JPH076288A - 光学的信号伝送を用いる測定方法および装置 - Google Patents

光学的信号伝送を用いる測定方法および装置

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JPH076288A
JPH076288A JP5329714A JP32971493A JPH076288A JP H076288 A JPH076288 A JP H076288A JP 5329714 A JP5329714 A JP 5329714A JP 32971493 A JP32971493 A JP 32971493A JP H076288 A JPH076288 A JP H076288A
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JP5329714A
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Walter Gross
グロス ワルター
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    • H04B10/806—Arrangements for feeding power
    • H04B10/807—Optical power feeding, i.e. transmitting power using an optical signal
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログの光学的信号伝送を用いる測定方法
および測定装置において、伝送システムの動作点の補正
を行う。 【構成】 測定モードのほかに動作点補正モードが組み
入れられている。動作点補正モードで、電気‐光学的信
号変換器6に、測定信号零に相当する零電位が与えら
れ、光学‐電気的信号変換器5の評価信号S´が制御量
として測定され、また測定信号零に合わされた予め定め
られた評価信号目標値REFS´と比較され、動作点電
流IOSが、評価信号S´と評価信号目標値REFS´と
の間の偏差が予め定められた許容値以下になるまで変更
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項1の前文による
測定量を測定するための方法および請求項9の前文によ
る測定量を測定するための装置に関する。このような方
法およびこのような装置はたとえば“センサおよびアク
チュエータA”、25〜27(1991)、第475〜
480頁から公知である。
【0002】センサを有する少なくとも1つの電気的測
定ヘッドと評価電子回路を有するフットステーションと
の間の測定信号の伝送のための光学的伝送システムは、
高い電位分離もしくは伝送路に対する高い電磁コンパチ
ビリティ(EMV)もしくは両者が要求されているとこ
ろに好んで採用される。このような応用範囲に対する例
は高圧設備での電流測定および核スピントモグラフィで
の患者のEKG‐呼吸・脈拍測定である。
【0003】測定ヘッドおよびフットステーションがそ
れらのエネルギーをそれぞれ1つの電源ユニットから受
け、またセンサの測定データが光ファイバにより測定ヘ
ッドから評価評価電子回路へ伝送される光ファイバによ
るハイブリッド‐センサシステムは公知である。そのた
めに測定ヘッドのなかに、測定ヘッドに対応付けられて
いる電源ユニットから発光ダイオード(LED)に対す
る動作点電流を供給され、また測定信号を光学的信号に
変換する電気‐光学的信号変換器が設けられている。
【0004】これらの光学的信号は光ファイバ束または
個別光導波路を経てフットステーションのなかの光学‐
電気的信号変換器に伝送され、また再び電気的信号に変
換される。これらの電気的信号は一般に増幅器ユニット
のなかで増幅される。
【0005】測定ヘッドに対する電源ユニットが外部電
圧源であれば、測定ヘッドの十分な絶縁を困難にする電
気的導線が電圧源と測定ヘッドとの間に必要である。従
って、測定ヘッド内の電源として電池が設けられ得る。
しかし電池は制限された寿命を有し、従ってまた定期的
に交換されなければならない。電気的エネルギーを外部
から、たとえば電源網から誘導作用により、または太陽
エネルギーにより得るセンサシステムも知られている。
しかしその際には、電流が零であるとき、または太陽が
照っていないときに、これらのエネルギー源の信頼性が
欠けるという問題点がある。
【0006】測定ヘッドの高い絶縁および永久的かつ高
信頼性のエネルギー供給は別の公知の光ファイバによる
ハイブリッド‐センサシステムでは、測定ヘッド,特に
センサおよび信号変換器に対する供給エネルギーも光学
的に伝送されることにより達成される。そのために、フ
ットステーションのなかに評価電子回路とならんで光学
的電力源、たとえばレーザーダイオードが設けられてお
り、その光学的エネルギーが光導波路を介して測定ヘッ
ド内の光学‐電気変換器、好ましくは特別に構成された
GaAs光起電力セルアレイに伝送される。この変換器
は測定ヘッド内のセンサおよび信号変換器に対する電源
ユニットとして用いられている(“センサおよびアクチ
ュエータA”、25〜27(1991)、第475〜4
80頁)。
【0007】測定データの伝送のためにアナログの光学
的信号が使用されると、システムの動作点、従ってまた
測定データが周囲温度の変化、電気‐光学的および光学
‐電気的変換器内の経時変化現象ならびに増幅率の変化
および光学的伝送路のなかの減衰変化により誤られ得
る。この理由から公知のシステムではこれまで周波数ア
ナログまたはディジタルの光学的信号が測定データの伝
送のために使用される。アナログ信号を周波数アナログ
信号に変換するために使用される電圧‐周波数変換器
(VCO)は伝送帯域幅が比較的制限されており、また
MHz範囲内の伝送レートの際に約500mW以上の固
有エネルギーを必要とする。アナログ信号をディジタル
信号に変換するためのA‐D変換器は他方では比較的遅
く、また0.1%以内の目標とすべき精度に対してかな
りの固有エネルギー需要を有する。それに対して光学的
信号のアナログ伝送は、同時に比較的わずかなエネルギ
ー需要において大きい帯域幅を有する高い伝送レートの
利点を有する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アナ
ログの光学的信号伝送を用いる測定方法および測定装置
であって、測定データに対する伝送システムの動作点へ
の有害な影響が補正される方法および装置を提供するこ
とである。さらに測定信号の増幅率が補正されるべきで
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項1または請求項9の特徴により解決され
る。
【0010】センサに対するエネルギーの光学的伝送お
よびセンサの測定信号の光学的アナログ伝送が行われる
測定システムにおいて、本発明によれば、動作点補正モ
ードで信号伝送システムの動作点を設定するための調節
ループが設けられている。この信号伝送システムは、測
定信号をアナログの光学的信号に変換する電気‐光学的
信号変換器と、これらの光学的信号に対する光学的伝送
路と、光学的信号を電気的評価信号に変換する光学‐電
気的信号変換器とから成っている。
【0011】電気‐光学的信号変換器に測定信号零が与
えられ、また相応の評価信号が調節ループの制御量とし
て評価信号目標値と比較される。いま電気‐光学的信号
変換器に対する動作点電流が、制御偏差が予め定められ
た許容値以下になるまで変更される。電気‐光学的信号
変換器、従ってまた信号伝送システムのこのように補正
された動作点により再び正常なモードで測定され、その
際に電気‐光学的信号変換器にセンサの測定信号が与え
られる。
【0012】調節のスイッチオンおよびスイッチオフの
ために好ましくは自動的進行制御が行われており、この
自動的進行制御により好ましくは定期的な間隔で動作点
の補正が行われる。しかしながら動作点補正モードは手
動でもスイッチオンまたはスイッチオフされ得る。
【0013】特に有利な実施例では、動作点補正モード
での調節ループとならんで増幅器ユニットの増幅率に対
する増幅率補正モードでの別の調節ループが設けられて
いる。この増幅器ユニットにおいて光学‐電気的信号変
換器の評価信号が増幅率だけ増幅された出力信号に変換
される。増幅率は1よりも小さくても、1に等しくて
も、1よりも大きくてもよい。電気‐光学的信号変換器
にそのために参照測定信号が与えられ、また相応の出力
信号がこの第2の調節ループの制御量として予め定めら
れた、参照測定信号に合わされた出力信号目標値と比較
される。いまこの増幅率調節ループの操作量としての増
幅器ユニットの増幅率が、制御偏差が予め定められた許
容値以下になるまで変化される。この増幅率補正モード
に対しても好ましくはやはり自動的進行制御および(ま
たは)調節の手動スイッチオンおよびスイッチオフのた
めの可能性が存在する。
【0014】好ましい実施例では、最初に動作点の補正
を、またすぐそれに続いて増幅率の補正を行う共通の進
行制御装置が設けられている。
【0015】本発明の別の有利な実施例は従属請求項に
あげられている。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
面中で互いに相当する部分には同一の参照符号が付され
ている。
【0017】本発明による装置の図1および図2に示さ
れている実施例では、フットステーションが参照符号
1、また測定ヘッドが参照符号2を付して示されてい
る。フットステーション1は、入力端3Cで電気エネル
ギー供給ユニット7と電気的に接続されている電気‐光
学的(E/O)電力変換器3と、出力端5Aで増幅器ユ
ニット9を介してフットステーション1の出力端1Aと
電気的に接続されている光学‐電気的(O/E)信号変
換器5とを含んでいる。測定ヘッド2のなかに、物理的
量Qを電気的信号Mに変換するセンサ22が設けられて
おり、この電気的信号Mはセンサ22の出力端22Aに
与えられる。さらに測定ヘッド2は、入力端6Aでスイ
ッチング装置12を介してセンサ22の出力端22aに
接続され得る電気‐光学的(E/O)信号変換器6と、
センサ22に電気エネルギーを供給するための出力端4
Aでセンサ22の入力端22Bと接続されている光学‐
電気的(O/E)電力変換器4とを含んでいる。このエ
ネルギーは、いま光学的に電力光導波路L1を介してフ
ットステーション1のなかの電気‐光学的電力変換器3
から測定ヘッド2のなかの光学‐電気的電力変換器4へ
伝送される。しかしながら両電力変換器3および4は、
たとえばレーザーおよびレンズおよび(または)鏡を有
する相応の光学的伝送システムにより、空気を介して光
学的に結合されていてもよい。センサ22の測定信号M
は、同じく光学的に信号光導波路L2を介してアナログ
の光学的信号として測定ヘッド2のなかの電気‐光学的
信号変換器6からフットステーション1のなかの光学‐
電気的信号変換器5へ伝送される。両信号変換器5およ
び6も代替的に空気を介して結合されていてよい。セン
サ22に対する電気エネルギーもセンサ22の測定信号
Mも光学的に伝送することにより、フットステーション
1と測定ヘッド2との間の優れた電位分離およびEMV
が達成される。光学‐電気的信号変換器5の出力端5A
に、信号光導波路L2を介して伝送されるアナログの光
学的信号の変換により発生される電気的評価信号S´が
与えられる。この評価信号S´は増幅器ユニット9のな
かで、フットステーション1の出力端1Aに与えられる
出力信号Sに変換される。その際に増幅器ユニット9の
なかでの評価信号S´の線形増幅に対する増幅率Fは、
1よりも大きくても、1と等しくても、1よりも小さく
てもよい。
【0018】電気‐光学的信号変換器6の参照符号Oを
付されている光学的送信部分の作動のために、この信号
変換器6の参照符号Eを付されている電気的作動部分に
予め定められた動作点電流IOSが供給される。そのため
に電気‐光学的信号変換器6の入力端6Bが動作点コン
トロールユニット8と接続されている。
【0019】この動作点コントロールユニット8は、図
1による実施例においては光学‐電気的電力変換器4の
出力端4Aと電気的接続48を介してと接続されてお
り、またこの出力端4Aにおける電流または電圧から動
作点電流IOSを導き出す。
【0020】システムの伝送および(または)変換特性
の変化に基づいて、いま光学‐電気的電力変換器4の出
力端4Aにおける電流または電圧が変化し得る。しか
し、それにより動作点電流IOSもその予め設定された値
から偏差し、また電気‐光学的信号変換器6の動作点、
従ってまたすべての伝送システムの動作点も相応に信号
変換器6の特性曲線上をずれる。
【0021】動作点のこのずれを補正するため、いま本
発明により調節を行う動作点補正モードが組み入れられ
る。この動作点補正モードにおいては手動制御により、
または好ましくはフットステーション1のなかの監視ユ
ニット13のなかの自動的進行制御により切換えられ得
る。
【0022】電気‐光学的信号変換器6の入力端6Aに
スイッチング装置12により、入力端6Aと接続されて
いるスイッチング接点D2と零電位にあるスイッチング
接点A2との間の接続が形成されることによって、零信
号が与えられる。
【0023】同時に、フットステーション1のなかのス
イッチング装置15により、信号変換器5の出力端5A
と接続されているスイッチング接点A1と調節器11の
入力端11Aと接続されているスイッチング接点D1と
が短絡されることによって、調節器11の入力端11A
に評価信号S´が与えられる。さらに監視ユニット13
が調節器11をスイッチオンする。
【0024】スイッチング装置12を切換えるための進
行制御信号は、フットステーション1のなかの監視ユニ
ット13の出力端13Aから電気‐光学的電力変換器3
の入力端3Bへ与えられ、電力変換器3のなかで光学的
な変調された制御信号に変換され、電力光導波路L1を
介して測定ヘッド2のなかの光学‐電気的電力変換器4
へ伝送され、そこで再び電気的な変調された制御信号に
変換され、また電力変換器4の出力端4Aと接続されて
いるデコーダ10のなかでスイッチング装置12にとっ
て理解可能な制御信号に復調される。スイッチング装置
15を切換えるための進行制御信号は、直接に監視ユニ
ット13の出力端13Bからスイッチング装置15へ伝
送される。調節器11をスイッチオンおよびスイッチオ
フするための進行制御信号は、監視ユニット13の出力
端13Cから調節器11の入力端11Bへ伝送される。
【0025】いま実行される調節の制御量は光学‐電気
的信号変換器5の出力端5Aに与えられている評価信号
S´である。調節の指令量は信号変換器6に与えられて
いる零信号に合わされている予め定められた評価信号目
標値REFS´である。この評価信号目標値REFS´
は調節器11の入力端11Dに接続されている参照信号
発生器17のなかに記憶されている。調節器11のなか
でいま評価信号S´が評価信号目標値REFS´と比較
され、また制御偏差REFS´−S´に関係して電気‐
光学的電力変換器3の電力Pが変更される。こうしてこ
の調節ループの操作要素は電気‐光学的電力変換器3で
あり、また操作量はその送出電力Pである。この電力P
を調整するための制御信号は、調節器11の出力端11
Cから電力変換器3の入力端3Aへ伝送される。フット
ステーション1のなかの電力変換器3の電力Pの変化は
いま直接に、動作点コントロールユニット8により測定
ヘッド2のなかの電力変換器4の出力端4Aにおける電
流から導き出される動作点電流IOSの相応の所望の変化
を生じさせる。この調節は、制御偏差REFS´−S´
が予め定められた許容値以下になるまで実行され、また
電力Pが次いで到達された値に固定的に設定される。
【0026】いま、監視ユニット13がデコーダ10を
介してスイッチング装置12を測定信号Mを有するスイ
ッチング接点B2に切換え、スイッチング装置15を零
電位を有するスイッチング接点B1に切換え、また調節
器11をスイッチオフすることによって、動作点補正モ
ードから再び測定モードに切換えられる。
【0027】図1による実施例と相違して、図2による
実施例では動作点コントロールユニット8と電力変換器
4の出力端4Aとの電気的接続48は存在しない。その
代わりにデコーダ10と動作点コントロールユニット8
との追加的な電気的接続108が設けられており、それ
を介して動作点電流IOSを制御するために動作点制御電
圧がデコーダ10から動作点コントロールユニット8に
与えられ得る。そのために必要な制御信号はディジタル
信号として監視ユニット13により発生され、また電力
変換器3の入力端3Bに与えられ、相応に変調された光
学的信号として次いで電力光導波路L1を介して電力変
換器3から電力変換器4へ伝送され、そこで再び電気的
信号に変換され、また最後にデコーダ10のなかで復号
される。
【0028】こうして動作点補正のための調節ループの
操作量は、この実施例では電気‐光学的電力変換器3の
電力Pではなく動作点電流IOS自体である。操作要素は
動作点コントロールユニット8である。それに対して制
御量はこの実施例でも評価信号S´であり、また指令量
はやはり評価信号目標値REFS´である。しかしい
ま、電力光導波路L1を中間に配置されている電力変換
器3および4と電力変換器4の出力端4Aからデコーダ
10への電気的接続とは、図1による実施例の場合のよ
うに調節ループに属しておらず、単に監視ユニット13
から動作点コントロールユニット8への操作信号の伝送
のために設けられており、従ってまた操作系または“操
作駆動部”の構成部分である。
【0029】増幅器ユニット9への温度変化のような擾
乱影響を補償するため、有利な実施例では、入力端91
Aを介して増幅器ユニット9の出力端9Aと、別の入力
端91Bを介して監視装置13の出力端13Eと、また
出力端91Cを介して増幅器ユニット9の制御入力端9
Cと接続されている電流調節器91が設けられている。
この電流調節器91は実行された動作点補正の後に、動
作点に対する評価信号目標値REFS´に調節された評
価信号S´が増幅器ユニット9の入力端9Bに与えられ
ているならば、出力信号Sを零に調節する。そのために
増幅器ユニット9の電流調節器91は制御入力端9Cを
介して補償電流を操作量として供給する。出力信号Sに
対するこの平衡過程は監視ユニット13により動作点補
正に続いて行われるが、手動でも実行され得る。
【0030】図示されていない別の実施例では、電流調
節器91およびその端子の代わりに、動作点に対する評
価信号S´のなかの直流電圧成分を抑制し、また交流電
圧成分を不変に通過させる結合コンデンサが増幅器ユニ
ット9の入力端9Bの前に接続されている。それによっ
て純粋な交流電圧測定信号では、測定信号が存在しない
とき、出力信号Sは零になる。
【0031】出力信号Sを零に設定するためのこれらの
両実施例では、評価信号S´がその目標値REFS´に
一致するとき、他の後記の実施例とも図1による実施例
とも組み合わされ得る。
【0032】伝送システムの動作点が動作点補正モード
でその所望の値に設定されているとき、増幅器ユニット
9の増幅率Fをも補正することは特に有利である。この
ような増幅率マッチングは特にシステムの特性曲線が非
線形である際に有利である。
【0033】図3には、動作点補正のための第1の調節
ループとならんで増幅率補正モードのための第2の調節
ループが設けられている本発明による装置の実施例が示
されている。この第2の調節ループに対しては下記の別
の対策が講じられている。
【0034】スイッチング装置15はスイッチング接点
A1、B1およびD1とならんで、増幅器ユニット9の
出力端9Aと接続されており、まここうして出力信号S
を与えられている別のスイッチング接点C1を有する。
測定ヘッド2のなかに、デコーダ10と電気的に接続さ
れている参照信号発生器14が設けられている。スイッ
チング装置12は、参照信号発生器14の参照測定信号
REFMを与えられ得る追加的なスイッチング接点C2
を設けられている。もちろん動作点補正および増幅率補
正に対する別々のスイッチング装置が設けられていても
よい。さらに増幅率Fを制御するため調節器11の出力
端11Eが増幅器ユニット9の制御入力端9Dと接続さ
れている。
【0035】監視ユニット13は相応の進行制御信号に
よりスイッチング接点C2またはC1へのスイッチング
装置12および15の切換を行う。それによって電気‐
光学的信号変換器6の入力端6Aには参照測定信号RE
FMが、また調節器11の入力端11Aには出力信号S
が与えられている。同時に調節器11が能動化され、ま
たいまこの第2の調節ループの制御量としての出力信号
Sを参照測定信号REFMに合わされている予め定めら
れた出力信号目標値REFSと比較する。この出力信号
目標値REFSは図示されている実施例では同じく参照
信号発生器17のなかに記憶されている。いま制御偏差
REFS−Sに関係して調節器11が増幅率Fを増幅器
ユニット9の制御入力端9Dを介して、制御偏差REF
S−Sが予め定められた許容値以下になるまで調整す
る。
【0036】このように設定された増幅率Fにより、再
びスイッチング接点B2またはB1へのスイッチング装
置12および15の切換および調節器11および参照測
定信号発生器14の不能動化により測定モードに切換え
られる。
【0037】選択的に評価信号目標値REFS´または
出力信号目標値REFSを調節器11の入力端11Dに
与えるため、監視ユニット13の出力端13Dから参照
信号発生器17への制御線が設けられている。
【0038】好ましくは増幅率補正が動作点補正に続い
て実行される。
【0039】増幅率補正モードに対する実施例は動作点
補正モードに対するすべての実施例と組み合わされ得
る。
【0040】図4には測定ヘッド2のなかの電気‐光学
的信号変換器6の実施例が示されている。信号光導波路
L2のなかに光信号を送るために、演算増幅器64の入
力端64Aと出力端64Bとの間の負帰還ループのなか
に接続されているLED62が設けられている。さらに
演算増幅器64の同一の入力端64Aと、図示されてい
ない動作点コントロールユニット8と接続されている信
号変換器6の入力端6Bおよび第2の演算増幅器66の
出力端66Bが接続されている。この第2の演算増幅器
66の入力端66Aは、スイッチング装置12により切
換えられる測定信号M、参照測定信号REFMまたは零
信号0に等しい信号が与えられている信号変換器6の入
力端6Aと接続されている。こうして第1の演算増幅器
64の入力端64Aにおいて、LED62を動作させる
役割をする負帰還ループのなかの動作電流と、動作点コ
ントロールユニット8からの動作点電流IOSと、第2の
演算増幅器66のなかで入力端66Aにおける信号電圧
から導き出されたこの演算増幅器66の出力端66Bか
らの信号電流とが加算される。負帰還により負帰還ルー
プのなかのLED62に対する動作電流は、動作点電流
IOSおよび演算増幅器66の出力端66Bからの信号電
流の和にまさに一致する値に調節される。動作点補正モ
ードでいま信号電流は零である。なぜならば、測定信号
が与えられておらず、またLED62の動作電流が動作
点電流IOSに等しいからである。
【0041】図5には、動作点および増幅率補正のため
にたとえば図3による実施例のなかに使用され得る調節
器11の実施例が示されている。調節器11はアナログ
コンパレータ19、たとえば差動増幅器、A‐D変換器
21、動作点調整器23および増幅率調整器25を含ん
でいる。アナログコンパレータ19の入力端19Aは調
節器11の入力端11Aと、またアナログコンパレータ
19の他方の入力端19Bは調節器11の入力端11C
と接続されている。
【0042】アナログコンパレータ19は動作点補正モ
ードで、入力端11Aに与えられている評価信号S´お
よび入力端11Cに与えられている評価信号目標値RE
FS´を比較し、また増幅率補正モードで相応に出力信
号Sおよび出力信号目標値REFSを比較する。比較結
果はアナログの制御偏差(REFS´−S´)または
(REFS−S)としてA‐D変換器21の入力端21
Cと接続されているアナログコンパレータ19の出力端
19Cに生じ、またA‐D変換器21のなかでディジタ
ル値に変換される。ディジタルの制御偏差REFS´−
S´は出力端21Aを介して動作点調整器23に与えら
れ、動作点調整器23がそれから信号変換器6の動作点
電流IOSの直接的または間接的調整のための相応の制御
信号を導き出し、また調節器11の出力端11Dに与え
る。ディジタルの制御偏差REFS−SはA‐D変換器
21の出力端21Bを介して増幅率調整器25に供給さ
れ、増幅率調整器25がそれから増幅器ユニット9の増
幅率Fの調整のための制御信号を導き出し、また調節器
11の出力端11Eに与える。この実施例では、評価信
号目標値REFS´も出力信号目標値REFSもアナロ
グ的に図示されていない参照信号発生器17のなかに記
憶されている。
【0043】第6図による本発明の調節器11の他の実
施例では、評価信号目標値REFS´のみが参照信号発
生器17のなかにアナログ的に記憶されている。やはり
評価信号S´および評価信号目標値REFS´がアナロ
グ的にアナログコンパレータ19のなかで比較され、制
御偏差REFS´−S´がA‐D変換器21のなかでデ
ィジタル化され、また次いで動作点調整器23に供給さ
れる。
【0044】それに対して出力信号目標値REFSは、
ディジタルコンパレータ73の入力端と接続されている
ディジタル参照信号発生器75のなかにディジタル的に
記憶されている。このディジタルコンパレータ73のな
かで、A‐D変換器21のなかで既にディジタル化され
た出力信号Sがディジタルに出力信号目標値REFSと
比較される。求められたディジタル制御偏差REFS−
Sは増幅率調整器25に供給される。ディジタルコンパ
レータ73、ディジタル参照信号発生器75および増幅
率調整器25は、一緒にディジタル増幅率調節器71を
形成している。アナログコンパレータ19の入力端19
Aに与えられている出力信号Sは、同時にその第2の入
力端19Bに零信号0が与えられることによって、アナ
ログコンパレータ19から直接に出力端19Cへ通過接
続される。
【0045】図示されていない実施例では、逆に出力信
号Sがアナログ的にその出力信号目標値REFSとアナ
ログコンパレータのなかで比較され、また評価信号S´
がディジタル的に評価信号目標値REFS´とディジタ
ルコンパレータのなかで比較され得る。さらに評価信号
S´も出力信号Sも先ずディジタル化され、また次いで
それらの目標値とディジタル的に比較され得る。
【0046】図7には、ループのなかでレーザー駆動ユ
ニット31と直列に接続されているレーザーダイオード
35を有する電気‐光学的電力変換器3の実施例が示さ
れている。レーザー駆動ユニット31はレーザーダイオ
ード35に電力Pを供給する。その際に最大電力は調節
のために、センサの固有のエネルギー供給のために必要
な電力よりも大きく設計されている。エネルギー供給の
ためにレーザー駆動ユニット31の入力端31Aが、や
はり図示されていないエネルギー供給ユニット7と接続
されている電力変換器3の入力端3Cと接続されてい
る。レーザー駆動ユニット31は、その入力端31Bま
たは31Cの1つに与えられている図示されていない調
節器11または図示されていない監視ユニット13の制
御信号を変調し、また電力信号に重畳する変調器を含ん
でいる。変調された制御信号はレーザーダイオード35
から変調された光学的信号として電力光導波路L1のな
かに放射される。
【0047】図示されていない実施例では、同じフット
ステーションからエネルギーを供給され、また種々の測
定量を測定し得る多くの測定ヘッドが設けられ得る。こ
れらの測定ヘッドの動作点または増幅率がその場合に本
発明により個々る設定され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】センサの光学的アナログ伝送システムの動作点
を補正するための調節ループを有する測定量を測定する
ための装置の実施例。
【図2】センサの光学的アナログ伝送システムの動作点
を補正するための調節ループを有する測定量を測定する
ための装置の実施例。
【図3】光学的にアナログに伝送される信号に対する増
幅器ユニットの増幅率を補正するための調節ループを有
する測定量を測定するための装置の実施例。
【図4】測定信号を伝送するための電気‐光学的信号変
換器の実施例。
【図5】動作点および増幅率補正のための調節器の実施
例。
【図6】動作点および増幅率補正のための調節器の実施
例。
【図7】センサに対するエネルギーおよび調節のための
制御信号の光学的に伝送するための電気‐光学的電力変
換器の実施例。
【符号の説明】
1 フットステーション 1A 出力端 2 測定ヘッド 3 電力変換器 3A、B、C 入力端 4 電力変換器 4A 出力端 5 信号変換器 5A 出力端 6 信号変換器 6A、B 入力端 7 エネルギー供給ユニット 8 動作点コントロールユニット 9 増幅器ユニット 9A 出力端 9B 入力端 9C、D 制御入力端 10 デコーダ 11 調節器 11A、B、C 入力端 11C、E 出力端 12 スイッチング装置 13 監視ユニット 13A、B、C、D、E 出力端 14 参照測定信号発生器 15 スイッチング装置 17 参照信号発生器 19 アナログコンパレータ 19A、B 入力端 19C 出力端 21 A‐D変換器 22 センサ 22A 出力端 22B 入力端 23 動作点調整器 25 増幅率調整器 31 レーザー駆動ユニット 31A、B、C 入力端 35 レーザーダイオード 48 接続 62 LED 64 演算増幅器 64A 入力端 64B 出力端 66 演算増幅器 66A 入力端 66B 出力端 71 増幅率調節器 73 ディジタルコンパレータ 75 ディジタル参照信号発生器 91 電流調節器 91A、B 入力端 91C 出力端 108 接続 L1 電力光導波路 L2 信号光導波路

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定量を測定するための方法であって、 a)測定モードとして、 a1)少なくともセンサ(22)により物理的測定量
    (Q)が測定され、また電気的測定信号(M)に変換さ
    れ、 a2)センサ(22)に対する電気的エネルギーが光学
    的に電気‐光学的電力変換器(3)から光学‐電気的電
    力変換器(4)へ、またこれからセンサ(22)へ伝送
    され、 a3)センサ(22)の測定信号(M)が光学的にアナ
    ログ的に電気‐光学的信号変換器(6)から光学‐電気
    的信号変換器(5)へ伝送され、またそこで電気的評価
    信号(S´)に変換され、 a4)電気‐光学的信号変換器(6)にその動作点の設
    定のために動作点電流(IOS)が供給される過程を含ん
    でいる測定モードが組み入れられている方法において、 b)電気‐光学的信号変換器(6)に対する動作点補正
    モードとして、 b1)電気‐光学的信号変換器(6)に、測定信号零に
    相当する零電位が与えられ、 b2)光学‐電気的信号変換器(5)の評価信号(S
    ´)が制御量として測定され、また測定信号零に合わさ
    れた予め定められた評価信号目標値(REFS´)と比
    較され、 b3)動作点電流(IOS)が、評価信号(S´)と評価
    信号目標値(REFS´)との間の偏差が予め定められ
    た許容値以下になるまで変更される過程を含んでいる動
    作点補正モードが組み入れられていることを特徴とする
    測定方法。
  2. 【請求項2】 動作点補正モードに対する進行制御とし
    て、進行制御信号により電気‐光学的信号変換器(6)
    に測定信号零を与え、また評価信号(S´)の調節をス
    イッチオンおよびスイッチオフする過程を含んでいる進
    行制御が行われ、その際にこれらの進行制御信号が光学
    的に電気‐光学的電力変換器(3)から光学‐電気的電
    力変換器(4)へ伝送されることを特徴とする請求項1
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 電気‐光学的信号変換器(6)に対する
    動作点電流(IOS)が電気‐光学的電力変換器(3)の
    電力(P)の制御によりアナログ的に制御されることを
    特徴とする請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 電気‐光学的信号変換器(6)に対する
    動作点電流(IOS)が、光学的に電気‐光学的電力変換
    器(3)から光学‐電気的電力変換器(4)へディジタ
    ル的に伝送され、またデコーダ(10)のなかでアナロ
    グ制御信号に変換された動作点制御信号により制御され
    ることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
  5. 【請求項5】 評価信号(S´)が増幅器ユニット
    (9)のなかで出力信号(S)に変換されることを特徴
    とする請求項1ないし4の1つに記載の方法。
  6. 【請求項6】 評価信号目標値(REFS´)への評価
    信号(S´)の設定の後に相応の出力信号(S)が零に
    設定されることを特徴とする請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 増幅器ユニット(9)に対する増幅率補
    正モードとして、 a)電気‐光学的信号変換器(6)に予め定められた参
    照測定信号(REFM)が与えられ、 b)増幅器ユニット(9)の出力信号(S)が制御量と
    して測定され、また参照測定信号(REFM)に合わさ
    れた予め定められた出力信号目標値(REFS)と比較
    され、 c)増幅器ユニット(9)の増幅率(F)が、出力信号
    (S)と出力信号目標値(REFS)との間の偏差が予
    め定められた許容値以下になるまで変更される過程を含
    んでいる増幅率補正モードが組み入れられていることを
    特徴とする請求項5または6記載の方法。
  8. 【請求項8】 増幅率補正モードに対する進行制御とし
    て、進行制御信号により電気‐光学的信号変換器(6)
    に参照測定信号(REFM)を与え、また出力信号
    (S)の調節をスイッチオンおよびスイッチオフする過
    程を含んでいる進行制御が行われ、その際にこれらの進
    行制御信号が光学的に電気‐光学的電力変換器(3)か
    ら光学‐電気的電力変換器(4)へ伝送されることを特
    徴とする請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 測定量を測定するための装置であって、 a)少なくとも測定ヘッド(2)として、 a1)光学的エネルギーから電気的エネルギーへの変換
    のための光学‐電気的電力変換器(4)と、 a2)測定量(Q)を電気的測定信号(M)に変換する
    ための、光学‐電気的電力変換器(4)から電気的エネ
    ルギーを供給される少なくとも1つのセンサ(22)
    と、 a3)センサ(22)の電気的測定信号(M)をアナロ
    グの光学的信号に変換するための、センサ(22)と接
    続可能な電気‐光学的信号変換器(6)と、 a4)電気‐光学的信号変換器(6)に動作点電流(I
    OS)を供給するための動作点コントロールユニット
    (8)とを含んでいる測定ヘッド(2)が設けられてお
    り、 b)フットステーション(1)として、 b1)光学‐電気的電力変換器(4)と光学的に結合さ
    れている、電流供給ユニット(7)から供給された電気
    的エネルギーを光学的エネルギーに変換するための電気
    ‐光学的電力変換器(3)と、 b2)アナログの光学的信号の伝送のために電気‐光学
    的信号変換器(6)と光学的に結合されており、また光
    学的信号を電気的評価信号(S´)に変換する光学‐電
    気的信号変換器(5)とを含んでいるフットステーショ
    ン(1)が設けられている装置において、 c)選択的に測定信号(M)または測定信号零を電気‐
    光学的信号変換器(6)に与えるためのスイッチング装
    置(12)が設けられており、また d)電気‐光学的信号変換器(6)に測定信号零が与え
    られるときに、その動作点電流(IOS)の直接的または
    間接的設定により動作点補正モードにおける評価信号
    (S´)を少なくとも近似的に評価信号目標値(REF
    S´)に調節するための調節器(11)が設けられてい
    ることを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】a)電気‐光学的電力変換器(3)を介
    して光学‐電気的電力変換器(4)に光学的に伝送さ
    れ、スイッチング装置(12)を駆動するため、また電
    気‐光学的信号変換器(6)の動作点の設定のための動
    作点コントロールユニット(8)を駆動するために用い
    られる制御信号を復号するためのデコーダ(10)が設
    けられており、 b)予め定められた評価信号目標値(REFS´)を発
    生するための少なくとも1つの参照信号発生器(17)
    が設けられており、 c)制御信号をデコーダ(10)に伝送するため電気‐
    光学的電力変換器(3)と、調節器(11)をスイッチ
    オンまたはスイッチオフするため調節器(11)と、ま
    た評価信号(S´)または零信号を調節器(11)に与
    えるためスイッチング装置(15)と接続されており、
    動作点補正モードに対する進行制御を行う監視ユニット
    (13)が設けられていることを特徴とする請求項9記
    載の装置。
  11. 【請求項11】 評価信号(S´)を出力信号(S)に
    変換するための増幅器ユニット(9)が設けられている
    ことを特徴とする請求項9または10記載の装置。
  12. 【請求項12】 監視ユニット(13)、増幅器ユニッ
    ト(9)の出力端(9A)および増幅器ユニット(9)
    の制御入力端(9C)と電気的に接続されており、評価
    信号(S´)がその評価信号目標値(REFS´)に調
    節された後に出力信号(S)を零に設定するための電流
    調節器(91)が設けられていることを特徴とする請求
    項11記載の装置。
  13. 【請求項13】a)測定ヘッド(2)のなかに予め定め
    られた参照測定信号(REFM)を発生するための参照
    測定信号発生器(14)が設けられており、 b)この参照測定信号発生器(14)がスイッチング装
    置(12)を介して電気‐光学的信号変換器(6)の入
    力端(6A)と接続可能であり、 c)調節器(11)の入力端(11A)がスイッチング
    装置(15)を介して、増幅器ユニット(9)の出力信
    号(S)が与えられている出力端(9A)と接続可能で
    あり、 d)調節器(11)が増幅率補正モードにおいて、電気
    ‐光学的信号変換器(6)に参照測定信号(REFM)
    が与えられているときに、増幅器ユニット(9)の増幅
    率(F)の調整により少なくとも近似的に予め定められ
    た、参照測定信号(REFM)に合わされた出力信号目
    標値(REFS)に出力信号(S)を調節するために設
    けられており、 e)増幅率補正モードに対する進行制御を有する監視ユ
    ニット(13)が設けられていることを特徴とする請求
    項9ないし12の1つに記載の装置。
  14. 【請求項14】a)電気‐光学的電力変換器(3)およ
    び電気‐光学的電力変換器(4)が電力光導波路(L
    1)により互いに接続されており、また b)電気‐光学的信号変換器(6)および電気‐光学的
    信号変換器(5)が信号光導波路(L2)により互いに
    接続されていることを特徴とする請求項9ないし13の
    1つに記載の装置。
JP5329714A 1992-12-03 1993-12-01 光学的信号伝送を用いる測定方法および装置 Withdrawn JPH076288A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015536195A (ja) * 2012-11-08 2015-12-21 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 光プローブシステム

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2273840A (en) * 1992-12-09 1994-06-29 Sony Corp Optically transmitting signals between measurement devices
GB9508422D0 (en) * 1995-04-26 1995-06-14 Flotec Uk Ltd Flow meters
US5771114A (en) * 1995-09-29 1998-06-23 Rosemount Inc. Optical interface with safety shutdown
US5727110A (en) * 1995-09-29 1998-03-10 Rosemount Inc. Electro-optic interface for field instrument
US5710648A (en) * 1995-12-29 1998-01-20 Lucent Technologies Inc. Optical communication system and remote sensor interrogation
US5724363A (en) * 1996-06-21 1998-03-03 Breya; Edward F. Optical analog signal transmission system
DE19643374A1 (de) * 1996-10-21 1998-04-23 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur kombinierten Analog- und Digitalübertragung eines analogen AC-Meßsignals mittels eines Lichtwellenleiters
US6249363B1 (en) * 1997-07-23 2001-06-19 Hitachi, Ltd. Optical communication method, optical linking device and optical communication system
WO1999008405A1 (de) 1997-08-08 1999-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zum empfang eines sendesignals und zum senden eines optischen strahls sowie deren verwendung
KR100317281B1 (ko) * 1998-11-20 2002-01-15 구자홍 자체발광소자의구동방법
DE10203555A1 (de) * 2002-01-29 2003-08-07 Endress & Hauser Wetzer Gmbh Feldgerät
NO20030436D0 (no) * 2003-01-28 2003-01-28 Sintef Fiberoptisk system
DE10305986B4 (de) * 2003-02-12 2022-07-21 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Messsystem mit intelligentem Sensorkopf für Mittel- oder Hochspannungsanlagen oder im Bergbau
US7077200B1 (en) * 2004-04-23 2006-07-18 Schlumberger Technology Corp. Downhole light system and methods of use
US7123015B2 (en) * 2004-09-29 2006-10-17 General Electric Company Magnetic resonance system and method
US7813646B2 (en) * 2007-07-11 2010-10-12 RLH Industries, Inc Power over optical fiber system
CN101795385B (zh) * 2009-02-03 2012-04-18 厦门Abb振威电器设备有限公司 一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法和系统
FR2974258B1 (fr) * 2011-04-14 2019-08-09 Thales Systeme de conversion analogique-numerique comprenant une double boucle de controle automatique de gain
CN104122428B (zh) * 2014-08-04 2017-02-22 青岛科汇电气有限公司 一种采用光纤传输模拟信号的电子式电流互感器
DE102014218988B4 (de) * 2014-09-22 2017-01-19 LUMILOOP GmbH System und Verfahren zur geregelten Energieübertragung
CN110855351B (zh) * 2019-11-20 2022-06-10 山东理工大学 一种用于模拟光电传输系统的线性度校正方法
US11595127B2 (en) * 2020-06-30 2023-02-28 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Power-over-fiber system and method for operating a power-over-fiber system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE413808B (sv) * 1978-09-22 1980-06-23 Asea Ab Metdon for overforing av metsignaler via en optisk lenk
JPS55109044A (en) * 1979-02-15 1980-08-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Transmission system for analog optical signal
US4295094A (en) * 1979-04-30 1981-10-13 Westinghouse Electric Corp. High voltage high frequency analog signal measuring system
US4533857A (en) * 1982-08-31 1985-08-06 Chang Ten Ho Electrical energy saving device for motors
JPS60106240A (ja) * 1983-11-15 1985-06-11 Fuji Electric Co Ltd アナログ光信号伝送方式
US4838032A (en) * 1986-02-06 1989-06-13 General Signal Corporation Optical signal power measurement method and apparatus
DE3637689C1 (de) * 1986-11-05 1987-06-25 Bbc Brown Boveri & Cie Faseroptische Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung
DE3638316A1 (de) * 1986-11-10 1988-05-19 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und einrichtung zur automatischen daempfungs-kompensation einer faseroptischen messwertuebertragung
FR2610126B1 (fr) * 1987-01-28 1994-03-18 Onera Systeme pour la commande a distance d'un dispositif electrique par voie optique
DE8809093U1 (de) * 1988-07-15 1988-10-06 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung
DE4024843A1 (de) * 1990-08-04 1992-02-06 Telefunken Systemtechnik Sensoranordnung
US5119132A (en) * 1990-10-24 1992-06-02 Xerox Corporation Densitometer and circuitry with improved measuring capabilities of marking particle density on a photoreceptor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015536195A (ja) * 2012-11-08 2015-12-21 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 光プローブシステム

Also Published As

Publication number Publication date
ATE154716T1 (de) 1997-07-15
EP0672284B1 (de) 1997-06-18
WO1994012960A1 (de) 1994-06-09
DE4240721A1 (de) 1994-06-16
CA2150814A1 (en) 1994-06-09
US5453866A (en) 1995-09-26
DE59306801D1 (de) 1997-07-24
EP0672284A1 (de) 1995-09-20

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