JPS59220652A - 加速度測定装置 - Google Patents
加速度測定装置Info
- Publication number
- JPS59220652A JPS59220652A JP9714683A JP9714683A JPS59220652A JP S59220652 A JPS59220652 A JP S59220652A JP 9714683 A JP9714683 A JP 9714683A JP 9714683 A JP9714683 A JP 9714683A JP S59220652 A JPS59220652 A JP S59220652A
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- JP
- Japan
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- photoelastic
- photoelastic effect
- resin
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- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/093—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光弾性効果素子？使用した加速度＋１１１１
定装置に関するものである。
定装置に関するものである。
従来・２も９ケ載置した状態で被測定体に装着さｎた光
弾性効果素子に偏光子で変換さｆ″した直線偏光を入力
し、光弾性効果素子の出力？検光子を介して検出するこ
とによって、被測定体の加速度ろが、従来のものは、光
弾性効果素子にＰｂ（Ｎｏ、、）。
弾性効果素子に偏光子で変換さｆ″した直線偏光を入力
し、光弾性効果素子の出力？検光子を介して検出するこ
とによって、被測定体の加速度ろが、従来のものは、光
弾性効果素子にＰｂ（Ｎｏ、、）。
のように溶解度が高い物質を用いていたので・大気中の
水分の影響會受けて長時間にわたって安定した測定が困
難であるという欠４ヴかあった。
水分の影響會受けて長時間にわたって安定した測定が困
難であるという欠４ヴかあった。
この発明は上記欠点を解消するためになさｎたもので、
長期間にわたって安定した測定が可能な加速度測定装置
全提供する。
長期間にわたって安定した測定が可能な加速度測定装置
全提供する。
以下図について説明する。第１（２）において、（１）
は光送信磯、（２）は光ファイバー、（３）は光ファイ
バ（２）からの光を平行光線にさせるレンズ、（４）は
レンズ（３）からの光？直線偏光に変換する偏光子、（
５）はセラミックなどの絶縁物で構成さｎｌこおもり（
６１ｋ載置した光弾性効果素子で、光弾性係数の絶対直
が１ｘ ｔ Ｏ”ｃｆＡ／ ｄｙｎｅ以上で、かつ０〜
３０℃における１ ００ ｍｅの水に対する溶解度１０
７以上の物質で構成さｎている。また、おもｖ（６］と
光弾性効果素子（５）とはヤング率が００１〜ＩＫｓ＋
／−のゴム系の接着剤によって接着されている。（７）
は検光子、（８）は光弾性効果素子（５）と検光子（７
）との間にはレンズ、ｆｌｌｊは光弾性効果素子（５）
などの取付台、（１１）は光ファイバー、０２１は光受
信機、ｔｌ：ｌｌは被測定体の振動体である。
は光送信磯、（２）は光ファイバー、（３）は光ファイ
バ（２）からの光を平行光線にさせるレンズ、（４）は
レンズ（３）からの光？直線偏光に変換する偏光子、（
５）はセラミックなどの絶縁物で構成さｎｌこおもり（
６１ｋ載置した光弾性効果素子で、光弾性係数の絶対直
が１ｘ ｔ Ｏ”ｃｆＡ／ ｄｙｎｅ以上で、かつ０〜
３０℃における１ ００ ｍｅの水に対する溶解度１０
７以上の物質で構成さｎている。また、おもｖ（６］と
光弾性効果素子（５）とはヤング率が００１〜ＩＫｓ＋
／−のゴム系の接着剤によって接着されている。（７）
は検光子、（８）は光弾性効果素子（５）と検光子（７
）との間にはレンズ、ｆｌｌｊは光弾性効果素子（５）
などの取付台、（１１）は光ファイバー、０２１は光受
信機、ｔｌ：ｌｌは被測定体の振動体である。
つぎに・上記構成の動作について説明する。図において
、光送信機（１）からの出射光は、光ファイバ（２）に
受は入れらｎ７る。光ファイバ（２）からの出射光は無
偏光状盤にあるので、マイクロレンズ（３）で平行ビー
ムに変換さンｔた後、偏光子（４）によって直線偏光に
変換さ几る。光弾性効果素子（５）とおもり（６）は機
械的共振系を構成しており、その固有角周波数Ｗｏが、
振動体（１゛士の振動角周波数Ｗに比べて充分大きい時
には、おもり（６１−ｔなゎち光弾性効果素子（５）の
変位Ｘば となる。ここで、Ｘは振動体（１３）の変位を表わす。
、光送信機（１）からの出射光は、光ファイバ（２）に
受は入れらｎ７る。光ファイバ（２）からの出射光は無
偏光状盤にあるので、マイクロレンズ（３）で平行ビー
ムに変換さンｔた後、偏光子（４）によって直線偏光に
変換さ几る。光弾性効果素子（５）とおもり（６）は機
械的共振系を構成しており、その固有角周波数Ｗｏが、
振動体（１゛士の振動角周波数Ｗに比べて充分大きい時
には、おもり（６１−ｔなゎち光弾性効果素子（５）の
変位Ｘば となる。ここで、Ｘは振動体（１３）の変位を表わす。
すなわち、Ｘは振動体（１３）の加速度に比例する。
光弾性効果素子（５）に変位ｘｆ与えると、複屈折現象
が生じる。すなわち、光弾性効果素子（５）の各方向の
屈折率が変化する。たとえば、この実施例のように光弾
性効果素子（５勝ｇ等方性媒体であるとすると、振動方
向の屈折率と、それと垂直な２方向の屈折率が異なるよ
うになる。したがって、振動方向に電界成分をもつ光と
、そｎに垂直な電界成分をもつ光が光弾性効果素子（５
）に同時に入射すると、その出力端では位相差が生じる
。たとえば、この例のように偏向子（４）の出力の直線
偏光された光が、そ几らの軸に対して４６°の角度で光
弾性効果素子（５）に入射さｎると、この光弾性効果素
子（５）の出力は楕円偏向になる。この楕円偏光された
光が検光子（７）に入射されｎは、振動による歪量を光
の強度変調に変換することができ・その時・４分の１波
長板（８）が一種の光学的バイアスの作用として働く。
が生じる。すなわち、光弾性効果素子（５）の各方向の
屈折率が変化する。たとえば、この実施例のように光弾
性効果素子（５勝ｇ等方性媒体であるとすると、振動方
向の屈折率と、それと垂直な２方向の屈折率が異なるよ
うになる。したがって、振動方向に電界成分をもつ光と
、そｎに垂直な電界成分をもつ光が光弾性効果素子（５
）に同時に入射すると、その出力端では位相差が生じる
。たとえば、この例のように偏向子（４）の出力の直線
偏光された光が、そ几らの軸に対して４６°の角度で光
弾性効果素子（５）に入射さｎると、この光弾性効果素
子（５）の出力は楕円偏向になる。この楕円偏光された
光が検光子（７）に入射されｎは、振動による歪量を光
の強度変調に変換することができ・その時・４分の１波
長板（８）が一種の光学的バイアスの作用として働く。
検光子（７）からの出力光は、再び光ファイバｆｉｌｌ
ｉ通って光受信機（Ｉ２１で光電変換さ扛る。したが
って、光受信１４Ｋ（Ｉｚの電気出力から光弾性効果素
子（５）の歪量、換言すルば振動体（１３１の加速度を
検出することができる。
ｉ通って光受信機（Ｉ２１で光電変換さ扛る。したが
って、光受信１４Ｋ（Ｉｚの電気出力から光弾性効果素
子（５）の歪量、換言すルば振動体（１３１の加速度を
検出することができる。
ところで、光弾性効果素子は光弾性係数が大、きいほど
・結晶に加えらｎた応力に対応する屈折率楕円体の変化
が大きく、応力の検出が容易となる。
・結晶に加えらｎた応力に対応する屈折率楕円体の変化
が大きく、応力の検出が容易となる。
このため、光弾性係数の絶対鎮がＩ Ｘ １０ ”ｃｒ
；１／ｄｙｎｅ ＩＪ上の物質によって光弾性効果素子
に構成した場合、振動による応力変化を十分に検出する
ことかで＠女。
；１／ｄｙｎｅ ＩＪ上の物質によって光弾性効果素子
に構成した場合、振動による応力変化を十分に検出する
ことかで＠女。
一方、光弾性素子は長期間に亘って安定に機能するもの
でなけｎばならないが物質によっては大気中の水分の＃
響ヲ受ける。大気中の水分の影響はその物質の水溶性と
並行関保にあり、０〜３０℃における１００ｍ１の水に
対する溶解度はぼ５９を境にして安定性が界なることが
わかった。すなわち、溶解度５２以上ではその物質で作
らｇた光弾性効果素子が長期間中に大気中の水分の影響
を受けて特性変化や崩壊を生じるのに対して、溶解度５
２未満の物質では長期間にわたってほぼ一定の特性が得
ら；ｎた。
でなけｎばならないが物質によっては大気中の水分の＃
響ヲ受ける。大気中の水分の影響はその物質の水溶性と
並行関保にあり、０〜３０℃における１００ｍ１の水に
対する溶解度はぼ５９を境にして安定性が界なることが
わかった。すなわち、溶解度５２以上ではその物質で作
らｇた光弾性効果素子が長期間中に大気中の水分の影響
を受けて特性変化や崩壊を生じるのに対して、溶解度５
２未満の物質では長期間にわたってほぼ一定の特性が得
ら；ｎた。
このようなことから、光弾性係数の絶対卸がＩＸ １０
”ｃｒｌ ／ ｄｙｎｅ １以上で、かつ０〜３０℃
における１００−の水に対する溶解度５７未満の物質で
光弾性効果素子全構成すると、測定精度が良好で、力５
つ長期間にわたって安定した測定をすることができる。
”ｃｒｌ ／ ｄｙｎｅ １以上で、かつ０〜３０℃
における１００−の水に対する溶解度５７未満の物質で
光弾性効果素子全構成すると、測定精度が良好で、力５
つ長期間にわたって安定した測定をすることができる。
光弾性係数の絶対備が１×１０〜１８ｃＪ／ｄｙｎｅ以
上で、かつ０〜３０℃における１００ｍ１の水に対する
溶解度が５７未満の物質としては下表に示す通り、エポ
キシ樹脂、フェノ−／ｌ／ ４ｔ！脂、ジアリルフタレ
ート樹脂、原票樹脂、アクリル樹脂、ニトロセｌレロー
ズ、Ｂ２ Ｆｇ、ＣｄＴｅ。
上で、かつ０〜３０℃における１００ｍ１の水に対する
溶解度が５７未満の物質としては下表に示す通り、エポ
キシ樹脂、フェノ−／ｌ／ ４ｔ！脂、ジアリルフタレ
ート樹脂、原票樹脂、アクリル樹脂、ニトロセｌレロー
ズ、Ｂ２ Ｆｇ、ＣｄＴｅ。
ＣｕＣ１，ＧａＡＳ ＰｂｚｎＳ／ＩＩＮｂｒ’ｓｏｇ
、 ＰｂＺｎｔ／ａＮｂ＊／ｓｏ、 。
、 ＰｂＺｎｔ／ａＮｂ＊／ｓｏ、 。
ＬｉＦ 、 ＭｇＯ、ＡｇＣ１、５ｙＴｉＯ，、ＣａＦ
、、ｃｕＢｒ、ｃｕ■、ガラス、 ８ｆ、 、 ｏｅ
ｏ、。、Ｂｉ、、ｓｉｏ、。などである。
、、ｃｕＢｒ、ｃｕ■、ガラス、 ８ｆ、 、 ｏｅ
ｏ、。、Ｂｉ、、ｓｉｏ、。などである。
寸だ、おも！１ｌ（６）と光弾性効果素子（５）との接
着全ヤング率がα０１〜ｌＫ９／ｉの接着剤］金用いた
のは・おもりｆｔ１ｌと光弾性効果素子（５）との階）
膨張率の違いによって光弾性効果素子（５）に応力が生
じ、？５１１定精度が低下するのを阻止するブこめであ
る。このような接着剤としてはゴム系の接着剤が適して
おｐ、（Ｍｉは、シリコンコ゛ム、ブチルコ゛ム、クロ
ロブレンゴム、スチＶンブタジエンコ゛ム、アクリＩレ
ニトリルブタシエンゴム、イソプレンコ゛ム、エチレン
プロピレンゴムなとである。
着全ヤング率がα０１〜ｌＫ９／ｉの接着剤］金用いた
のは・おもりｆｔ１ｌと光弾性効果素子（５）との階）
膨張率の違いによって光弾性効果素子（５）に応力が生
じ、？５１１定精度が低下するのを阻止するブこめであ
る。このような接着剤としてはゴム系の接着剤が適して
おｐ、（Ｍｉは、シリコンコ゛ム、ブチルコ゛ム、クロ
ロブレンゴム、スチＶンブタジエンコ゛ム、アクリＩレ
ニトリルブタシエンゴム、イソプレンコ゛ム、エチレン
プロピレンゴムなとである。
また、おも９（６）全絶縁物で構成したので、高電界中
で使用しても、おもり（６）に発生するうず電流による
発熱が行らない。
で使用しても、おもり（６）に発生するうず電流による
発熱が行らない。
第２図はこの発明の他の実施例である。おもり（６ンに
突起（６ａ）をつくり、光弾性効果素子に穴（５ａ）
ｋつくジ両者が祭りに嵌合可能な形状にして結合−ｒる
。このような構造にすると、極めて大きな７Ｊ１１速度
の振動に対しても、接着がはがｎたり、被接着物がずｎ
た９することなく艮好な結合状態を保つことができる。
突起（６ａ）をつくり、光弾性効果素子に穴（５ａ）
ｋつくジ両者が祭りに嵌合可能な形状にして結合−ｒる
。このような構造にすると、極めて大きな７Ｊ１１速度
の振動に対しても、接着がはがｎたり、被接着物がずｎ
た９することなく艮好な結合状態を保つことができる。
光弾性効果素子（５）に突起、おもり（６１に穴を設け
ても同様な効果を生ずる。
ても同様な効果を生ずる。
なお、光弾性効果素子（５）、おもり（６１、偏光子（
４）、検光子（７）・ 】／４波長板（８）およびンン
ズ＋３１ （９） ｆエポキシ樹脂などの樹脂でモール
ド化することによって、悪環境でも使用できるように密
封ソｔ・造にすることができろ。
４）、検光子（７）・ 】／４波長板（８）およびンン
ズ＋３１ （９） ｆエポキシ樹脂などの樹脂でモール
ド化することによって、悪環境でも使用できるように密
封ソｔ・造にすることができろ。
壇上のようにこの発明によｎば、光弾性係数の絶対１１
頁がＩ Ｘ １０ ” ｃＪＩ／ ｄｙｎｅ Ｄ）上で
、かつ０〜８０Ｃにおける１ ００ ｍｌの水に対する
溶解度５を未満の物質で光弾性効果素子′８ｒ−構成す
ることによって、長時間にわたって安定した精度で加速
度をｆｔ１ｌ定することができる。
頁がＩ Ｘ １０ ” ｃＪＩ／ ｄｙｎｅ Ｄ）上で
、かつ０〜８０Ｃにおける１ ００ ｍｌの水に対する
溶解度５を未満の物質で光弾性効果素子′８ｒ−構成す
ることによって、長時間にわたって安定した精度で加速
度をｆｔ１ｌ定することができる。
第１図はこの発明の一実施例の正面図、第２図はこの発
明の他の実施例の要部の正面図である。 図中、（４）は（社）光子、（５）は光弾性効果素子、
（６）はおもり、（７）は検光子、 （＋ｇ＋は？＆測
定体である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分全示す。 代理人 大暑増雄 第１図 ／１ 第２図 ０
明の他の実施例の要部の正面図である。 図中、（４）は（社）光子、（５）は光弾性効果素子、
（６）はおもり、（７）は検光子、 （＋ｇ＋は？＆測
定体である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分全示す。 代理人 大暑増雄 第１図 ／１ 第２図 ０
Claims (1)
- （１） お１所載置した状態でｔル測定体じ装清さｆ
′した光弾性効果素子の光軸方向に偏光子で変換された
直線偏光全入力して上記光弾性効果素子の出力を検光子
を介して検出するものにおいて、光弾性係数の絶対鏡が
ｌｘ １０ ＣＪ／ｄｙｎｅ以上で、かつθ〜８０Ｃ
における１００＋＋＋ｌの水に対する溶解度５２未満の
物質で上記光弾性効果素子を構成したことを特徴とする
加速度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9714683A JPS59220652A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 加速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9714683A JPS59220652A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 加速度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220652A true JPS59220652A (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14184428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9714683A Pending JPS59220652A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 加速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2733057A1 (fr) * | 1995-04-14 | 1996-10-18 | Gec Alsthom T D Balteau | Accelerometre |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP9714683A patent/JPS59220652A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2733057A1 (fr) * | 1995-04-14 | 1996-10-18 | Gec Alsthom T D Balteau | Accelerometre |
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