JPH07139955A - 光ファイバジャイロの故障検出方法及び故障診断装置 - Google Patents
光ファイバジャイロの故障検出方法及び故障診断装置Info
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- JPH07139955A JPH07139955A JP5286368A JP28636893A JPH07139955A JP H07139955 A JPH07139955 A JP H07139955A JP 5286368 A JP5286368 A JP 5286368A JP 28636893 A JP28636893 A JP 28636893A JP H07139955 A JPH07139955 A JP H07139955A
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- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 運転中でも故障の検出が可能で、しかも故障
内容を分離できる光ファイバジャイロの故障検出方法及
び故障診断装置を提供する。 【構成】 光源１からの光を位相変調してセンシングル
ープ５に導入し、センシングループ５を周回した光を受
光して電気信号に変換し、この電気信号からセンシング
ループ５の角速度を検出する光ファイバジャイロにおい
て、上記電気信号から位相変調の基本波成分Ｓ１及び偶
数調波成分Ｓ２、Ｓ４を求め、これらの成分の変化から
光学系の故障を検出する。
内容を分離できる光ファイバジャイロの故障検出方法及
び故障診断装置を提供する。 【構成】 光源１からの光を位相変調してセンシングル
ープ５に導入し、センシングループ５を周回した光を受
光して電気信号に変換し、この電気信号からセンシング
ループ５の角速度を検出する光ファイバジャイロにおい
て、上記電気信号から位相変調の基本波成分Ｓ１及び偶
数調波成分Ｓ２、Ｓ４を求め、これらの成分の変化から
光学系の故障を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相変調方式の光ファ
イバジャイロに係り、特に、運転中でも故障の検出が可
能で、しかも故障内容を分離できる光ファイバジャイロ
の故障検出方法及び故障診断装置に関するものである。
イバジャイロに係り、特に、運転中でも故障の検出が可
能で、しかも故障内容を分離できる光ファイバジャイロ
の故障検出方法及び故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いて角速度を検出する光
ファイバジャイロは、自動車の車体制御等に広く用いら
れる。位相変調方式の光ファイバジャイロは、光源から
の光を光カプラで分岐し、それぞれの光を位相変調器で
位相をずらせてセンシングループに導入し、このセンシ
ングループを伝搬した左右両回り光を光カプラで結合
し、その結合光を受光器で受光する。受光器で得られた
電気信号をもとにセンシングループの角速度が検知さ
れ、この角速度をもとに光ファイバジャイロの変位角を
求めることができる。
ファイバジャイロは、自動車の車体制御等に広く用いら
れる。位相変調方式の光ファイバジャイロは、光源から
の光を光カプラで分岐し、それぞれの光を位相変調器で
位相をずらせてセンシングループに導入し、このセンシ
ングループを伝搬した左右両回り光を光カプラで結合
し、その結合光を受光器で受光する。受光器で得られた
電気信号をもとにセンシングループの角速度が検知さ
れ、この角速度をもとに光ファイバジャイロの変位角を
求めることができる。
【０００３】光ファイバジャイロが故障により誤動作す
ると、これを用いたシステムの事故につながるおそれが
ある。そこで、故障の早期検知が望まれる。
ると、これを用いたシステムの事故につながるおそれが
ある。そこで、故障の早期検知が望まれる。
【０００４】光ファイバジャイロの故障を検知する従来
の方法は、この光ファイバジャイロを１８０°回転さ
せ、そのときの入力角速度と出力角速度との誤差から異
常を検知する。異常が検知されたときには、この光ファ
イバジャイロを分解してオシロスコープ等の計測器を挿
入し、その状態で光ファイバジャイロを動作させて各部
の信号を観測することで故障の具体的内容を検知してい
る。
の方法は、この光ファイバジャイロを１８０°回転さ
せ、そのときの入力角速度と出力角速度との誤差から異
常を検知する。異常が検知されたときには、この光ファ
イバジャイロを分解してオシロスコープ等の計測器を挿
入し、その状態で光ファイバジャイロを動作させて各部
の信号を観測することで故障の具体的内容を検知してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の故障検知方法
は、異常を判断する基準が曖昧であるため正確な故障検
知ができない。また、オシロスコープ等の計測器を用い
るので、故障検出が一般人には困難であると共に、光フ
ァイバジャイロの通常の運転中には故障検出ができない
ので発見が遅れることになる。さらに、計測器で各部の
信号をいちいち観測しなければならないので、故障の具
体的内容が分かるまでに手間がかかる。
は、異常を判断する基準が曖昧であるため正確な故障検
知ができない。また、オシロスコープ等の計測器を用い
るので、故障検出が一般人には困難であると共に、光フ
ァイバジャイロの通常の運転中には故障検出ができない
ので発見が遅れることになる。さらに、計測器で各部の
信号をいちいち観測しなければならないので、故障の具
体的内容が分かるまでに手間がかかる。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、運転中でも故障の検出が可能で、しかも故障内容を
分離できる光ファイバジャイロの故障検出方法及び故障
診断装置を提供することにある。
し、運転中でも故障の検出が可能で、しかも故障内容を
分離できる光ファイバジャイロの故障検出方法及び故障
診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光源からの光を位相変調してセンシングル
ープに導入し、このセンシングループを周回した光を受
光して電気信号に変換し、この電気信号からセンシング
ループの角速度を検出する光ファイバジャイロにおい
て、上記電気信号から位相変調の基本波成分及び偶数調
波成分を求め、これらの成分の変化から光学系の故障を
検出するものである。
に本発明は、光源からの光を位相変調してセンシングル
ープに導入し、このセンシングループを周回した光を受
光して電気信号に変換し、この電気信号からセンシング
ループの角速度を検出する光ファイバジャイロにおい
て、上記電気信号から位相変調の基本波成分及び偶数調
波成分を求め、これらの成分の変化から光学系の故障を
検出するものである。
【０００８】光源を遮断するか又は位相変調を停止し、
そのときの上記電気信号のノイズ成分を検知し、このノ
イズ成分の大きさから電気系の故障を検出してもよい。
そのときの上記電気信号のノイズ成分を検知し、このノ
イズ成分の大きさから電気系の故障を検出してもよい。
【０００９】光ファイバジャイロに供給される電源電圧
を計測し、この電圧の大きさから電源の故障を検出し、
上記光学系の故障検出と電源の故障とを分離してもよ
い。
を計測し、この電圧の大きさから電源の故障を検出し、
上記光学系の故障検出と電源の故障とを分離してもよ
い。
【００１０】上記光ファイバジャイロは、検出された故
障情報を不揮発性のメモリに記憶すると共にこの故障情
報を外部に通信し、かつ上記電源が停止されて再度投入
されたとき上記不揮発性のメモリの故障情報から故障が
あったことを検知すると共に故障情報を外部に通信して
もよい。
障情報を不揮発性のメモリに記憶すると共にこの故障情
報を外部に通信し、かつ上記電源が停止されて再度投入
されたとき上記不揮発性のメモリの故障情報から故障が
あったことを検知すると共に故障情報を外部に通信して
もよい。
【００１１】光源と、光源からの光を位相変調する位相
変調器と、位相変調された光が導入されるセンシングル
ープと、このセンシングループを周回した光を受光して
電気信号に変換する受光器と、この受光器からの電気信
号を増幅する前置増幅器とを有する光ファイバジャイロ
において、上記前置増幅器で増幅された電気信号を積分
する積分器と、この積分信号の電圧を故障の基準電圧と
比較する比較器とを有し、この比較器の出力が故障の有
無を示すものである。
変調器と、位相変調された光が導入されるセンシングル
ープと、このセンシングループを周回した光を受光して
電気信号に変換する受光器と、この受光器からの電気信
号を増幅する前置増幅器とを有する光ファイバジャイロ
において、上記前置増幅器で増幅された電気信号を積分
する積分器と、この積分信号の電圧を故障の基準電圧と
比較する比較器とを有し、この比較器の出力が故障の有
無を示すものである。
【００１２】上記光源の光出力を一定値に制御する光出
力制御手段を有してもよい。
力制御手段を有してもよい。
【００１３】上記位相変調器の変調の度合いを一定値に
制御する変調信号振幅制御手段を有してもよい。
制御する変調信号振幅制御手段を有してもよい。
【００１４】
【作用】上記構成により、センシングループを周回した
光を受光して得られた電気信号は、センシングループの
角速度に対して位相変調の基本波成分及び偶数調波成分
がそれぞれ異なる変化を有する。各成分は、光ファイバ
ジャイロが正常であれば、それぞれ異なる所定の範囲内
で変化し、またそれぞれ異なる特有の変化をする。従っ
て、各成分がこの範囲を越えたり異常な変化をしたりす
るようであれば、異常であると判定できる。また、その
異常の内容から故障の起きている部位を知ることができ
る。例えば、角速度の大きさにかかわらず、各成分が全
て零であることは有り得ないので、検出された各成分が
共に零或いは異常に小さいようであれば光ファイバ切れ
などの光学系の故障と特定できる。一方、上記位相変調
の基本波成分及び偶数調波成分が異常に大きいときは、
増幅器の故障等により回路が飽和していると考えられ
る。
光を受光して得られた電気信号は、センシングループの
角速度に対して位相変調の基本波成分及び偶数調波成分
がそれぞれ異なる変化を有する。各成分は、光ファイバ
ジャイロが正常であれば、それぞれ異なる所定の範囲内
で変化し、またそれぞれ異なる特有の変化をする。従っ
て、各成分がこの範囲を越えたり異常な変化をしたりす
るようであれば、異常であると判定できる。また、その
異常の内容から故障の起きている部位を知ることができ
る。例えば、角速度の大きさにかかわらず、各成分が全
て零であることは有り得ないので、検出された各成分が
共に零或いは異常に小さいようであれば光ファイバ切れ
などの光学系の故障と特定できる。一方、上記位相変調
の基本波成分及び偶数調波成分が異常に大きいときは、
増幅器の故障等により回路が飽和していると考えられ
る。
【００１５】また、光源を遮断するか又は位相変調を停
止すると、光ファイバジャイロからの信号は出力されな
いはずであるから、そのときの電気信号には電気的なノ
イズの成分が現れる。ノイズ成分が大きいと、増幅器の
故障、光源を遮断する回路の故障等の電気系の故障が特
定できる。
止すると、光ファイバジャイロからの信号は出力されな
いはずであるから、そのときの電気信号には電気的なノ
イズの成分が現れる。ノイズ成分が大きいと、増幅器の
故障、光源を遮断する回路の故障等の電気系の故障が特
定できる。
【００１６】電源電圧が小さすぎると、光学系の故障が
なくても各成分が異常に小さくなる。電源電圧の大きさ
から電源の故障を特定することで、上記光学系の故障検
出と電源の故障とが分離できる。
なくても各成分が異常に小さくなる。電源電圧の大きさ
から電源の故障を特定することで、上記光学系の故障検
出と電源の故障とが分離できる。
【００１７】本発明の故障検出方法にあっては、故障内
容が特定されているので、故障原因の究明や修理が迅速
に行える。また、故障内容によっては自動的な復帰がで
きる場合もある。例えば、電源電圧の過不足に対しては
供給量を調整するだけで解消できる。
容が特定されているので、故障原因の究明や修理が迅速
に行える。また、故障内容によっては自動的な復帰がで
きる場合もある。例えば、電源電圧の過不足に対しては
供給量を調整するだけで解消できる。
【００１８】このようにして検出された故障情報は不揮
発性のメモリに記憶するとよい。これは電源が一旦停止
されてから再度投入されることによって故障情報が失わ
れることを防止する。故障情報は検知されたら直ちに外
部に通信される。電源が再度投入されたときにも不揮発
性のメモリに故障情報があれば直ちに外部に通信され
る。
発性のメモリに記憶するとよい。これは電源が一旦停止
されてから再度投入されることによって故障情報が失わ
れることを防止する。故障情報は検知されたら直ちに外
部に通信される。電源が再度投入されたときにも不揮発
性のメモリに故障情報があれば直ちに外部に通信され
る。
【００１９】前置増幅器で増幅された電気信号を積分す
ると、前置増幅器の出力レベルが求まる。この出力レベ
ルは通常の角速度の計測において所定の範囲内で変化す
る。出力レベルがその範囲を越えているときは異常であ
る。この異常は、積分の結果を故障の基準電圧と比較す
ることで検出できる。比較器の出力が故障の有無を示す
ので外部からも容易に故障が検出されたことが分かる。
ると、前置増幅器の出力レベルが求まる。この出力レベ
ルは通常の角速度の計測において所定の範囲内で変化す
る。出力レベルがその範囲を越えているときは異常であ
る。この異常は、積分の結果を故障の基準電圧と比較す
ることで検出できる。比較器の出力が故障の有無を示す
ので外部からも容易に故障が検出されたことが分かる。
【００２０】光出力制御手段が光源の光出力を一定値に
制御する。光源の光出力が一定値であれば、出力レベル
の変化の要因のうちから光源の光出力の変化によるもの
がなくなり、故障の検出が確実になる。
制御する。光源の光出力が一定値であれば、出力レベル
の変化の要因のうちから光源の光出力の変化によるもの
がなくなり、故障の検出が確実になる。
【００２１】変調信号振幅制御手段が位相変調器の変調
の度合いを一定値に制御する。出力レベルの変化の要因
のうちから変調の度合いの変化によるものがなくなり、
故障の検出が確実になる。
の度合いを一定値に制御する。出力レベルの変化の要因
のうちから変調の度合いの変化によるものがなくなり、
故障の検出が確実になる。
【００２２】
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
詳述する。
【００２３】光ファイバジャイロは、図１に示されるよ
うに、主に光学系の素子からなる光学部１４とアナログ
及びデジタル回路素子からなる信号処理回路１５とに分
けられる。光学部１４には、光源１、光カプラ２ａ、偏
光子３、光カプラ２ｂ、位相変調器４、センシングルー
プ５、受光器６、プリアンプ（前置増幅器）７が含ま
れ、信号処理回路１５には、同期検波回路８、Ａ／Ｄ変
換器９、ＣＰＵ１０、発信器１１、Ｅ2 ＰＲＯＭ１２、
ＳＣＩ１３が含まれる。
うに、主に光学系の素子からなる光学部１４とアナログ
及びデジタル回路素子からなる信号処理回路１５とに分
けられる。光学部１４には、光源１、光カプラ２ａ、偏
光子３、光カプラ２ｂ、位相変調器４、センシングルー
プ５、受光器６、プリアンプ（前置増幅器）７が含ま
れ、信号処理回路１５には、同期検波回路８、Ａ／Ｄ変
換器９、ＣＰＵ１０、発信器１１、Ｅ2 ＰＲＯＭ１２、
ＳＣＩ１３が含まれる。
【００２４】図１において、光源１からの光が光カプラ
２ａで分岐され、その一方の光が偏光子３で偏光され
る。偏光子３を出た光が光カプラ２ｂで分岐される。光
カプラ２ｂで分岐された一方の光が位相変調器４で位相
をずらされ、光ファイバをループ状に形成したセンシン
グループ５に導入され、センシングループ５を周回す
る。光カプラ２ｂで分岐されたもう一方の光はセンシン
グループ５を出てから位相変調器４で位相をずらされ
る。詳しくは、位相変調器４が発信器１１から出力され
る正弦波を用いて一定の位相バイアスを与えている。セ
ンシングループ５を周回した２つの光は光カプラ２ｂで
結合され、偏光子３及び光カプラ２ａを経て受光器６で
受光される。センシングループ５が回転されて回転角速
度が生じているときには、受光される上記２つの光に位
相差が生じ、このため受光器６の受光信号に変化が生じ
る。受光信号はプリアンプ７で増幅されたのち同期検波
回路８で検波される。同期検波回路８は、受光増幅信号
から位相変調器４で用いた位相変調周波数の基本波成分
Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍調波成分Ｓ４を分離す
る。分離された基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４
倍調波成分Ｓ４がそれぞれＡ／Ｄ変換器９でデジタル化
され、これ以降の処理はＣＰＵ１０による演算処理で行
われる。ＣＰＵ１０で演算された角速度や故障情報はＳ
ＣＩ１３を介して図示されないホストコンピュータに送
信される。
２ａで分岐され、その一方の光が偏光子３で偏光され
る。偏光子３を出た光が光カプラ２ｂで分岐される。光
カプラ２ｂで分岐された一方の光が位相変調器４で位相
をずらされ、光ファイバをループ状に形成したセンシン
グループ５に導入され、センシングループ５を周回す
る。光カプラ２ｂで分岐されたもう一方の光はセンシン
グループ５を出てから位相変調器４で位相をずらされ
る。詳しくは、位相変調器４が発信器１１から出力され
る正弦波を用いて一定の位相バイアスを与えている。セ
ンシングループ５を周回した２つの光は光カプラ２ｂで
結合され、偏光子３及び光カプラ２ａを経て受光器６で
受光される。センシングループ５が回転されて回転角速
度が生じているときには、受光される上記２つの光に位
相差が生じ、このため受光器６の受光信号に変化が生じ
る。受光信号はプリアンプ７で増幅されたのち同期検波
回路８で検波される。同期検波回路８は、受光増幅信号
から位相変調器４で用いた位相変調周波数の基本波成分
Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍調波成分Ｓ４を分離す
る。分離された基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４
倍調波成分Ｓ４がそれぞれＡ／Ｄ変換器９でデジタル化
され、これ以降の処理はＣＰＵ１０による演算処理で行
われる。ＣＰＵ１０で演算された角速度や故障情報はＳ
ＣＩ１３を介して図示されないホストコンピュータに送
信される。
【００２５】ＣＰＵ１０による演算において、角速度Ω
は、基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２の比から次式に
より与えられる。
は、基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２の比から次式に
より与えられる。
【００２６】 Ω＝Ａ・ｔａｎ-1｛Ｊ２（ｍ）／Ｊ１（ｍ）・Ｓ１／Ｓ２｝ （１） ここで Ａ；スケールファクタ Ｊ１（ｍ）、Ｊ２（ｍ）；各成分のベッセル関数 ｍ；位相変調度 である。
【００２７】Ｊ２（ｍ）／Ｊ１（ｍ）は、Ｊ４（ｍ）／
Ｊ２（ｍ）とＪ２（ｍ）／Ｊ１（ｍ）との関係を予め求
めておくことでＪ４（ｍ）／Ｊ２（ｍ）から求められ
る。ここで２倍調波成分Ｓ２と４倍調波成分Ｓ４との間
には次式の関係がある。
Ｊ２（ｍ）とＪ２（ｍ）／Ｊ１（ｍ）との関係を予め求
めておくことでＪ４（ｍ）／Ｊ２（ｍ）から求められ
る。ここで２倍調波成分Ｓ２と４倍調波成分Ｓ４との間
には次式の関係がある。
【００２８】 Ｓ４／Ｓ２＝Ｊ４（ｍ）／Ｊ２（ｍ） （２） 従って、Ｓ２とＳ４とを計測することにより、Ｊ２
（ｍ）／Ｊ１（ｍ）を求めることができる。従って、基
本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍調波成分Ｓ４か
ら、角速度Ωが求まる。
（ｍ）／Ｊ１（ｍ）を求めることができる。従って、基
本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍調波成分Ｓ４か
ら、角速度Ωが求まる。
【００２９】本発明の故障検知の方法を図３のフローチ
ャートを用いて説明する。
ャートを用いて説明する。
【００３０】（１）零点異常検出 センシングループ５の角速度Ωは、角速度Ωが零のとき
の上記各成分の信号を基準とし、（１）式より求められ
る。しかし、基準とする各成分の零点は電気系のノイズ
によって移動するので、角速度Ωが正しく計算されな
い。このノイズを効率よく取り除くために、図示されな
い光源オンオフ回路により光源１の電流を停止するか又
は発信器１１を停止して、光源１を遮断するか又は位相
変調を停止する。これにより光ファイバジャイロが回転
していても静止していても、受光器６の受光信号は、角
速度とは無関係になる。この光源１を遮断するか又は位
相変調を停止したときの受光信号の各成分を零点とす
る。各成分の零点は、複数回のサンプリングを平均して
取得され、爾後、オフセット値として用いられ、ノイズ
が除去される。しかし、ノイズが大きく零点が大幅にず
れていると、その分、各成分を検出する範囲が狭くなっ
てしまう。零点が大幅にずれるのは、プリアンプ７の故
障により受光信号が発振したことや上記光源オンオフ回
路の故障により零点が計測できなかったことが原因と考
えられる。
の上記各成分の信号を基準とし、（１）式より求められ
る。しかし、基準とする各成分の零点は電気系のノイズ
によって移動するので、角速度Ωが正しく計算されな
い。このノイズを効率よく取り除くために、図示されな
い光源オンオフ回路により光源１の電流を停止するか又
は発信器１１を停止して、光源１を遮断するか又は位相
変調を停止する。これにより光ファイバジャイロが回転
していても静止していても、受光器６の受光信号は、角
速度とは無関係になる。この光源１を遮断するか又は位
相変調を停止したときの受光信号の各成分を零点とす
る。各成分の零点は、複数回のサンプリングを平均して
取得され、爾後、オフセット値として用いられ、ノイズ
が除去される。しかし、ノイズが大きく零点が大幅にず
れていると、その分、各成分を検出する範囲が狭くなっ
てしまう。零点が大幅にずれるのは、プリアンプ７の故
障により受光信号が発振したことや上記光源オンオフ回
路の故障により零点が計測できなかったことが原因と考
えられる。
【００３１】そこで、零点のずれが大きいときには零点
異常とする。即ち、フローチャートのステップ２０で零
点を取得した後、ステップ３０〜５０で各成分の零点を
チェックする。各成分の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４には予め
零点の最小限度値Ｏｍｉｎと最大限度値Ｏｍａｘがそれ
ぞれ設定されており、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４のいずれか
ひとつでも最小限度値Ｏｍｉｎ〜最大限度値Ｏｍａｘの
範囲から外れていれば零点異常とする（ステップ６
０）。なお、各成分の零点の最小限度値Ｏｍｉｎと最大
限度値Ｏｍａｘとは光学部１４の特性やＡ／Ｄ変換器９
の精度等を考慮して決定したものである。
異常とする。即ち、フローチャートのステップ２０で零
点を取得した後、ステップ３０〜５０で各成分の零点を
チェックする。各成分の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４には予め
零点の最小限度値Ｏｍｉｎと最大限度値Ｏｍａｘがそれ
ぞれ設定されており、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４のいずれか
ひとつでも最小限度値Ｏｍｉｎ〜最大限度値Ｏｍａｘの
範囲から外れていれば零点異常とする（ステップ６
０）。なお、各成分の零点の最小限度値Ｏｍｉｎと最大
限度値Ｏｍａｘとは光学部１４の特性やＡ／Ｄ変換器９
の精度等を考慮して決定したものである。
【００３２】（２）信号出力異常 基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍調波成分Ｓ４
は、図２のグラフで示されるような特性を持っている。
即ち、センシングループ５に角速度Ωが加えられると、
基本波成分Ｓ１は角速度Ωにほぼ比例して減少する。２
倍調波成分Ｓ２及び４倍調波成分Ｓ４は、いずれも角速
度Ωが零のとき最大で、角速度Ωの絶対値が大きくなる
と小さくなる。この特性を利用して光学系の故障を検出
することができる。なお、図２のグラフは電位０〜５Ｖ
の範囲で示されている。基本波成分Ｓ１の零点＝０Ｖが
グラフの中央に来るように、各成分にそれぞれ２．５Ｖ
をかさ上げしている。
は、図２のグラフで示されるような特性を持っている。
即ち、センシングループ５に角速度Ωが加えられると、
基本波成分Ｓ１は角速度Ωにほぼ比例して減少する。２
倍調波成分Ｓ２及び４倍調波成分Ｓ４は、いずれも角速
度Ωが零のとき最大で、角速度Ωの絶対値が大きくなる
と小さくなる。この特性を利用して光学系の故障を検出
することができる。なお、図２のグラフは電位０〜５Ｖ
の範囲で示されている。基本波成分Ｓ１の零点＝０Ｖが
グラフの中央に来るように、各成分にそれぞれ２．５Ｖ
をかさ上げしている。
【００３３】グラフでは角速度Ωが零のときＳ１が零点
にあり、Ｓ２及びＳ４が最大である。ステップ７０で取
得したＳ１及びＳ２が共に零点か、又はＳ１及びＳ４が
共に零点にあれば光ファイバ切れなどの光学系の故障に
よる信号出力低下と考えられる。そこで、ステップ１０
０、１１０でＳ１の絶対値、Ｓ２をチェックし、Ｓ１の
絶対値が基本波成分最低限度値Ｓ１ｍｉｎ以下、かつＳ
２が２倍調波成分最低限度値Ｓ２ｍｉｎ以下であれば信
号出力低下異常とする（ステップ１２０）。
にあり、Ｓ２及びＳ４が最大である。ステップ７０で取
得したＳ１及びＳ２が共に零点か、又はＳ１及びＳ４が
共に零点にあれば光ファイバ切れなどの光学系の故障に
よる信号出力低下と考えられる。そこで、ステップ１０
０、１１０でＳ１の絶対値、Ｓ２をチェックし、Ｓ１の
絶対値が基本波成分最低限度値Ｓ１ｍｉｎ以下、かつＳ
２が２倍調波成分最低限度値Ｓ２ｍｉｎ以下であれば信
号出力低下異常とする（ステップ１２０）。
【００３４】グラフでは角速度Ωが零のときＳ２及びＳ
４が最大であって、それ以上の値はありえないから、ス
テップ７０で取得したＳ２、Ｓ４が予め定めた最大値よ
り大きいときは、プリアンプ故障等により受光信号が飽
和していると考えられる。そこで、ステップ１３０、１
４０でＳ２、Ｓ４をチェックし、そのいずれかが２倍調
波成分最高限度値Ｓ２ｍａｘ又は４倍調波成分最高限度
値Ｓ４ｍａｘ以上であれば信号出力飽和異常とする（ス
テップ１５０）。
４が最大であって、それ以上の値はありえないから、ス
テップ７０で取得したＳ２、Ｓ４が予め定めた最大値よ
り大きいときは、プリアンプ故障等により受光信号が飽
和していると考えられる。そこで、ステップ１３０、１
４０でＳ２、Ｓ４をチェックし、そのいずれかが２倍調
波成分最高限度値Ｓ２ｍａｘ又は４倍調波成分最高限度
値Ｓ４ｍａｘ以上であれば信号出力飽和異常とする（ス
テップ１５０）。
【００３５】（３）電源異常検出 前記した信号出力低下異常は、光ファイバ切れなどの光
学系の故障の他に光学系への電源の供給不足も考えられ
る。電源の供給不足を分離して検出するためにＡ／Ｄ変
換器９は光ファイバジャイロの任意の電源電圧がかかっ
ている部分から入力を得て、電源電圧をＡ／Ｄ変換す
る。電源電圧の取得はＳ１、Ｓ２、Ｓ４の取得に併せて
ステップ７０で行われる。ステップ８０において電源電
圧が予め定めた最低限度電圧Ｐｍｉｎより低いときには
電源異常とし（ステップ９０）、この場合、信号出力低
下異常は光学系の故障ではなく光学系への電源の供給不
足によるものと判断する。図３のフローチャートではス
テップ８０がステップ１００以降に優先するので、電源
異常が検出されると信号出力低下異常は検出されない。
学系の故障の他に光学系への電源の供給不足も考えられ
る。電源の供給不足を分離して検出するためにＡ／Ｄ変
換器９は光ファイバジャイロの任意の電源電圧がかかっ
ている部分から入力を得て、電源電圧をＡ／Ｄ変換す
る。電源電圧の取得はＳ１、Ｓ２、Ｓ４の取得に併せて
ステップ７０で行われる。ステップ８０において電源電
圧が予め定めた最低限度電圧Ｐｍｉｎより低いときには
電源異常とし（ステップ９０）、この場合、信号出力低
下異常は光学系の故障ではなく光学系への電源の供給不
足によるものと判断する。図３のフローチャートではス
テップ８０がステップ１００以降に優先するので、電源
異常が検出されると信号出力低下異常は検出されない。
【００３６】（４）故障通知 上述した（１）〜（３）の故障検出において、零点異
常、信号出力低下異常、信号出力飽和異常、電源異常の
故障情報が検出されると、ＣＰＵ１０は、検出した故障
情報をステップ１８０で通信手段であるＳＣＩ１３を介
して外部のホストコンピュータに通知する。このとき電
源を停止して再投入することによって故障情報が消えて
しまわないように、ステップ１７０で不揮発性のメモリ
であるＥ2 ＰＲＯＭ１２に書き込んでおく。再投入時に
は、ステップ１０で不揮発性のメモリの故障情報を読み
出し、再投入以前に故障があったことを検知する。この
ときも故障情報をステップ１８０で外部のホストコンピ
ュータに通知する。
常、信号出力低下異常、信号出力飽和異常、電源異常の
故障情報が検出されると、ＣＰＵ１０は、検出した故障
情報をステップ１８０で通信手段であるＳＣＩ１３を介
して外部のホストコンピュータに通知する。このとき電
源を停止して再投入することによって故障情報が消えて
しまわないように、ステップ１７０で不揮発性のメモリ
であるＥ2 ＰＲＯＭ１２に書き込んでおく。再投入時に
は、ステップ１０で不揮発性のメモリの故障情報を読み
出し、再投入以前に故障があったことを検知する。この
ときも故障情報をステップ１８０で外部のホストコンピ
ュータに通知する。
【００３７】故障検出が全くない場合、ステップ１６０
で通常の角速度、角度の計算が行われ、ホストコンピュ
ータにその結果が送信される。
で通常の角速度、角度の計算が行われ、ホストコンピュ
ータにその結果が送信される。
【００３８】なお、以上の実施例では故障検出は信号処
理回路１５中のＣＰＵ１０で行う構成であったが、位相
変調周波数の基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍
調波成分Ｓ４、各零点、及び電源電圧をホストコンピュ
ータに送信し、ホストコンピュータで故障検出できるよ
うにしてもよい。
理回路１５中のＣＰＵ１０で行う構成であったが、位相
変調周波数の基本波成分Ｓ１、２倍調波成分Ｓ２、４倍
調波成分Ｓ４、各零点、及び電源電圧をホストコンピュ
ータに送信し、ホストコンピュータで故障検出できるよ
うにしてもよい。
【００３９】次に本発明の他の実施例を説明する。
【００４０】故障検出のためにＡ／Ｄ変換器９やＣＰＵ
１０を用いるとシステム全体が高価になる。また、電子
回路の大規模化による部品点数の増大が信頼性の低下を
招くことも考えられる。
１０を用いるとシステム全体が高価になる。また、電子
回路の大規模化による部品点数の増大が信頼性の低下を
招くことも考えられる。
【００４１】他方、２倍調波成分Ｓ２、４倍調波成分Ｓ
４は、光出力をＰ0 、位相変調の度合いをｍ、サニャッ
ク位相差をθとすると次式で表される。
４は、光出力をＰ0 、位相変調の度合いをｍ、サニャッ
ク位相差をθとすると次式で表される。
【００４２】 Ｓ２＝Ｐ0 ・Ｊ２（ｍ）ｃｏｓθ （３） Ｓ４＝Ｐ0 ・Ｊ４（ｍ）ｃｏｓθ （４） θ＝｛４πＲｌ／（λｃ）｝・Ω （５） ここで、 Ｒ；センシングループの半径 ｌ；センシングループの長さ λ；光源１の波長 ｃ；光速 この式によれば、大きな角速度Ωが入力されると、Ｓ２
及びＳ４が小さくなる。角速度Ωが非常に大きいとＳ２
及びＳ４が小さいために故障診断ができないこともあ
る。従って、光ファイバジャイロを搭載したシステムが
動いているときには故障検出ができない場合がある。
及びＳ４が小さくなる。角速度Ωが非常に大きいとＳ２
及びＳ４が小さいために故障診断ができないこともあ
る。従って、光ファイバジャイロを搭載したシステムが
動いているときには故障検出ができない場合がある。
【００４３】そこで、プリアンプの交流信号のみを積分
し、その積分値と基準値とを比較して故障を判断するこ
とにする。そのための構成は図４に示される。図４にお
いて光学部１４には、光源１、光カプラ２ａ、偏光子
３、光カプラ２ｂ、位相変調器４、センシングループ
５、受光器６、プリアンプ（前置増幅器）７が含まれ
る。光学部１４の構成は、図１のものとほぼ同じであ
る。
し、その積分値と基準値とを比較して故障を判断するこ
とにする。そのための構成は図４に示される。図４にお
いて光学部１４には、光源１、光カプラ２ａ、偏光子
３、光カプラ２ｂ、位相変調器４、センシングループ
５、受光器６、プリアンプ（前置増幅器）７が含まれ
る。光学部１４の構成は、図１のものとほぼ同じであ
る。
【００４４】プリアンプ７の出力は、交流信号のみを分
離して積分する積分器１６と、ロックインアンプ１７、
１８、１９とに入力されている。積分器１６の出力は自
動出力制御回路（ＡＰＣ）２０と、比較器２１とに入力
されている。ＡＰＣ２０は積分器１６で積分されたプリ
アンプ７の出力に基づきその積分値が一定になるように
光源１に供給される電流を制御して光出力を一定値に制
御する光出力制御手段である。ロックインアンプ１７、
１８、１９はそれぞれ同期検波回路である。ロックイン
アンプ１７は、プリアンプ７の出力を入力し、基準信号
発生回路２２からの基準信号１ｆｒに基づいて基本波１
ｆO を同期検波し、この同期検波出力を角速度を計測す
るためのアナログのジャイロ信号として図示されない計
測回路、あるいは本光ファイバジャイロ１０を使用して
いるシステムへ出力する。ロックインアンプ１８はプリ
アンプ７の出力を入力し、基準信号発生回路２２からの
基準信号２ｆｒに基づいて２倍調波２ｆO を同期検波
し、この同期検波出力を位相変調器駆動回路２３に出力
する。ロックインアンプ１９は、プリアンプ７の出力を
入力し、基準信号発生回路２２からの基準信号４ｆｒに
基づいて４倍調波４ｆO を同期検波し、この同期検波出
力を位相変調器駆動回路２３に出力する。
離して積分する積分器１６と、ロックインアンプ１７、
１８、１９とに入力されている。積分器１６の出力は自
動出力制御回路（ＡＰＣ）２０と、比較器２１とに入力
されている。ＡＰＣ２０は積分器１６で積分されたプリ
アンプ７の出力に基づきその積分値が一定になるように
光源１に供給される電流を制御して光出力を一定値に制
御する光出力制御手段である。ロックインアンプ１７、
１８、１９はそれぞれ同期検波回路である。ロックイン
アンプ１７は、プリアンプ７の出力を入力し、基準信号
発生回路２２からの基準信号１ｆｒに基づいて基本波１
ｆO を同期検波し、この同期検波出力を角速度を計測す
るためのアナログのジャイロ信号として図示されない計
測回路、あるいは本光ファイバジャイロ１０を使用して
いるシステムへ出力する。ロックインアンプ１８はプリ
アンプ７の出力を入力し、基準信号発生回路２２からの
基準信号２ｆｒに基づいて２倍調波２ｆO を同期検波
し、この同期検波出力を位相変調器駆動回路２３に出力
する。ロックインアンプ１９は、プリアンプ７の出力を
入力し、基準信号発生回路２２からの基準信号４ｆｒに
基づいて４倍調波４ｆO を同期検波し、この同期検波出
力を位相変調器駆動回路２３に出力する。
【００４５】位相変調器駆動回路（ＰＺＴコントロー
ラ）２３は、位相変調器４の変調の度合いを一定値に制
御する変調信号振幅制御手段であり、ロックインアンプ
１８、１９からの２倍調波２ｆO 及び４倍調波４ｆO を
入力して、基準信号発生回路２２からの基準信号の振幅
を前記の２つの出力２ｆO 、４ｆO の比が一定になるよ
うに位相変調器４を制御するべく、低域通過フィルタ２
４を介して位相変調器４に変調信号を加える。
ラ）２３は、位相変調器４の変調の度合いを一定値に制
御する変調信号振幅制御手段であり、ロックインアンプ
１８、１９からの２倍調波２ｆO 及び４倍調波４ｆO を
入力して、基準信号発生回路２２からの基準信号の振幅
を前記の２つの出力２ｆO 、４ｆO の比が一定になるよ
うに位相変調器４を制御するべく、低域通過フィルタ２
４を介して位相変調器４に変調信号を加える。
【００４６】比較器２１は、積分器１６の積分信号の電
圧を予め定めた故障の基準電圧と比較して故障を検知す
るものである。比較器２１の出力は、そのレベルがＴＴ
Ｌレベル或いはＣＭＯＳレベルであるような２値出力で
あり、“Ｌ”、“Ｈ”が正常又は異常を示す論理とな
る。
圧を予め定めた故障の基準電圧と比較して故障を検知す
るものである。比較器２１の出力は、そのレベルがＴＴ
Ｌレベル或いはＣＭＯＳレベルであるような２値出力で
あり、“Ｌ”、“Ｈ”が正常又は異常を示す論理とな
る。
【００４７】以上のように構成された光ファイバジャイ
ロにおいて、プリアンプ７の出力Ｐ（ｔ）は次式で表さ
れる。
ロにおいて、プリアンプ７の出力Ｐ（ｔ）は次式で表さ
れる。
【００４８】 Ｐ（ｔ）＝Ｋ｛１＋Ｖｃｏｓ（φS ＋φｅｃｏｓ２πｆｍｔ）｝ （６） ここで Ｋ；光出力及び電子回路の増幅度で決まる定数 Ｖ；光干渉効率 φS ；サニャック位相差 φｅ；位相変調度 ｆｍ；位相変調周波数 である。サニャック位相差は次式で与えられる。
【００４９】 φS ＝ａΩ＝（４πＲｌ／λｃ）Ω （７） ａ；スケールファクタ Ｒ；センシングループの半径 ｌ；センシングループの長さ λ；光源１の波長 ｃ；光速 Ω；角速度 （６）式を展開すると（８）式になる。
【００５０】
【数１】
【００５１】（８）式において、７次以上のベッセル関
数の値は一般に小さいため零として無視することができ
る。また、交流信号のみ積分する積分回路１６を用いる
ので、Ｐ（ｔ）から直流分を除いたＰ´（ｔ）を求める
と次式になる。
数の値は一般に小さいため零として無視することができ
る。また、交流信号のみ積分する積分回路１６を用いる
ので、Ｐ（ｔ）から直流分を除いたＰ´（ｔ）を求める
と次式になる。
【００５２】 Ｐ´（ｔ）＝−２ＫＶＪ1 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（２πｆｍｔ） −２ＫＶＪ2 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２π２ｆｍｔ） ＋２ＫＶＪ3 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（２π３ｆｍｔ） ＋２ＫＶＪ4 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２π４ｆｍｔ） −２ＫＶＪ5 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（２π５ｆｍｔ） −２ＫＶＪ6 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２π６ｆｍｔ） ・・・（９） この信号が積分回路１６で積分されることによってプリ
アンプ７の交流信号のレベルが求められるが、その大き
さを表すには実効値がよく用いられるため、以下、（１
０）式で定義される実効値｜Ｐ｜を求める。
アンプ７の交流信号のレベルが求められるが、その大き
さを表すには実効値がよく用いられるため、以下、（１
０）式で定義される実効値｜Ｐ｜を求める。
【００５３】
【数２】
【００５４】ここで Ｔ；基本波の周期 ２πｆｍｔ＝ωｔとすると、 Ｐ´2 （ｔ）＝４Ｋ2 Ｖ2 ｛−Ｊ1 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（ωｔ） −Ｊ2 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２ωｔ） ＋Ｊ3 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（３ωｔ） ＋Ｊ4 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（４ωｔ） −Ｊ5 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（５ωｔ） −Ｊ6 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（６ωｔ）｝2 ＝４Ｋ2 Ｖ2 × ［｛Ｊ1 2 （φｅ）・ｓｉｎ2 φS ・ｃｏｓ2 （ωｔ） ＋Ｊ2 2 （φｅ）・ｃｏｓ2 φS ・ｃｏｓ2 （２ωｔ） ＋・・・｝ −２Ｊ1 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２ｔ）× ｛−Ｊ2 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２ωｔ） ＋Ｊ3 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（３ωｔ） ＋・・・｝ −２Ｊ2 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（２ωｔ）× ｛Ｊ3 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（３ωｔ） ＋Ｊ4 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（４ωｔ） ＋・・・｝ ＋２Ｊ3 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（３ωｔ）× ｛Ｊ4 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（４ωｔ） −Ｊ5 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（５ωｔ） −・・・｝ ＋２Ｊ4 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（４ωｔ）× ｛−Ｊ5 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（５ωｔ） −Ｊ6 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（６ωｔ）｝ −２Ｊ5 （φｅ）・ｓｉｎφS ・ｃｏｓ（５ωｔ）× ｛−Ｊ6 （φｅ）・ｃｏｓφS ・ｃｏｓ（６ωｔ）｝］ ・・・（１１） となる。
【００５５】次に、（１１）式のｃｏｓ2 の項と、その
他の項に別けて積分する。
他の項に別けて積分する。
【００５６】
【数３】
【００５７】となる。
【００５８】例えば、φｅ＝２．７で動作させた場合、 Ｊ1 （φｅ）＝０．４４１６ Ｊ2 （φｅ）＝０．４６９５６ Ｊ3 （φｅ）＝０．２５４０５ Ｊ4 （φｅ）＝０．０９４９８ Ｊ5 （φｅ）＝０．０２７３９ Ｊ6 （φｅ）＝０．００６４５ であるから、
【００５９】
【数４】
【００６０】となる。
【００６１】φS ＝０、即ち光ファイバジャイロに回転
が加わらず角速度Ω＝０の場合の積分器１６の出力｜Ｐ
（０）｜を基準とし、φS における出力｜Ｐ（φS ）｜
の変化量を図５のグラフに示す。ここで変化量とは、｜
Ｐ（φS ）｜から｜Ｐ（０）｜を引いたものを｜Ｐ
（０）｜で割り、百分率で表したものである。図示され
るように、φS が０°から９０°の間で変化量が０％か
ら６％まで徐々に増加している。光ファイバジャイロの
角速度に対するダイナミックレンジは、通常、｜φS ｜
≦６０°で設計されるので、この範囲で変化量を見ると
５％以内になることが分かる。従って、通常の回転角速
度が光ファイバジャイロに加わっても、積分器１６の出
力変化は５％以下になることが分かる。
が加わらず角速度Ω＝０の場合の積分器１６の出力｜Ｐ
（０）｜を基準とし、φS における出力｜Ｐ（φS ）｜
の変化量を図５のグラフに示す。ここで変化量とは、｜
Ｐ（φS ）｜から｜Ｐ（０）｜を引いたものを｜Ｐ
（０）｜で割り、百分率で表したものである。図示され
るように、φS が０°から９０°の間で変化量が０％か
ら６％まで徐々に増加している。光ファイバジャイロの
角速度に対するダイナミックレンジは、通常、｜φS ｜
≦６０°で設計されるので、この範囲で変化量を見ると
５％以内になることが分かる。従って、通常の回転角速
度が光ファイバジャイロに加わっても、積分器１６の出
力変化は５％以下になることが分かる。
【００６２】光学系の故障、或いは電気系の故障によ
り、Ｋ即ち光出力及び電子回路の増幅度で決まる定数に
異常がある場合、又は光学系に用いられる偏波面保存光
ファイバの偏波保存性の劣化により、光干渉効率Ｖに異
常がある場合は、その影響が｜Ｐ（φS ）｜にも現れる
が、上記のように回転角速度による｜Ｐ（φS ）｜の変
化が５％以下であることから、例えば１０％の変化が見
られるときには、光学系の故障、或いは電気系の故障と
して検出することができる。比較器２１には｜Ｐ（０）
｜の１０％程度の故障基準値を設定しておく。これによ
り、通常の回転角速度が光ファイバジャイロに加わって
いるときでも、少なくとも±１０％の精度で異常を検出
することができる。
り、Ｋ即ち光出力及び電子回路の増幅度で決まる定数に
異常がある場合、又は光学系に用いられる偏波面保存光
ファイバの偏波保存性の劣化により、光干渉効率Ｖに異
常がある場合は、その影響が｜Ｐ（φS ）｜にも現れる
が、上記のように回転角速度による｜Ｐ（φS ）｜の変
化が５％以下であることから、例えば１０％の変化が見
られるときには、光学系の故障、或いは電気系の故障と
して検出することができる。比較器２１には｜Ｐ（０）
｜の１０％程度の故障基準値を設定しておく。これによ
り、通常の回転角速度が光ファイバジャイロに加わって
いるときでも、少なくとも±１０％の精度で異常を検出
することができる。
【００６３】比較器２１が出力する故障信号の出力レベ
ルがＴＴＬレベル或いはＣＭＯＳレベルであるので、本
光ファイバジャイロを使用しているシステムとの接続が
容易であり、システム側はこの故障信号を監視すること
により光ファイバジャイロの故障が直ちに認識できる。
ルがＴＴＬレベル或いはＣＭＯＳレベルであるので、本
光ファイバジャイロを使用しているシステムとの接続が
容易であり、システム側はこの故障信号を監視すること
により光ファイバジャイロの故障が直ちに認識できる。
【００６４】なお、故障が発生した場合、光源１に過大
な電流が流れる場合が多いので、故障信号により光源１
を遮断する構成としてもよい。
な電流が流れる場合が多いので、故障信号により光源１
を遮断する構成としてもよい。
【００６５】また、光源１の出力制御に積分器１６の出
力を用いたが、光源１の光ファイバ側出射端とは反対側
にフォトダイオードを設置し、このフォトダイオードの
出力で出力制御する構成であっても、積分器１６による
故障検出は可能である。
力を用いたが、光源１の光ファイバ側出射端とは反対側
にフォトダイオードを設置し、このフォトダイオードの
出力で出力制御する構成であっても、積分器１６による
故障検出は可能である。
【００６６】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００６７】（１）運転している光ファイバジャイロで
迅速な故障検出ができ、故障通知できるので事故を未然
に防ぐことができる。
迅速な故障検出ができ、故障通知できるので事故を未然
に防ぐことができる。
【００６８】（２）故障の具体的情報が得られるので、
故障箇所が限定でき原因解明が容易になる。
故障箇所が限定でき原因解明が容易になる。
【００６９】（３）故障情報を不揮発メモリに記憶して
いるので光ファイバジャイロの電源が切られても故障情
報が消えない。従って、故障検出に基づいて緊急で電源
を遮断した場合でも故障情報が失われることがなく、ま
た、ホスト機器にも継続してこの故障情報が通知でき
る。
いるので光ファイバジャイロの電源が切られても故障情
報が消えない。従って、故障検出に基づいて緊急で電源
を遮断した場合でも故障情報が失われることがなく、ま
た、ホスト機器にも継続してこの故障情報が通知でき
る。
【００７０】（４）前置増幅器の出力を積分器に通し、
その積分値から故障を判定できるので、回路が簡素化さ
れ、光ファイバジャイロが小型で安価に構成されると共
に部品点数の低減による信頼性の向上が図られる。
その積分値から故障を判定できるので、回路が簡素化さ
れ、光ファイバジャイロが小型で安価に構成されると共
に部品点数の低減による信頼性の向上が図られる。
【００７１】（５）回転角速度が加わっても積分器の出
力は原理的にほぼ一定しているので、故障判定が高精度
になる。
力は原理的にほぼ一定しているので、故障判定が高精度
になる。
【図１】本発明の一実施例を示す光ファイバジャイロの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】基本波、２倍調波、４倍調波成分の角速度対電
位特性を示すグラフである。
位特性を示すグラフである。
【図３】本発明の光ファイバジャイロのフローチャート
である。
である。
【図４】本発明の他の実施例を示す光ファイバジャイロ
のブロック図である。
のブロック図である。
【図５】φS と｜Ｐ（φS ）｜の変化量との関係を示す
グラフである。
グラフである。
１ 光源 ４ 位相変調器 ５ センシングループ ６ 受光器 ７ プリアンプ（前置増幅器） １２ Ｅ2 ＰＲＯＭ（不揮発性のメモリ） １６ 積分器 ２０ ＡＰＣ（光出力制御手段） ２３ 位相変調器駆動回路（ＰＺＴコントローラ、変調
信号振幅制御手段）
信号振幅制御手段）
フロントページの続き (72)発明者 小林 治 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 秋山 宗広 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 於保 茂 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 園部 久雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 光源からの光を位相変調してセンシング
ループに導入し、このセンシングループを周回した光を
受光して電気信号に変換し、この電気信号からセンシン
グループの角速度を検出する光ファイバジャイロにおい
て、上記電気信号から位相変調の基本波成分及び偶数調
波成分を求め、これらの成分の変化から光学系の故障を
検出することを特徴とする光ファイバジャイロの故障検
出方法。 - 【請求項２】 光源を遮断するか又は位相変調を停止
し、そのときの上記電気信号のノイズ成分を検知し、こ
のノイズ成分の大きさから電気系の故障を検出すること
を特徴とする請求項１記載の光ファイバジャイロの故障
検出方法。 - 【請求項３】 光ファイバジャイロに供給される電源電
圧を計測し、この電圧の大きさから電源の故障を検出
し、上記光学系の故障検出と電源の故障とが分離される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバジャ
イロの故障検出方法。 - 【請求項４】 上記光ファイバジャイロは、検出された
故障情報を不揮発性のメモリに記憶すると共にこの故障
情報を外部に通信し、かつ上記電源が停止されて再度投
入されたとき上記不揮発性のメモリの故障情報から故障
があったことを検知すると共に故障情報を外部に通信す
ることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の光ファ
イバジャイロの故障検出方法。 - 【請求項５】 光源と、光源からの光を位相変調する位
相変調器と、位相変調された光が導入されるセンシング
ループと、このセンシングループを周回した光を受光し
て電気信号に変換する受光器と、この受光器からの電気
信号を増幅する前置増幅器とを有する光ファイバジャイ
ロにおいて、上記前置増幅器で増幅された電気信号を積
分する積分器と、この積分信号の電圧を故障の基準電圧
と比較する比較器とを有し、この比較器の出力が故障の
有無を示すことを特徴とする光ファイバジャイロの故障
診断装置。 - 【請求項６】 上記光源の光出力を一定値に制御する光
出力制御手段を有することを特徴とする請求項５記載の
光ファイバジャイロの故障診断装置。 - 【請求項７】 上記位相変調器の変調の度合いを一定値
に制御する変調信号振幅制御手段を有することを特徴と
する請求項５又は６記載の光ファイバジャイロの故障診
断装置。
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