JPH0690236B2 - 光応用測定装置 - Google Patents
光応用測定装置Info
- Publication number
- JPH0690236B2 JPH0690236B2 JP60111021A JP11102185A JPH0690236B2 JP H0690236 B2 JPH0690236 B2 JP H0690236B2 JP 60111021 A JP60111021 A JP 60111021A JP 11102185 A JP11102185 A JP 11102185A JP H0690236 B2 JPH0690236 B2 JP H0690236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- optical
- integrator
- differential amplifier
- measuring device
- 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
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば電界や磁界などの被測定量により、光
学特性が変化し、光強度変化することにより、被測定量
を光学的に検出する光応用測定装置に関するものであ
る。
学特性が変化し、光強度変化することにより、被測定量
を光学的に検出する光応用測定装置に関するものであ
る。
第２図は従来の光応用測定装置の構成図で、例としてフ
アラデー効果を利用した磁界測定装置を示したものであ
る。図において（１）は光送信機、（２）は光フアイ
バ、（３）はレンズ、（４）は偏光子、（５）はフアラ
デー素子、（６）は検光子、（７）はレンズ、（８）は
光フアイバ、（９）は光受信機、（10）は増幅器、（1
1）は積分器、（12）はカツプリングコンデンサ、（1
3）は増幅器、（14）は割算器である。
アラデー効果を利用した磁界測定装置を示したものであ
る。図において（１）は光送信機、（２）は光フアイ
バ、（３）はレンズ、（４）は偏光子、（５）はフアラ
デー素子、（６）は検光子、（７）はレンズ、（８）は
光フアイバ、（９）は光受信機、（10）は増幅器、（1
1）は積分器、（12）はカツプリングコンデンサ、（1
3）は増幅器、（14）は割算器である。
次に動作について説明する。光送信機（１）から出た光
フアイバ（２）を通り、レンズ（３）で平行ビームとな
り偏光子（４）に入射する。偏光子（４）で直線偏光に
なり、フアラデー素子（５）に入るが、光の進行方向と
平行の方向の磁界があると、この磁界により、上記直線
偏光の偏光面がフアラデー効果により回転する。従つて
検光子（６）である角度の偏光面の光を透過するように
設定しておくと（一般的には直線性が最も良くなるよう
に上記偏光子（４）と検光子（６）とはその偏光面が45
゜の角度をなすよう配置される）磁界により光が強度変
調される。この光をレンズ（７）で集光し、光フアイバ
（８）に入り、光受信機（９）で光電変換された後、必
要な電圧に増幅器（10）で増幅後、一方は変調成分を平
均化するため、積分器（11）に入れ、他方は変調成分だ
けを増幅するため、カツプリングコンデンサ（12）で交
流分だけを通し、増幅器（13）で増幅する。これら両者
の出力を割算器（14）で割算する。この割算処理するこ
とにより、光伝送路（例えば光フアイバ（２）（８）自
体や、レンズ（３）（７）との結合部分）、光送信機
（１）でのロス変化や光パワー変化による誤差を補償し
ている。これは光センサ部（15）（レンズ（３）、偏光
子（４）、フアラデー素子（５）、検光子（６）、レン
ズ（７）で構成される）での磁界による光強度変調の度
合は不変であるため、光送信機（１）の光パワーが小さ
くなつたり、光伝送路でのロスが大きくなつたりして
も、平均受光パワー（変調成分を取り除いた分、即ち積
分器（11）の出力に相当する）も小さくなり、割算する
結果、常に一定の出力が得られるわけである。
フアイバ（２）を通り、レンズ（３）で平行ビームとな
り偏光子（４）に入射する。偏光子（４）で直線偏光に
なり、フアラデー素子（５）に入るが、光の進行方向と
平行の方向の磁界があると、この磁界により、上記直線
偏光の偏光面がフアラデー効果により回転する。従つて
検光子（６）である角度の偏光面の光を透過するように
設定しておくと（一般的には直線性が最も良くなるよう
に上記偏光子（４）と検光子（６）とはその偏光面が45
゜の角度をなすよう配置される）磁界により光が強度変
調される。この光をレンズ（７）で集光し、光フアイバ
（８）に入り、光受信機（９）で光電変換された後、必
要な電圧に増幅器（10）で増幅後、一方は変調成分を平
均化するため、積分器（11）に入れ、他方は変調成分だ
けを増幅するため、カツプリングコンデンサ（12）で交
流分だけを通し、増幅器（13）で増幅する。これら両者
の出力を割算器（14）で割算する。この割算処理するこ
とにより、光伝送路（例えば光フアイバ（２）（８）自
体や、レンズ（３）（７）との結合部分）、光送信機
（１）でのロス変化や光パワー変化による誤差を補償し
ている。これは光センサ部（15）（レンズ（３）、偏光
子（４）、フアラデー素子（５）、検光子（６）、レン
ズ（７）で構成される）での磁界による光強度変調の度
合は不変であるため、光送信機（１）の光パワーが小さ
くなつたり、光伝送路でのロスが大きくなつたりして
も、平均受光パワー（変調成分を取り除いた分、即ち積
分器（11）の出力に相当する）も小さくなり、割算する
結果、常に一定の出力が得られるわけである。
従来の光応用測定装置は以上のように構成されているの
で、測定精度は割算器の性能、特にその周波数特性に依
存し、高精度のものが得られなかつた。
で、測定精度は割算器の性能、特にその周波数特性に依
存し、高精度のものが得られなかつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、広範囲な周波数帯域で高精度に測定できる光
応用測定装置を提供するものである。
たもので、広範囲な周波数帯域で高精度に測定できる光
応用測定装置を提供するものである。
この発明に係る光応用測定装置は、光受信機からの出力
のDC成分を取り出す積分器と、変調成分のみを増幅する
差動増幅器と、両出力をそれぞれサンプリングするサン
プリング回路と、このサンプリング出力をA/D変換するA
/D変換器と、これらデイジタル出力の比を演算するデー
タ処理回路とを備えたものである。
のDC成分を取り出す積分器と、変調成分のみを増幅する
差動増幅器と、両出力をそれぞれサンプリングするサン
プリング回路と、このサンプリング出力をA/D変換するA
/D変換器と、これらデイジタル出力の比を演算するデー
タ処理回路とを備えたものである。
この発明においては、光受信機からの出力のDC成分と変
調成分とを検出してそれらのデータサンプリングを行な
い、A/D変換後そのデイタル出力を演算処理して被測定
量を出力する。
調成分とを検出してそれらのデータサンプリングを行な
い、A/D変換後そのデイタル出力を演算処理して被測定
量を出力する。
〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第２図と同一番号のものは同一のものを示
す。（16）は増幅器（10）の出力と積分器（11）の出力
との差動をとる差動増幅器、（17）は差動増幅器（16）
の出力のピーク検波をするピーク検波回路、（18）は差
動増幅器（16）とピーク検波回路（17）の出力とを加算
する加算器、（19）は適時、積分器（11）、加算器（1
8）、ピーク検波回路（17）の出力をサンプリングする
サンプリング回路、（20）はサンプリング回路（19）の
出力をA/D変換するA/D変換器、（21）はA/D変換器（2
0）からのデイジタル出力を演算処理して被測定量を出
力するデータ処理回路である。
図において、第２図と同一番号のものは同一のものを示
す。（16）は増幅器（10）の出力と積分器（11）の出力
との差動をとる差動増幅器、（17）は差動増幅器（16）
の出力のピーク検波をするピーク検波回路、（18）は差
動増幅器（16）とピーク検波回路（17）の出力とを加算
する加算器、（19）は適時、積分器（11）、加算器（1
8）、ピーク検波回路（17）の出力をサンプリングする
サンプリング回路、（20）はサンプリング回路（19）の
出力をA/D変換するA/D変換器、（21）はA/D変換器（2
0）からのデイジタル出力を演算処理して被測定量を出
力するデータ処理回路である。
次に動作について説明する。光送信機（１）から、積分
器（11）に至る動作は従来と同一なので、ここでは説明
を省略する。
器（11）に至る動作は従来と同一なので、ここでは説明
を省略する。
積分器（11）の出力と増幅器（10）の出力とを差動増幅
器（16）で作動すると光センサ部（15）（レンズ
（３）、偏光子（４）、フアラデー素子（５）、検光子
（６）、レンズ（７）で構成される）で被測定量により
変調された成分に比例した信号が得られる。この信号を
ピーク検波回路（17）でピーク値を検出し、上記差動増
幅器（16）との加算を加算器（18）で行うと、正負対称
の交流現象を測定する場合、ゼロ点を最小点とする正の
交流信号となる。これによつて後段の機器のダイナミツ
クレンジを有効に利用できる。これら積分器（11）、加
算器（18）、ピーク検波回路（17）の出力をサンプリン
グ回路（19）で適時サンプリングし、A/D変換器（20）
でデイジタル信号に変換する。これらの信号をデータ処
理回路（21）で加算器（18）の出力とピーク検波回路
（17）の出力とから交流信号を算出し、この信号と積分
器（11）の出力とを割算処理することで、光送信機
（１）の光パワ変動や光伝送路での光ロス変動を補償す
る。以上の演算はサンプリングした出力をA/D変換して
得られるデイジタル出力で処理しているので、従来のよ
うな割算器の周波数特性から精度が低下するということ
はなく、広範囲な周波数帯域で高精度な測定が可能とな
る。また、上記実施例では、タイナミツクレンジの点か
らピーク検波回路（17）と加算器（18）とにより、変調
成分を、ゼロ点を最小点とする交流信号とする処理を行
つているが、この処理はこの発明の必須の内容ではな
く、作動増幅器（16）の出力を直接サンプリング回路
（19）に入力する構成としてもよい。
器（16）で作動すると光センサ部（15）（レンズ
（３）、偏光子（４）、フアラデー素子（５）、検光子
（６）、レンズ（７）で構成される）で被測定量により
変調された成分に比例した信号が得られる。この信号を
ピーク検波回路（17）でピーク値を検出し、上記差動増
幅器（16）との加算を加算器（18）で行うと、正負対称
の交流現象を測定する場合、ゼロ点を最小点とする正の
交流信号となる。これによつて後段の機器のダイナミツ
クレンジを有効に利用できる。これら積分器（11）、加
算器（18）、ピーク検波回路（17）の出力をサンプリン
グ回路（19）で適時サンプリングし、A/D変換器（20）
でデイジタル信号に変換する。これらの信号をデータ処
理回路（21）で加算器（18）の出力とピーク検波回路
（17）の出力とから交流信号を算出し、この信号と積分
器（11）の出力とを割算処理することで、光送信機
（１）の光パワ変動や光伝送路での光ロス変動を補償す
る。以上の演算はサンプリングした出力をA/D変換して
得られるデイジタル出力で処理しているので、従来のよ
うな割算器の周波数特性から精度が低下するということ
はなく、広範囲な周波数帯域で高精度な測定が可能とな
る。また、上記実施例では、タイナミツクレンジの点か
らピーク検波回路（17）と加算器（18）とにより、変調
成分を、ゼロ点を最小点とする交流信号とする処理を行
つているが、この処理はこの発明の必須の内容ではな
く、作動増幅器（16）の出力を直接サンプリング回路
（19）に入力する構成としてもよい。
以上の実施例ではフアラデー効果を利用した磁界測定の
例であるが、ポツケルス効果を利用した電界、電圧測
定、光弾性効果を利用した加速度測定、その他被測定量
により光強度が変調されるものについても同様の効果を
奏する。
例であるが、ポツケルス効果を利用した電界、電圧測
定、光弾性効果を利用した加速度測定、その他被測定量
により光強度が変調されるものについても同様の効果を
奏する。
以上のようにこの発明によれば、光受信機からの出力の
DC成分と変調成分とを検出してそれらのデータサンプリ
ングを行ない、A/D変換後そのデイジタル出力をデイジ
タル演算処理して被測定量を出力する構成としたので、
広範囲な周波数帯域で高精度な測定が可能となる。
DC成分と変調成分とを検出してそれらのデータサンプリ
ングを行ない、A/D変換後そのデイジタル出力をデイジ
タル演算処理して被測定量を出力する構成としたので、
広範囲な周波数帯域で高精度な測定が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例による光応用測定装置の構
成図、第２図は従来の光応用測定装置の構成図である。
図において、（１）は光送信機、（９）は光受信機、
（11）は積分器、（15）は光センサ部、（16）は差動増
幅器、（19）はサンプリング回路、（20）はA/D変換
器、（21）はデータ処理回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
成図、第２図は従来の光応用測定装置の構成図である。
図において、（１）は光送信機、（９）は光受信機、
（11）は積分器、（15）は光センサ部、（16）は差動増
幅器、（19）はサンプリング回路、（20）はA/D変換
器、（21）はデータ処理回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】被測定量の変化により光の透過量が変化す
る光センサ部、この光センサ部に光を送信する光送信
機、上記光センサ部を透過した光を受信する光受信機を
備えた光応用測定装置において、上記光受信機の出力を
積分してそのDC成分を取り出す積分器、上記光受信機の
出力と上記積分器の出力とを差動する差動増幅器、上記
積分器と上記差動増幅器との出力をそれぞれサンプリン
グするサンプリング回路、このサンプリング回路の出力
をA/D変換するA/D変換器、このA/D変換器を経た上記積
分器と上記差動増幅器とのデイジタル出力の比を演算し
て上記被測定量に比例した出力を出すデータ処理回路を
備えたことを特徴とする光応用測定装置。 - 【請求項２】差動増幅器の出力をピーク検波し、このピ
ーク検波出力をもとの出力に加算してサンプリングする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光応用測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60111021A JPH0690236B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 光応用測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60111021A JPH0690236B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 光応用測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269074A JPS61269074A (ja) | 1986-11-28 |
| JPH0690236B2 true JPH0690236B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=14550380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60111021A Expired - Lifetime JPH0690236B2 (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 光応用測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690236B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159076A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-08 | Hitachi Ltd | 光学式磁界センサ |
| JPS60230299A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | 工業技術院長 | 光学的計測装置 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP60111021A patent/JPH0690236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61269074A (ja) | 1986-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4629323A (en) | Birefringence type measuring device | |
| WO2021057025A1 (zh) | 一种基于混频的光电探测器频响测量方法及装置 | |
| CN108760021A (zh) | 基于双折射晶体的光纤法珀声振动传感装置及解调方法 | |
| JPS60100735A (ja) | 光信号伝送用光ファイバの分散の測定方法 | |
| CN111337061A (zh) | 一种消除扰动的相位生成载波解调方法 | |
| CN114526684A (zh) | 一种混沌外调制的布里渊光时域反射温度与应变检测装置 | |
| CN111366179A (zh) | 一种自微分相除的相位生成载波解调方法 | |
| JP2000147021A (ja) | 電気光学サンプリングオシロスコープ用受光回路 | |
| US20220065701A1 (en) | Phase sensitivity calibration method based on phase generated carrier technology | |
| JPH0690236B2 (ja) | 光応用測定装置 | |
| CN113390441B (zh) | 一种折射率变化传感的装置及测量方法 | |
| CN120601980B (zh) | 基于微波光子技术的微波频率测量方法及装置 | |
| JPS59159076A (ja) | 光学式磁界センサ | |
| JPS61260174A (ja) | 光応用測定装置 | |
| CN117054685A (zh) | 一种基于双干涉信号间相位差的加速度检测系统和方法 | |
| KR0177874B1 (ko) | 광전류센서를 이용한 비정현성 고주파 대전류 측정장치 | |
| CN119935897A (zh) | 一种大气检测装置和大气检测方法 | |
| JPH09218098A (ja) | 自動消光比測定器 | |
| RU1759139C (ru) | Оптико-электронное устройство | |
| JP3201729B2 (ja) | 光センサシステムの使用方法 | |
| CN118624071A (zh) | 一种基于象限探测器的光纤法珀传感器腔长解调系统及方法 | |
| SU1337658A1 (ru) | Фотоэлектрическое измерительное устройство с системой коррекции | |
| CN121348344A (zh) | 一种基于差分信号解调的高精度激光测距系统及方法 | |
| JPS6152800A (ja) | 光フアイバ−計測装置 | |
| JPS6088332A (ja) | 光応用センサ装置 |