ファイバ12bをロッドレンズ15cを介して結合し、その
出射光を入射光と同一方向に導けるようにし、また検光
子14のS偏光が出射される面に直角プリズム16aを接着
すると共にこの直角プリズム16aに光ファイバ12cをロッ
ドレンズ15bを介してその出射光も入射光と同一方向に
導けるようにしたものである。
ので、第2図と同一部品には同一記号を付して示す。第
3図においては、検光子14のP偏光が出射される面に直
角プリズム16bを接着すると共にこの直角プリズム16bに
光ファイバ12bをロッドレンズ15cを介して結合し、その
出射光を入射光と同一方向に導けるようにし、また検光
子14のS偏光が出射される面に直角プリズム16aを接着
すると共にこの直角プリズム16aに光ファイバ12cをロッ
ドレンズ15bを介してその出射光も入射光と同一方向に
導けるようにしたものである。
したがってこのような構成とすれば、検光子14から出射
されるP偏光,S偏光共に入射側と同一方向に導くことが
できるので、測定対象物が入射光側とは反対側で測定で
きないような場合には非常に便利なものとなる。
されるP偏光,S偏光共に入射側と同一方向に導くことが
できるので、測定対象物が入射光側とは反対側で測定で
きないような場合には非常に便利なものとなる。
この他、本発明では前述した原理構成にもとずくもので
あれば第2図および第3図に示す構成のものに止まら
ず、種々変形して実施することが可能である。
あれば第2図および第3図に示す構成のものに止まら
ず、種々変形して実施することが可能である。
以上述べたように本発明によれば、同一のベルデ定数を
有する材質の2個のプリズム間に偏光膜を介挿した偏光
子とこの偏光子と同一材質の2個のプリズム間に検光膜
を介挿した検光子とを偏光子から出射される光の偏光面
と検光子から出射される光の偏光面が互いに45度の位置
関係にして接着する構成としたので、ファラデー素子を
介挿しなくても偏光膜と検光膜との間に存する同一ベル
デ定数を有する材質のプリズムにより磁界強度に必要な
ファラデー効果を発生させることが可能となり、また検
光子に対しては検光膜で分離されたP偏光とS偏光を取
出してその光強度を用いているので、磁場の大小にかか
わらず、磁界強度の検出精度を向上させ、しかも小形で
空間分解能を向上させることができる光応用磁界センサ
を提供できる。
有する材質の2個のプリズム間に偏光膜を介挿した偏光
子とこの偏光子と同一材質の2個のプリズム間に検光膜
を介挿した検光子とを偏光子から出射される光の偏光面
と検光子から出射される光の偏光面が互いに45度の位置
関係にして接着する構成としたので、ファラデー素子を
介挿しなくても偏光膜と検光膜との間に存する同一ベル
デ定数を有する材質のプリズムにより磁界強度に必要な
ファラデー効果を発生させることが可能となり、また検
光子に対しては検光膜で分離されたP偏光とS偏光を取
出してその光強度を用いているので、磁場の大小にかか
わらず、磁界強度の検出精度を向上させ、しかも小形で
空間分解能を向上させることができる光応用磁界センサ
を提供できる。
第1図は本発明による光応用磁界センサの原理を説明す
るための構成図、第2図および第3図は第1図に示す原
理構成にもとずく具体的な異なる実施例をそれぞれ示す
構成図、第4図は従来の光応用磁界センサを説明するた
めの構成図である。 11a……入射光、11b……P偏光、11c……S偏光、13…
…偏光子、14……検光子、13a,13b,14a,14b……直角プ
リズム、13c,14c……ポラロイド膜。
るための構成図、第2図および第3図は第1図に示す原
理構成にもとずく具体的な異なる実施例をそれぞれ示す
構成図、第4図は従来の光応用磁界センサを説明するた
めの構成図である。 11a……入射光、11b……P偏光、11c……S偏光、13…
…偏光子、14……検光子、13a,13b,14a,14b……直角プ
リズム、13c,14c……ポラロイド膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉沢 進 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 林 壮一郎 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 小野 幹幸 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉電 線株式会社深川工場内 (72)発明者 菊地 佳夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 田中 朝和 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉電 線株式会社深川工場内
Claims (3)
- 【請求項1】ファラデー効果を利用して磁界の強さを検
出する光応用磁界センサにおいて、同一のベルデ定数を
有する材質の2個のプリズム間に偏光膜を介挿した偏光
子とこの偏光子と同一材質の2個のプリズム間に検光膜
を介挿した検光子とを偏光子から出射される光の偏光面
と検光子から出射される光の偏光面が互いに45度の位置
関係にして接着する構成とし且つ前記偏光子に対しては
光伝送路を通して入射光を導き、また前記検光子に対し
ては前記検光膜で分離されたP偏光とS偏光を出射光と
してそれぞれ光伝送路に導くようにしたことを特徴とす
る光応用磁界センサ。 - 【請求項2】前記検光膜で分離されたP偏光とS偏光は
前記入射光側に導くようにしたものである特許請求の範
囲第(1)項に記載の光応用磁界センサ。 - 【請求項3】前記検光膜で分離されたP偏光とS偏光は
前記入射光側と反対側に導くようにしたものである特許
請求の範囲第(1)項に記載の光応用磁界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204251A JPH06100642B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 光応用磁界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204251A JPH06100642B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 光応用磁界センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182177A JPS6182177A (ja) | 1986-04-25 |
| JPH06100642B2 true JPH06100642B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16487356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204251A Expired - Lifetime JPH06100642B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 光応用磁界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100642B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9964215B2 (en) | 2012-12-25 | 2018-05-08 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding component |
| CN104919229B (zh) | 2013-04-24 | 2017-05-31 | 伊格尔工业股份有限公司 | 滑动部件 |
| JP7201690B2 (ja) | 2018-08-01 | 2023-01-10 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
| EP3842673B1 (en) | 2018-08-24 | 2026-04-22 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding member |
| EP3862600B1 (en) | 2018-10-01 | 2025-05-21 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sliding member |
| CN112789434B (zh) | 2018-10-24 | 2023-09-29 | 伊格尔工业股份有限公司 | 滑动部件 |
| EP3889474A4 (en) | 2018-11-30 | 2022-08-10 | Eagle Industry Co., Ltd. | SLIDING ELEMENT |
| KR102541901B1 (ko) | 2018-12-21 | 2023-06-13 | 이구루코교 가부시기가이샤 | 슬라이딩 부품 |
| KR102610647B1 (ko) | 2019-02-04 | 2023-12-07 | 이구루코교 가부시기가이샤 | 슬라이딩 부품 |
| CN117432709A (zh) | 2019-02-14 | 2024-01-23 | 伊格尔工业股份有限公司 | 滑动部件 |
| JP7374573B2 (ja) | 2019-02-21 | 2023-11-07 | イーグル工業株式会社 | 摺動部品 |
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| JPS59107273A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 光電流・磁界センサ |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204251A patent/JPH06100642B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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