JPH095158A - 光量測定装置 - Google Patents
光量測定装置Info
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- JPH095158A JPH095158A JP17820095A JP17820095A JPH095158A JP H095158 A JPH095158 A JP H095158A JP 17820095 A JP17820095 A JP 17820095A JP 17820095 A JP17820095 A JP 17820095A JP H095158 A JPH095158 A JP H095158A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性が高く、回路構成が簡単で、小型化、
低価格化が容易な、補正機能を備えた光量測定装置を提
供する。 【構成】 光量測定装置は、被測定物に光を照射する発
光部LEDと、被測定物からの光を受光する受光部PD
と、受光部LEDに入射する被測定物からの光の光量に
応じた周波数信号(F0 )を出力する光量周波数変換手
段10と、光量周波数変換手段10から出力される周波
数信号(F0 )を演算し、光量に対応する表示値信号
(P0 )を出力する演算制御手段20と、を有する。演
算制御手段20は、表示値信号(P0 )を、次の式、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なう。
低価格化が容易な、補正機能を備えた光量測定装置を提
供する。 【構成】 光量測定装置は、被測定物に光を照射する発
光部LEDと、被測定物からの光を受光する受光部PD
と、受光部LEDに入射する被測定物からの光の光量に
応じた周波数信号(F0 )を出力する光量周波数変換手
段10と、光量周波数変換手段10から出力される周波
数信号(F0 )を演算し、光量に対応する表示値信号
(P0 )を出力する演算制御手段20と、を有する。演
算制御手段20は、表示値信号(P0 )を、次の式、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には光量周波数
変換方式の電子的測光装置に関し、特に、補正機能を備
えた、回路構成の簡単な、高信頼性かつ小型の光量測定
装置に関するものである。
変換方式の電子的測光装置に関し、特に、補正機能を備
えた、回路構成の簡単な、高信頼性かつ小型の光量測定
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車のエンジンオイル或は自
動変速機用オイル等の潤滑油は汚れ或は劣化が進むと光
の透過率が減少する。このため、潤滑油の一部を光透過
性の特定のセル中に収容し或はセル中を流し、これにL
ED(発光ダイオード)などの光源から光を照射し、そ
の透過光をフォトダイオードなどの光検出素子で受光し
て透過光量を検出し、この検出結果から潤滑油の汚れ或
は劣化の度合を判別することが提案されている。
動変速機用オイル等の潤滑油は汚れ或は劣化が進むと光
の透過率が減少する。このため、潤滑油の一部を光透過
性の特定のセル中に収容し或はセル中を流し、これにL
ED(発光ダイオード)などの光源から光を照射し、そ
の透過光をフォトダイオードなどの光検出素子で受光し
て透過光量を検出し、この検出結果から潤滑油の汚れ或
は劣化の度合を判別することが提案されている。
【0003】本発明者らは、例えば特願平4−2165
11号にてこのような目的のために使用し得る光量測定
装置を提案した。この光量測定装置は、図5に概略示す
ように、透明ガラス管などとされる測定セル1に保持さ
れた被測定物である潤滑油2に発光ダイオードLEDに
て光を照射し、測定セル1からの透過光がフォトダイオ
ードPDにて受光される。フォトダイオードPDからの
信号は、光量周波数変換回路10に送信される。この光
量周波数変換回路10は、フォトダイオードPDに入射
する光の光量に応じた周波数信号F0 を出力する。この
周波数信号のパルス数は、マイクロコンピュータ20に
て計数され、そして演算処理されて、測定された潤滑油
の劣化度が算出され、その表示値P0 がディスプレー装
置30にて表示される。
11号にてこのような目的のために使用し得る光量測定
装置を提案した。この光量測定装置は、図5に概略示す
ように、透明ガラス管などとされる測定セル1に保持さ
れた被測定物である潤滑油2に発光ダイオードLEDに
て光を照射し、測定セル1からの透過光がフォトダイオ
ードPDにて受光される。フォトダイオードPDからの
信号は、光量周波数変換回路10に送信される。この光
量周波数変換回路10は、フォトダイオードPDに入射
する光の光量に応じた周波数信号F0 を出力する。この
周波数信号のパルス数は、マイクロコンピュータ20に
て計数され、そして演算処理されて、測定された潤滑油
の劣化度が算出され、その表示値P0 がディスプレー装
置30にて表示される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の光量測定装
置は、回路構成が簡単で、信頼性が高く且つ小型である
といった特長を有してはいるが、発光素子である発光ダ
イオードLED、受光素子であるフォトダイオードPD
などの各素子の特性が装置毎にばらつくことは避けられ
ない。又、装置の製造時の組み立て誤差などにより発生
する発光ダイオードLED、測定セル1及びフォトダイ
オードPDからなる光学系の特性のばらつき、或は光量
周波数変換回路などの電子回路の特性のばらつきも発生
する。これら諸特性のばらつきは、結局は測定精度に影
響を与えることとなる。
置は、回路構成が簡単で、信頼性が高く且つ小型である
といった特長を有してはいるが、発光素子である発光ダ
イオードLED、受光素子であるフォトダイオードPD
などの各素子の特性が装置毎にばらつくことは避けられ
ない。又、装置の製造時の組み立て誤差などにより発生
する発光ダイオードLED、測定セル1及びフォトダイ
オードPDからなる光学系の特性のばらつき、或は光量
周波数変換回路などの電子回路の特性のばらつきも発生
する。これら諸特性のばらつきは、結局は測定精度に影
響を与えることとなる。
【0005】これら諸特性のばらつきをなくすべく、こ
れら諸特性をそれぞれ補正することは極めて煩雑であ
り、実際的ではない。又、電子回路にこのような補正を
なすための補正回路を設けることは困難であり、仮に実
現したとしても回路構成が非常に複雑となってしまう。
れら諸特性をそれぞれ補正することは極めて煩雑であ
り、実際的ではない。又、電子回路にこのような補正を
なすための補正回路を設けることは困難であり、仮に実
現したとしても回路構成が非常に複雑となってしまう。
【0006】従って、本発明の目的は、信頼性が高く、
回路構成が簡単で、小型化、低価格化が容易な、補正機
能を備えた光量測定装置を提供することである。
回路構成が簡単で、小型化、低価格化が容易な、補正機
能を備えた光量測定装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光量測定装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、被測定物に光を照射する発光部と、被測定物からの
光を受光する受光部と、前記受光部に入射する前記被測
定物からの光の光量に応じた周波数信号(F0)を出力
する光量周波数変換手段と、前記光量周波数変換手段か
ら出力される周波数信号(F0 )を演算し、光量に対応
する表示値信号(P0 )を出力する演算制御手段と、を
有する光量測定装置において、前記演算制御手段は、前
記表示値信号(P0 )を、次の式(1)、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y (1) ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なうこと
を特徴とする光量測定装置である。
光量測定装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、被測定物に光を照射する発光部と、被測定物からの
光を受光する受光部と、前記受光部に入射する前記被測
定物からの光の光量に応じた周波数信号(F0)を出力
する光量周波数変換手段と、前記光量周波数変換手段か
ら出力される周波数信号(F0 )を演算し、光量に対応
する表示値信号(P0 )を出力する演算制御手段と、を
有する光量測定装置において、前記演算制御手段は、前
記表示値信号(P0 )を、次の式(1)、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y (1) ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なうこと
を特徴とする光量測定装置である。
【0008】本発明の好ましい実施態様によると、出力
する周波数Fα及びFβが可変とされる第1及び第2の
発振手段を設け、この可変周波数Fα及びFβと前記補
正量G及びFが、F=K1 ・Fα(K1 は定数)及びG
=K2 ・Fβ(K2 は定数)となるように設定し、この
出力周波数信号Fα、Fβを調整することによって上記
演算式(1)中の前記補正量F及びGを設定し、装置の
初期補正を行なう。好ましくは、前記第1及び第2の発
振手段は、インバータ素子と、このインバータ素子の帰
還回路に接続された可変抵抗器と、この可変抵抗器の電
気抵抗値との間でCR発振回路を形成する静電容量素子
とを有し、それぞれ周波数Fα及びFβを出力し、前記
可変抵抗器を操作することにより前記周波数Fα及びF
βを調整する。
する周波数Fα及びFβが可変とされる第1及び第2の
発振手段を設け、この可変周波数Fα及びFβと前記補
正量G及びFが、F=K1 ・Fα(K1 は定数)及びG
=K2 ・Fβ(K2 は定数)となるように設定し、この
出力周波数信号Fα、Fβを調整することによって上記
演算式(1)中の前記補正量F及びGを設定し、装置の
初期補正を行なう。好ましくは、前記第1及び第2の発
振手段は、インバータ素子と、このインバータ素子の帰
還回路に接続された可変抵抗器と、この可変抵抗器の電
気抵抗値との間でCR発振回路を形成する静電容量素子
とを有し、それぞれ周波数Fα及びFβを出力し、前記
可変抵抗器を操作することにより前記周波数Fα及びF
βを調整する。
【0009】又、好ましくは、前記光量周波数変換手段
は、前記受光部を構成するフォトダイオードからの出力
電流によって充電されるコンデンサ、スイッチとして機
能するダイオード及びC−MOS型のシュミットインバ
ータを有し、前記フォトダイオードと前記コンデンサは
電圧源と接地間に直列に接続され、前記フォトダイオー
ドとコンデンサとの接続点に前記シュミットインバータ
の入力が接続され、前記ダイオードは、前記シュミット
インバータの出力と入力間に前記フォトダイオードとは
逆極性で、抵抗を介して接続されて構成され、前記フォ
トダイオードに入射する前記被測定物からの光の光量に
応じた周波数信号を出力する。
は、前記受光部を構成するフォトダイオードからの出力
電流によって充電されるコンデンサ、スイッチとして機
能するダイオード及びC−MOS型のシュミットインバ
ータを有し、前記フォトダイオードと前記コンデンサは
電圧源と接地間に直列に接続され、前記フォトダイオー
ドとコンデンサとの接続点に前記シュミットインバータ
の入力が接続され、前記ダイオードは、前記シュミット
インバータの出力と入力間に前記フォトダイオードとは
逆極性で、抵抗を介して接続されて構成され、前記フォ
トダイオードに入射する前記被測定物からの光の光量に
応じた周波数信号を出力する。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る光量測定装置を実施例に
則して更に詳しく説明する。
則して更に詳しく説明する。
【0011】図1に本発明の光量測定装置の一実施例を
示す。この光量測定装置は、図5を参照して説明したと
同様に、測定セル1の両側に対向配置して発光部LED
と受光部PDが設置される。測定セル1に保持された被
測定物である潤滑油2には、発光部LEDからの光が照
射され、測定セル1からの透過光が受光部PDにて受光
される。フォトダイオードPDからの信号Ip は、光量
周波数変換回路10に送信され、この光量周波数変換回
路10は、受光部PDに入射する光量に応じた周波数信
号F0 を出力する。この周波数信号F0 のパルス数は、
演算制御手段であるマイクロコンピュータ20にて計数
され、そして演算処理されて、測定された潤滑油の劣化
度が算出され、その表示値P0 がディスプレー装置30
にて表示される。
示す。この光量測定装置は、図5を参照して説明したと
同様に、測定セル1の両側に対向配置して発光部LED
と受光部PDが設置される。測定セル1に保持された被
測定物である潤滑油2には、発光部LEDからの光が照
射され、測定セル1からの透過光が受光部PDにて受光
される。フォトダイオードPDからの信号Ip は、光量
周波数変換回路10に送信され、この光量周波数変換回
路10は、受光部PDに入射する光量に応じた周波数信
号F0 を出力する。この周波数信号F0 のパルス数は、
演算制御手段であるマイクロコンピュータ20にて計数
され、そして演算処理されて、測定された潤滑油の劣化
度が算出され、その表示値P0 がディスプレー装置30
にて表示される。
【0012】図2及び図3を参照して、更に説明する
と、本発明の光量測定装置は、受光部を構成する光検出
素子であるフォトダイオードPDと静電容量型の負荷で
ある静電容量素子(コンデンサ)Cとスイッチとして機
能するダイオードD1とインバータ素子、即ち、C−M
OS型の第1のシュミットインバータ11とで光量周波
数変換回路10を構成しており、ダイオードD1は、第
1のシュミットインバータ11の出力と入力間にフォト
ダイオードPDとは逆極性で、抵抗R1を介して接続さ
れ、また、フォトダイオードPDとコンデンサCは所定
の電圧源と接地間に直列に接続され、それらの接続点が
第1のシュミットインバータ11の入力に接続されてい
る。
と、本発明の光量測定装置は、受光部を構成する光検出
素子であるフォトダイオードPDと静電容量型の負荷で
ある静電容量素子(コンデンサ)Cとスイッチとして機
能するダイオードD1とインバータ素子、即ち、C−M
OS型の第1のシュミットインバータ11とで光量周波
数変換回路10を構成しており、ダイオードD1は、第
1のシュミットインバータ11の出力と入力間にフォト
ダイオードPDとは逆極性で、抵抗R1を介して接続さ
れ、また、フォトダイオードPDとコンデンサCは所定
の電圧源と接地間に直列に接続され、それらの接続点が
第1のシュミットインバータ11の入力に接続されてい
る。
【0013】一方、光源としての発光ダイオード(LE
D)13は所定の電圧源と接地間にスイッチングトラン
ジスタ14を直列に介して接続されており、このトラン
ジスタ14がオンのときに発光して光透過性のセル15
内に存在する潤滑油のような被測定物16に光を照射す
る。この被測定物16を透過した光はフォトダイオード
PDに入射し、従って、入射光の照度又は光量に比例し
た電流IP がフォトダイオードPDに流れる。
D)13は所定の電圧源と接地間にスイッチングトラン
ジスタ14を直列に介して接続されており、このトラン
ジスタ14がオンのときに発光して光透過性のセル15
内に存在する潤滑油のような被測定物16に光を照射す
る。この被測定物16を透過した光はフォトダイオード
PDに入射し、従って、入射光の照度又は光量に比例し
た電流IP がフォトダイオードPDに流れる。
【0014】フォトダイオードPDを流れる電流IP は
コンデンサCに蓄積され、電圧VCに変換される。この
コンデンサCに蓄積される電圧VC は第1のシュミット
インバータ11でパルス信号に変換される。第1のシュ
ミットインバータ11は高レベルのスレッショルド電圧
VTHと低レベルのスレッショルド電圧VTLの2つのスレ
ッショルド電圧を有し、入力電圧が高レベルのスレッシ
ョルド電圧VTHより低いときには高レベルの出力電圧V
H を発生し、また、入力電圧が高レベルのスレッショル
ド電圧VTHに達すると出力電圧が高レベルVH から低レ
ベルVL に切換わり、そして入力電圧が低レベルのスレ
ッショルド電圧VTLに降下するまで低レベルの出力電圧
VL を保持し、入力電圧が低レベルのスレッショルド電
圧VTLに降下したときに出力電圧が低レベルVL から高
レベルVH に切換わるように動作する。従って、フォト
ダイオードPDに光が入射せず、電流IP が流れないと
きには、即ち、コンデンサCに電荷が蓄積されないとき
には、その出力電圧は高レベルVH であり、また、コン
デンサCの充電電圧VC が高レベルのスレッショルド電
圧VTHに等しくなると、シュミットインバータ11の出
力電圧は高レベルから低レベルVL に切換わる。さら
に、コンデンサCの蓄積電荷が放電によりシュミットイ
ンバータ11の低レベルのスレッショルド電圧VTLにま
で低下すると、シュミットインバータ11の出力電圧は
低レベルVL から高レベルVH に切換わる。従って、第
1のシュミットインバータ11からはコンデンサCの充
放電に対応した周期のパルス電圧が出力され、かくして
フォトダイオードPDに入射する光の光量(照度)が周
波数信号に変換されることになる。
コンデンサCに蓄積され、電圧VCに変換される。この
コンデンサCに蓄積される電圧VC は第1のシュミット
インバータ11でパルス信号に変換される。第1のシュ
ミットインバータ11は高レベルのスレッショルド電圧
VTHと低レベルのスレッショルド電圧VTLの2つのスレ
ッショルド電圧を有し、入力電圧が高レベルのスレッシ
ョルド電圧VTHより低いときには高レベルの出力電圧V
H を発生し、また、入力電圧が高レベルのスレッショル
ド電圧VTHに達すると出力電圧が高レベルVH から低レ
ベルVL に切換わり、そして入力電圧が低レベルのスレ
ッショルド電圧VTLに降下するまで低レベルの出力電圧
VL を保持し、入力電圧が低レベルのスレッショルド電
圧VTLに降下したときに出力電圧が低レベルVL から高
レベルVH に切換わるように動作する。従って、フォト
ダイオードPDに光が入射せず、電流IP が流れないと
きには、即ち、コンデンサCに電荷が蓄積されないとき
には、その出力電圧は高レベルVH であり、また、コン
デンサCの充電電圧VC が高レベルのスレッショルド電
圧VTHに等しくなると、シュミットインバータ11の出
力電圧は高レベルから低レベルVL に切換わる。さら
に、コンデンサCの蓄積電荷が放電によりシュミットイ
ンバータ11の低レベルのスレッショルド電圧VTLにま
で低下すると、シュミットインバータ11の出力電圧は
低レベルVL から高レベルVH に切換わる。従って、第
1のシュミットインバータ11からはコンデンサCの充
放電に対応した周期のパルス電圧が出力され、かくして
フォトダイオードPDに入射する光の光量(照度)が周
波数信号に変換されることになる。
【0015】上記構成において、フォトダイオードPD
に電流が流れず、従って、コンデンサCに電荷が蓄積さ
れない初期状態においては、第1のシュミットインバー
タ11の出力電圧は高レベルVH にあるから、ダイオー
ドD1は逆方向にバイアスされ、スイッチオフと同じ機
能をなす。それ故、抵抗R1には電流が流れず、コンデ
ンサCは充電可能状態にある。光量の測定が開始され、
フォトダイオードPDに被測定光が入射すると、この入
射光の照度又は光量に比例した電流IP がフォトダイオ
ードPDに流れる。この電流IP はコンデンサCに蓄積
され、電圧VCに変換される。このコンデンサCの充電
電圧VC が第1のシュミットインバータ11の高レベル
のスレッショルド電圧VTHに達すると、このシュミット
インバータ11の出力電圧は高レベルVH から低レベル
VL に切換わる。これによってダイオードD1は順方向
にバイアスされ、スイッチオンと同じ機能をなすから、
コンデンサCの充電電圧VC 及びフォトダイオードPD
の出力電流IP は抵抗R1及びダイオードD1を介して
流れ、コンデンサCの充電電圧は放電される。放電によ
ってコンデンサCの充電電圧VC がシュミットインバー
タ11の低レベルスレッショルド電圧VTLにまで降下す
ると、シュミットインバータ11の出力電圧は低レベル
VL から高レベルVH に切換わる。これによってダイオ
ードD1は再び逆バイアスされてオフ状態となるから、
コンデンサCに充電電流が流れる。以下、同様の動作が
繰り返される結果、第1のシュミットインバータ11の
出力電圧、即ち、光量周波数変換回路10からの出力電
圧V1 は、図3に示すように、コンデンサCの充放電周
期に対応する周波数のパルス波形となる。
に電流が流れず、従って、コンデンサCに電荷が蓄積さ
れない初期状態においては、第1のシュミットインバー
タ11の出力電圧は高レベルVH にあるから、ダイオー
ドD1は逆方向にバイアスされ、スイッチオフと同じ機
能をなす。それ故、抵抗R1には電流が流れず、コンデ
ンサCは充電可能状態にある。光量の測定が開始され、
フォトダイオードPDに被測定光が入射すると、この入
射光の照度又は光量に比例した電流IP がフォトダイオ
ードPDに流れる。この電流IP はコンデンサCに蓄積
され、電圧VCに変換される。このコンデンサCの充電
電圧VC が第1のシュミットインバータ11の高レベル
のスレッショルド電圧VTHに達すると、このシュミット
インバータ11の出力電圧は高レベルVH から低レベル
VL に切換わる。これによってダイオードD1は順方向
にバイアスされ、スイッチオンと同じ機能をなすから、
コンデンサCの充電電圧VC 及びフォトダイオードPD
の出力電流IP は抵抗R1及びダイオードD1を介して
流れ、コンデンサCの充電電圧は放電される。放電によ
ってコンデンサCの充電電圧VC がシュミットインバー
タ11の低レベルスレッショルド電圧VTLにまで降下す
ると、シュミットインバータ11の出力電圧は低レベル
VL から高レベルVH に切換わる。これによってダイオ
ードD1は再び逆バイアスされてオフ状態となるから、
コンデンサCに充電電流が流れる。以下、同様の動作が
繰り返される結果、第1のシュミットインバータ11の
出力電圧、即ち、光量周波数変換回路10からの出力電
圧V1 は、図3に示すように、コンデンサCの充放電周
期に対応する周波数のパルス波形となる。
【0016】この第1のシュミットインバータ11の出
力電圧V1 は、本実施例では、第1のシュミットインバ
ータ11と同じC−MOS型の第2のシュミットインバ
ータ12に供給される。この第2のシュミットインバー
タ12も高レベルのスレッショルド電圧VTHと低レベル
のスレッショルド電圧VTLの2つのスレッショルド電圧
を有し、同様に動作する。即ち、第1のシュミットイン
バータ11から高レベルの電圧信号VH が入力されてい
るときには低レベルの電圧出力VL を発生し、低レベル
の電圧信号VL が入力されているときには高レベルの電
圧出力VH を発生する。従って、第2のシュミットイン
バータ12からは第1のシュミットインバータ11のパ
ルス波形を反転した同じ周波数F0 の出力電圧が発生さ
れ、演算制御手段であるマイクロコンピュータ20に供
給される。
力電圧V1 は、本実施例では、第1のシュミットインバ
ータ11と同じC−MOS型の第2のシュミットインバ
ータ12に供給される。この第2のシュミットインバー
タ12も高レベルのスレッショルド電圧VTHと低レベル
のスレッショルド電圧VTLの2つのスレッショルド電圧
を有し、同様に動作する。即ち、第1のシュミットイン
バータ11から高レベルの電圧信号VH が入力されてい
るときには低レベルの電圧出力VL を発生し、低レベル
の電圧信号VL が入力されているときには高レベルの電
圧出力VH を発生する。従って、第2のシュミットイン
バータ12からは第1のシュミットインバータ11のパ
ルス波形を反転した同じ周波数F0 の出力電圧が発生さ
れ、演算制御手段であるマイクロコンピュータ20に供
給される。
【0017】マイクロコンピュータ20は光量周波数変
換回路10から第2のシュミットインバータ12を通じ
て入力される周波数信号F0 のパルス数を計数するカウ
ンタ部21と、フォトダイオードPD及び変換回路の入
出力特性の演算処理プログラムを記憶しているROM
(リード・オンリー・メモリ)を含む記憶部22と、カ
ウンタ部21で計数された一定時間内のパルス数から、
記憶部22のプログラムに従ってフォトダイオードPD
の出力電流の大きさを検出し、照度又は光量を算出する
演算処理部23とから構成されており、かくして、フォ
トダイオードPDに入射する光の照度又は光量を求め、
潤滑油の劣化度表示値P0 として出力され、ディスプレ
ー装置30にて表示される。
換回路10から第2のシュミットインバータ12を通じ
て入力される周波数信号F0 のパルス数を計数するカウ
ンタ部21と、フォトダイオードPD及び変換回路の入
出力特性の演算処理プログラムを記憶しているROM
(リード・オンリー・メモリ)を含む記憶部22と、カ
ウンタ部21で計数された一定時間内のパルス数から、
記憶部22のプログラムに従ってフォトダイオードPD
の出力電流の大きさを検出し、照度又は光量を算出する
演算処理部23とから構成されており、かくして、フォ
トダイオードPDに入射する光の照度又は光量を求め、
潤滑油の劣化度表示値P0 として出力され、ディスプレ
ー装置30にて表示される。
【0018】更に、本発明に従えば、上記マイクロコン
ピュータ20には補正機能が設けられ、補正回路50か
らマイクロコンピュータ20へと補正量Fα、Fβが入
力される。この補正量Fα、Fβを出力する補正回路5
0については、後で詳しく説明する。
ピュータ20には補正機能が設けられ、補正回路50か
らマイクロコンピュータ20へと補正量Fα、Fβが入
力される。この補正量Fα、Fβを出力する補正回路5
0については、後で詳しく説明する。
【0019】今、発光ダイオードLEDの光の強度(放
射照度)をL0 とし、フォトダイオードに入射する光の
強度(受光照度)をLとすると、測定セル1に保持され
た潤滑油2による吸光度は、 吸光度=log(L/L0 )=−kcd (1) で定義される。ここで、kは吸光係数であり、cは油の
劣化度であり、dは発光部LEDから受光部PDに至る
光の通路における測定セル1内の距離、即ち、光路長で
ある。
射照度)をL0 とし、フォトダイオードに入射する光の
強度(受光照度)をLとすると、測定セル1に保持され
た潤滑油2による吸光度は、 吸光度=log(L/L0 )=−kcd (1) で定義される。ここで、kは吸光係数であり、cは油の
劣化度であり、dは発光部LEDから受光部PDに至る
光の通路における測定セル1内の距離、即ち、光路長で
ある。
【0020】又、このときフォトダイオードPDに出力
電流Ip が流れたとすると、 logL=AlogIp +B (2) で表され、A、Bは定数である。
電流Ip が流れたとすると、 logL=AlogIp +B (2) で表され、A、Bは定数である。
【0021】更に、光量周波数変換回路10から出力さ
れる周波数F0 と、前記電流Ip との関係は、 logIp =ClogF0 +D (3) で表され、C、Dは定数である。
れる周波数F0 と、前記電流Ip との関係は、 logIp =ClogF0 +D (3) で表され、C、Dは定数である。
【0022】従って、上記式(1)、(2)、(3)か
ら、油の劣化度cと出力周波数F0との間には、 c=αlogF0 +β (4) が成り立つことが分かる。 ここで、α=−AC/kd β=(logL0 −AD−B)/kd である。
ら、油の劣化度cと出力周波数F0との間には、 c=αlogF0 +β (4) が成り立つことが分かる。 ここで、α=−AC/kd β=(logL0 −AD−B)/kd である。
【0023】上記各式にて、前記定数A、Bは受光素子
PDの特性を規定しており、素子毎にばらつく。又、定
数C、Dは光量周波数変換回路10の特性を規定してお
り、同様に、各回路毎に異なる。更に、L0 は発光素子
LEDの特性を、k、dは光学系の特性を規定し、これ
らの値もばらつく。
PDの特性を規定しており、素子毎にばらつく。又、定
数C、Dは光量周波数変換回路10の特性を規定してお
り、同様に、各回路毎に異なる。更に、L0 は発光素子
LEDの特性を、k、dは光学系の特性を規定し、これ
らの値もばらつく。
【0024】上記各定数のばらつきに対してそれぞれ補
正することは実際上極めて困難であるので、式(4)の
定数α、βに対して一括の補正を行なう。
正することは実際上極めて困難であるので、式(4)の
定数α、βに対して一括の補正を行なう。
【0025】即ち、ばらつきを△α、△βとし、補正量
を△αc、△βcとすると、劣化度cと出力周波数F0
との関係は、 c=(α+△α−△αc)logF0 +(β+△β−△βc)(5) となる。
を△αc、△βcとすると、劣化度cと出力周波数F0
との関係は、 c=(α+△α−△αc)logF0 +(β+△β−△βc)(5) となる。
【0026】従って、補正量△αc、△βcを調整する
ことによって、 △αc=△α △βc=△β とすると、上記式(5)は式(4)と等しくなり、ばら
つきのない特性が得られる。本発明は斯かる原理に基づ
くものである。
ことによって、 △αc=△α △βc=△β とすると、上記式(5)は式(4)と等しくなり、ばら
つきのない特性が得られる。本発明は斯かる原理に基づ
くものである。
【0027】しかしながら、現実として、光量周波数変
換回路10にこのような補正回路を設けることは困難で
ある。仮に実現したとしても、回路構成が非常に複雑と
なってしまう。
換回路10にこのような補正回路を設けることは困難で
ある。仮に実現したとしても、回路構成が非常に複雑と
なってしまう。
【0028】本発明者らは、本発明の上記構成とされる
光量測定装置を潤滑油の劣化検出装置として使用した場
合に、潤滑油の劣化度と吸光度との関係を調べた。その
結果が図4に示される。
光量測定装置を潤滑油の劣化検出装置として使用した場
合に、潤滑油の劣化度と吸光度との関係を調べた。その
結果が図4に示される。
【0029】図4から理解されるように、例えば発光ダ
イオードLEDの波長が400〜570nmの範囲のも
ので、測定セル5の光路長dが1〜5mmとされる構成
の光学系を使用した場合には、例えば、吸光度が0.5
〜2.5の範囲においては、吸光度と劣化度との間に実
質的に直線関係が成立することを見出した。
イオードLEDの波長が400〜570nmの範囲のも
ので、測定セル5の光路長dが1〜5mmとされる構成
の光学系を使用した場合には、例えば、吸光度が0.5
〜2.5の範囲においては、吸光度と劣化度との間に実
質的に直線関係が成立することを見出した。
【0030】従って、本実施例では、図4に示すよう
に、上記構成の光量測定装置にて、吸光度0.8で表示
値(P0 )130、吸光度1.7で表示値(P0 )20
0を表示するように設定した。
に、上記構成の光量測定装置にて、吸光度0.8で表示
値(P0 )130、吸光度1.7で表示値(P0 )20
0を表示するように設定した。
【0031】しかしながら、上述したように、諸々の要
因により、吸光度と劣化度との関係を示す特性曲線は、
装置毎にその傾斜が異なる。従って、本実施例では、各
装置の特性曲線を、上述のように、吸光度0.8で表示
値(P0 )130を、且つ吸光度1.7で表示値(P
0 )200を通るような傾斜へと調整する必要がある。
因により、吸光度と劣化度との関係を示す特性曲線は、
装置毎にその傾斜が異なる。従って、本実施例では、各
装置の特性曲線を、上述のように、吸光度0.8で表示
値(P0 )130を、且つ吸光度1.7で表示値(P
0 )200を通るような傾斜へと調整する必要がある。
【0032】そこで、本発明によれば、周波数信号F0
を基にマイクロコンピュータ20にて計数し、演算処理
され、ディスプレー装置30にて表示される潤滑油の劣
化度を示す表示値P0 を、次の演算を行なうことによっ
て補正することとした。
を基にマイクロコンピュータ20にて計数し、演算処理
され、ディスプレー装置30にて表示される潤滑油の劣
化度を示す表示値P0 を、次の演算を行なうことによっ
て補正することとした。
【0033】 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y (6) ここで、X、Yは、使用目的の装置の種類によって決ま
る定数であり、潤滑油の劣化度を測定する本実施例の光
量測定装置では、Xは40、Yは130とした。即ち、
式(6)は、次のように表される。
る定数であり、潤滑油の劣化度を測定する本実施例の光
量測定装置では、Xは40、Yは130とした。即ち、
式(6)は、次のように表される。
【0034】 P0 =G(40logF0 −F−130)+130 (7) 又、上記G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値である。
で、Fはオフセット調整値である。
【0035】つまり、補正をなすに際しては、先ず、吸
光度の低い方の標準油、例えば吸光度0.8の油を測定
セル1内に導入し、LCDディスプレイ装置30の表示
値P0 が130となるように、補正量Fを設定する。こ
れにより、例えば、図4の特性曲線1を特性曲線2のよ
うに平行移動させる(オフセット調整)。
光度の低い方の標準油、例えば吸光度0.8の油を測定
セル1内に導入し、LCDディスプレイ装置30の表示
値P0 が130となるように、補正量Fを設定する。こ
れにより、例えば、図4の特性曲線1を特性曲線2のよ
うに平行移動させる(オフセット調整)。
【0036】次に、吸光度の高い方の標準油、例えば吸
光度1.7の油を測定セル1内に導入し、LCDディス
プレイ装置30の表示値P0 が200となるように、補
正量Gを設定する。これにより、例えば、図4の特性曲
線2を特性曲線3のように回転させる(ゲイン調整)。
光度1.7の油を測定セル1内に導入し、LCDディス
プレイ装置30の表示値P0 が200となるように、補
正量Gを設定する。これにより、例えば、図4の特性曲
線2を特性曲線3のように回転させる(ゲイン調整)。
【0037】このような操作を交互に数回行なうことに
よって、最初の特性曲線1が、所望の特性曲線となるよ
うに、つまり、吸光度0.8で表示値130、吸光度
1.7で表示値200を表示するように校正することが
できる。
よって、最初の特性曲線1が、所望の特性曲線となるよ
うに、つまり、吸光度0.8で表示値130、吸光度
1.7で表示値200を表示するように校正することが
できる。
【0038】本発明によれば、このような補正を行なう
ために、図1に示すように、補正回路50が設けられ
る。
ために、図1に示すように、補正回路50が設けられ
る。
【0039】本実施例で補正回路50は、発振回路50
A、50Bにて構成される。発振回路50A、50Bは
同様の構成とされ、C−MOSシュミットインバータの
ようなインバータ素子51A、51Bと、このインバー
タ素子51A、51Bの帰還回路に接続された可変抵抗
器(ボリューム)52A、52Bと、この可変抵抗器5
2A、52Bの電気抵抗値との間でCR時定数回路即ち
CR発振回路を形成するコンデンサ53A、53Bとに
て構成され、それぞれ周波数Fα、Fβを出力する。こ
のCR発振回路50A、50Bの作動は先に説明した光
量周波数変換回路10と同様である。周波数Fα、Fβ
は、ボリューム52A、52Bにより種々に変えること
ができる。この出力信号Fα、Fβが、マイクロコンピ
ュータ20の演算部の上記式(6)、本実施例では式
(7)に入力される。ここで、 F=K1 ・Fα G=K2 ・Fβ と設定される。K1 、K2 は定数である。
A、50Bにて構成される。発振回路50A、50Bは
同様の構成とされ、C−MOSシュミットインバータの
ようなインバータ素子51A、51Bと、このインバー
タ素子51A、51Bの帰還回路に接続された可変抵抗
器(ボリューム)52A、52Bと、この可変抵抗器5
2A、52Bの電気抵抗値との間でCR時定数回路即ち
CR発振回路を形成するコンデンサ53A、53Bとに
て構成され、それぞれ周波数Fα、Fβを出力する。こ
のCR発振回路50A、50Bの作動は先に説明した光
量周波数変換回路10と同様である。周波数Fα、Fβ
は、ボリューム52A、52Bにより種々に変えること
ができる。この出力信号Fα、Fβが、マイクロコンピ
ュータ20の演算部の上記式(6)、本実施例では式
(7)に入力される。ここで、 F=K1 ・Fα G=K2 ・Fβ と設定される。K1 、K2 は定数である。
【0040】つまり、本発明では、単に補正回路50の
2つのボリューム52A、52Bを交互に操作すること
によって、測定開始に際してのオフセット調整及びゲイ
ン調整を行なって、光量測定装置に使用された各素子、
電子回路などに起因したばらつきを補正することがで
き、高精度にて、例えば潤滑油の劣化度などを検出する
ことができる。
2つのボリューム52A、52Bを交互に操作すること
によって、測定開始に際してのオフセット調整及びゲイ
ン調整を行なって、光量測定装置に使用された各素子、
電子回路などに起因したばらつきを補正することがで
き、高精度にて、例えば潤滑油の劣化度などを検出する
ことができる。
【0041】上記実施例では本発明による光量測定装置
を自動車のエンジンオイル或は自動変速機用オイル等の
潤滑油の汚れ或は劣化を計測する場合に適用したが、光
源からの光を透過する種々のオイルの汚れ或は劣化やオ
イル以外の光が透過し得る液体、気体等の汚れ或は劣化
を計測する場合にも本発明が適用できるし、また、光源
からの光を反射する被測定物からの反射光の光量を計測
する場合にも本発明は適用できるものである。
を自動車のエンジンオイル或は自動変速機用オイル等の
潤滑油の汚れ或は劣化を計測する場合に適用したが、光
源からの光を透過する種々のオイルの汚れ或は劣化やオ
イル以外の光が透過し得る液体、気体等の汚れ或は劣化
を計測する場合にも本発明が適用できるし、また、光源
からの光を反射する被測定物からの反射光の光量を計測
する場合にも本発明は適用できるものである。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光量
測定装置は、被測定物に光を照射する発光部と、被測定
物からの光を受光する受光部と、前記受光部に入射する
前記被測定物からの光の光量に応じた周波数信号(F
0 )を出力する光量周波数変換手段と、前記光量周波数
変換手段から出力される周波数信号(F0 )を演算し、
光量に対応する表示値信号(P0 )を出力する演算制御
手段と、を有する光量測定装置であって、特に、前記演
算制御手段は、前記表示値信号(P0 )を、次の式
(1)、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y (1) ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なう構成
とされるために、信頼性が高く、回路構成が簡単で、小
型化、低価格化が容易であるという特長を有する。
測定装置は、被測定物に光を照射する発光部と、被測定
物からの光を受光する受光部と、前記受光部に入射する
前記被測定物からの光の光量に応じた周波数信号(F
0 )を出力する光量周波数変換手段と、前記光量周波数
変換手段から出力される周波数信号(F0 )を演算し、
光量に対応する表示値信号(P0 )を出力する演算制御
手段と、を有する光量測定装置であって、特に、前記演
算制御手段は、前記表示値信号(P0 )を、次の式
(1)、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y (1) ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なう構成
とされるために、信頼性が高く、回路構成が簡単で、小
型化、低価格化が容易であるという特長を有する。
【図1】本発明による光量測定装置の概略構成図であ
る。
る。
【図2】本発明による光量測定装置に使用される一実施
例の回路構成図である。
例の回路構成図である。
【図3】図2の光量測定装置に使用されているシュミッ
トインバータの電圧出力を示す波形図である。
トインバータの電圧出力を示す波形図である。
【図4】本発明の光量測定装置にて実施される補正操作
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図5】従来の光量測定装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
1 測定セル 2 被測定物(潤滑油) 10 光量周波数変換回路 11、12 シュミットインバータ 13 LED(発光ダイオード) 14 スイッチングトランジスタ 15 光透過性セル 16 被測定物 20 マイクロコンピュータ 21 カウンタ部 22 記憶部 23 演算処理部 30 ディスプレ装置 50 補正回路 50A、50B CR発振回路 51A、51B インバータ素子(C−MOSシュミ
ットインバータ) 52A、52B 可変抵抗器(ボリューム) 53A、53B コンデンサ
ットインバータ) 52A、52B 可変抵抗器(ボリューム) 53A、53B コンデンサ
Claims (4)
- 【請求項1】 被測定物に光を照射する発光部と、被測
定物からの光を受光する受光部と、前記受光部に入射す
る前記被測定物からの光の光量に応じた周波数信号(F
0 )を出力する光量周波数変換手段と、前記光量周波数
変換手段から出力される周波数信号(F0 )を演算し、
光量に対応する表示値信号(P0 )を出力する演算制御
手段と、を有する光量測定装置において、前記演算制御
手段は、前記表示値信号(P0 )を、次の式(1)、 P0 =G(XlogF0 −F−Y)+Y (1) ここで、G、Fは補正量であって、Gはゲイン調整値
で、Fはオフセット調整値、X、Yは装置によって決ま
る定数、に基づき演算し、装置の初期補正を行なうこと
を特徴とする光量測定装置。 - 【請求項2】 出力する周波数Fα及びFβが可変とさ
れる第1及び第2の発振手段を設け、この可変周波数F
α及びFβと前記補正量G及びFが、F=K1 ・Fα
(K1 は定数)及びG=K2 ・Fβ(K2 は定数)とな
るように設定し、この出力周波数信号Fα、Fβを調整
することによって上記演算式(1)中の前記補正量F及
びGを設定し、装置の初期補正を行なうことを特徴とす
る請求項1の光量測定装置。 - 【請求項3】 前記第1及び第2の発振手段は、インバ
ータ素子と、このインバータ素子の帰還回路に接続され
た可変抵抗器と、この可変抵抗器の電気抵抗値との間で
CR発振回路を形成する静電容量素子とを有し、それぞ
れ周波数Fα及びFβを出力し、前記可変抵抗器を操作
することにより前記周波数Fα及びFβを調整とする請
求項2の光量測定装置。 - 【請求項4】 前記光量周波数変換手段は、前記受光部
を構成するフォトダイオードからの出力電流によって充
電されるコンデンサ、スイッチとして機能するダイオー
ド及びC−MOS型のシュミットインバータを有し、前
記フォトダイオードと前記コンデンサは電圧源と接地間
に直列に接続され、前記フォトダイオードとコンデンサ
との接続点に前記シュミットインバータの入力が接続さ
れ、前記ダイオードは、前記シュミットインバータの出
力と入力間に前記フォトダイオードとは逆極性で、抵抗
を介して接続されて構成され、前記フォトダイオードに
入射する前記被測定物からの光の光量に応じた周波数信
号を出力することを特徴とする請求項1、2又は3の光
量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17820095A JPH095158A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 光量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17820095A JPH095158A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 光量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095158A true JPH095158A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=16044337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17820095A Pending JPH095158A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 光量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095158A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104779325A (zh) * | 2014-01-10 | 2015-07-15 | 先进科技新加坡有限公司 | Led测试流程和为此的修正方法 |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP17820095A patent/JPH095158A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104779325A (zh) * | 2014-01-10 | 2015-07-15 | 先进科技新加坡有限公司 | Led测试流程和为此的修正方法 |
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