JP2547234B2 - 変位量検出器 - Google Patents
変位量検出器Info
- Publication number
- JP2547234B2 JP2547234B2 JP6684088A JP6684088A JP2547234B2 JP 2547234 B2 JP2547234 B2 JP 2547234B2 JP 6684088 A JP6684088 A JP 6684088A JP 6684088 A JP6684088 A JP 6684088A JP 2547234 B2 JP2547234 B2 JP 2547234B2
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- Japan
- Prior art keywords
- light
- side optical
- optical fiber
- input side
- output
- Prior art date
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被測定物の移動変位量を光を用いて測定する
ようにした変位量検出器に関するものである。
ようにした変位量検出器に関するものである。
（従来技術） 被測定物の移動変位量を測定する方法には従来から各
種あり、その一つとして第６図のような方法がある。こ
れは一次コイルａと、逆方向に接続された二つの二次コ
イルb1、b2と、一次コイルａと二次コイルb1、b2との間
に配置された可動鉄片ｃとから構成される作動変圧器を
用いたものである。これは一次コイルａに交流電源ｄか
ら電源を流しておき、被測定物ｅの移動によりそれらに
連結されている鉄片ｃが移動すると、その移動量に応じ
て二次コイルb1、b2に誘導される電圧の大きさが変化
し、その電圧差を取り出して被測定物ｄの移動量を作動
変圧器の起動力の変化として検出するようにしたもので
ある。なお第６図のｆは作動変圧器の起動力が表示され
る電圧計である。
種あり、その一つとして第６図のような方法がある。こ
れは一次コイルａと、逆方向に接続された二つの二次コ
イルb1、b2と、一次コイルａと二次コイルb1、b2との間
に配置された可動鉄片ｃとから構成される作動変圧器を
用いたものである。これは一次コイルａに交流電源ｄか
ら電源を流しておき、被測定物ｅの移動によりそれらに
連結されている鉄片ｃが移動すると、その移動量に応じ
て二次コイルb1、b2に誘導される電圧の大きさが変化
し、その電圧差を取り出して被測定物ｄの移動量を作動
変圧器の起動力の変化として検出するようにしたもので
ある。なお第６図のｆは作動変圧器の起動力が表示され
る電圧計である。
しかし第６図の測定方法は電気を使用するため強磁界
中や高電界中などの電気・磁気ノイズがある箇所では使
用できない。そこで従来は第７図、第８図のような光学
的測定方法が開発されている。これらはいずれも被測定
物ｅを遮蔽体ｃに連結し、対向す入力側光ファイバｉと
出力側光ファイバｊとの間に遮蔽体ｃを配置し、被測定
物ｅが移動するとその移動量に応じて遮蔽体ｃにより両
光ファイバｉ、ｊ間が遮蔽されるようにしたものであ
る。このうち第７図のものは一個の光源ｇと一個の光検
出器ｈとを用いて被測定物ｅの移動を光量変化として測
定するものであり、第８図のものは１個または複数の光
源ｇと多数の光検出器ｈとを用いて被測定物ｅの移動を
光検出器ｈの遮光数の変化として測定するものである。
中や高電界中などの電気・磁気ノイズがある箇所では使
用できない。そこで従来は第７図、第８図のような光学
的測定方法が開発されている。これらはいずれも被測定
物ｅを遮蔽体ｃに連結し、対向す入力側光ファイバｉと
出力側光ファイバｊとの間に遮蔽体ｃを配置し、被測定
物ｅが移動するとその移動量に応じて遮蔽体ｃにより両
光ファイバｉ、ｊ間が遮蔽されるようにしたものであ
る。このうち第７図のものは一個の光源ｇと一個の光検
出器ｈとを用いて被測定物ｅの移動を光量変化として測
定するものであり、第８図のものは１個または複数の光
源ｇと多数の光検出器ｈとを用いて被測定物ｅの移動を
光検出器ｈの遮光数の変化として測定するものである。
（従来技術の問題点） 従来技術のうち第７図の測定方法は被測定物ｅの移動
を光量変化として測定するものであるため、光源ｇの出
力変動（光量変動）や光検出器ｈの受光感度の変動など
の影響を受け、精度の良い測定が困難であった。
を光量変化として測定するものであるため、光源ｇの出
力変動（光量変動）や光検出器ｈの受光感度の変動など
の影響を受け、精度の良い測定が困難であった。
第８図の測定方法は精度の良い測定ができるが、多数
の光検出器ｈが必要となるため測定装置が複雑且つ大型
化し、またコスト高になるという問題があった。
の光検出器ｈが必要となるため測定装置が複雑且つ大型
化し、またコスト高になるという問題があった。
（発明の目的） 本発明の目的は従来技術の問題点を解決し、精度よく
且つ安価に被測定物の移動変位量を測定できる測定器を
提供することにある。
且つ安価に被測定物の移動変位量を測定できる測定器を
提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の変位量検出器は第１図のように、光源１から
の光パルスＡを伝送する二本以上の入力側光ファイバ２
と、各入力側光ファイバ２からの光パルスＡを個別に受
けて一個の光検出器３に伝送する二本以上の出力側光フ
ァイバ４とを所定間隔離して対向させ、両光ファイア２
と４の間に両者間の光結合を遮断する遮光体６を配置
し、同遮光体６は被測定物５の移動に応じて移動して入
力側光ファイバ２と出力側光ファイバ４の遮光本数を変
えるようにした変位量検出器において、前記二本以上の
入力側光ファイバ２の長さを、それらから出射される光
パルスＡが時間差をもったパルス列となるように異なら
せたことを特徴とするものである。
の光パルスＡを伝送する二本以上の入力側光ファイバ２
と、各入力側光ファイバ２からの光パルスＡを個別に受
けて一個の光検出器３に伝送する二本以上の出力側光フ
ァイバ４とを所定間隔離して対向させ、両光ファイア２
と４の間に両者間の光結合を遮断する遮光体６を配置
し、同遮光体６は被測定物５の移動に応じて移動して入
力側光ファイバ２と出力側光ファイバ４の遮光本数を変
えるようにした変位量検出器において、前記二本以上の
入力側光ファイバ２の長さを、それらから出射される光
パルスＡが時間差をもったパルス列となるように異なら
せたことを特徴とするものである。
前記の光源１は発光時間の比較的短いパルス光（例え
ば第２図のようなパルスＡ）を発光するものである。
ば第２図のようなパルスＡ）を発光するものである。
前記の入力側光ファイバは夫々長さが異なり、第１図
のように入力端11が光源１に接続され、中央部12が円筒
13に巻かれ、出力端14が上下に一列に配列されている。
この場合、短い入力側光ファイバ２の出力端14を下に、
長い入力側光ファイバ２の出力端14を上にして配列して
ある。
のように入力端11が光源１に接続され、中央部12が円筒
13に巻かれ、出力端14が上下に一列に配列されている。
この場合、短い入力側光ファイバ２の出力端14を下に、
長い入力側光ファイバ２の出力端14を上にして配列して
ある。
出力側光ファイバ４は、その受光端部15を所定間隔離
して入力側光ファイバの出力端14に対向させ、出光端部
16を光検出器３に接続してある。
して入力側光ファイバの出力端14に対向させ、出光端部
16を光検出器３に接続してある。
遮光体６は入力側光ファイバ２と出力側光ファイバ４
との間に配置されており、しかも被測定物５に連結され
て、被測定物５が矢印方向に移動するとその移動に追随
して同方向に移動するようにしてある。
との間に配置されており、しかも被測定物５に連結され
て、被測定物５が矢印方向に移動するとその移動に追随
して同方向に移動するようにしてある。
なお、第１図では光源１からの光を入力側光ファイバ
２に直接入光するようにしてあるが、光源１と同光ファ
イバ２との間に一本の光ファイバを介在させることも可
能である。更に同様に光検出器３と出力側光ファイバ４
との間に一本の光ファイバを介在させることも可能であ
る。このようにすれば変位量検出部（両光ファイバ２、
４及び遮光体６の部分）と、光源１と、電気的光検出部
分（電気部分）３とを分離して設置できるので、電気障
害による悪影響を受けにくくなる。
２に直接入光するようにしてあるが、光源１と同光ファ
イバ２との間に一本の光ファイバを介在させることも可
能である。更に同様に光検出器３と出力側光ファイバ４
との間に一本の光ファイバを介在させることも可能であ
る。このようにすれば変位量検出部（両光ファイバ２、
４及び遮光体６の部分）と、光源１と、電気的光検出部
分（電気部分）３とを分離して設置できるので、電気障
害による悪影響を受けにくくなる。
また、第１図のものは直線的に移動する被測定物５の
移動量を測定するものであるが、回転変動する被測定物
５の移動量（回転角）を測定できるようにしてもよい。
この場合は入力側光ファイバと出力側光ファイバとを、
回転する被測定物の回転軸の円周上に配置し、遮蔽体を
同回転軸に取付ける。このようにすれば、被測定物が回
転すると遮蔽体も回転し、それにより遮光される両光フ
ァイバの本数が変るので、遮光体の回転角度（被測定物
の回転角度）を検知することができる。すなわち、ロー
タリエンコーダとすることができる。
移動量を測定するものであるが、回転変動する被測定物
５の移動量（回転角）を測定できるようにしてもよい。
この場合は入力側光ファイバと出力側光ファイバとを、
回転する被測定物の回転軸の円周上に配置し、遮蔽体を
同回転軸に取付ける。このようにすれば、被測定物が回
転すると遮蔽体も回転し、それにより遮光される両光フ
ァイバの本数が変るので、遮光体の回転角度（被測定物
の回転角度）を検知することができる。すなわち、ロー
タリエンコーダとすることができる。
（作用） 第１図の変位量検出器において、１個の光源１から発
光時間の比較的短い光パルス（第２図Ａ）を発光させ、
その光パルスを長さの異なる二本以上（第１図では９
本）の入力側光ファイバ２に入力すると、同光パルスＡ
は夫々の光ファイバ２の光路長の違いによる遅延効果に
より遅延されて出力され、第３図のように９個の光パル
スが一列に整列された光パルス列となる この光パルス列は遮光体６が入力側光ファイアバ２と
出力側光ファイバ４との間から完全に外れているときは
そのまま出力側光ファイバ４により光検出器３に伝送さ
れ、同光検出器３にそのままの光パルス列として検出さ
れる。
光時間の比較的短い光パルス（第２図Ａ）を発光させ、
その光パルスを長さの異なる二本以上（第１図では９
本）の入力側光ファイバ２に入力すると、同光パルスＡ
は夫々の光ファイバ２の光路長の違いによる遅延効果に
より遅延されて出力され、第３図のように９個の光パル
スが一列に整列された光パルス列となる この光パルス列は遮光体６が入力側光ファイアバ２と
出力側光ファイバ４との間から完全に外れているときは
そのまま出力側光ファイバ４により光検出器３に伝送さ
れ、同光検出器３にそのままの光パルス列として検出さ
れる。
次に被測定物５が第１図の上方に移動して、遮蔽体６
が入力側ファイバ２と出力側ファイバ４のうち下方の５
本の通光を遮断すると、遮断されない上方の４本のファ
イバ間でのみ通光し、この４本の出力側ファイバ４から
光検出器３に入力される光パルスだけが第４図のように
時間差をもったパルス列となる。つまり被測定物５の移
動量がパルス数の変化に変換されて検出される。
が入力側ファイバ２と出力側ファイバ４のうち下方の５
本の通光を遮断すると、遮断されない上方の４本のファ
イバ間でのみ通光し、この４本の出力側ファイバ４から
光検出器３に入力される光パルスだけが第４図のように
時間差をもったパルス列となる。つまり被測定物５の移
動量がパルス数の変化に変換されて検出される。
（実施例） 第１図は本発明の変位量検出器の一実施例である。こ
れは光源１に光波長1.3μｍのレーザーダイオードを用
い、電気変調によりパルス幅３×10-8sec、パルス間隔
１×10-6secのパルスＡを発生できるようにしてある。
れは光源１に光波長1.3μｍのレーザーダイオードを用
い、電気変調によりパルス幅３×10-8sec、パルス間隔
１×10-6secのパルスＡを発生できるようにしてある。
入力側光ファイバ２にはコア径50μｍ、クラッド径12
5μｍ、被覆径400μｍのGI型光ファイバを20本使用し、
それらを5mから10mおきに５、15、25・・・185、195mの
長さとし、それを直径200mmφのプラスチック製丸棒13
に巻付け、夫々の入力端11を光源１のレーザーダイオー
ドに接続し、出力端14を0.5mm間隔で配列した。このと
き短かい入力側光ファイバの出力端を下にし、長い入力
側光ファイバの出力端を上にして順次配列した。
5μｍ、被覆径400μｍのGI型光ファイバを20本使用し、
それらを5mから10mおきに５、15、25・・・185、195mの
長さとし、それを直径200mmφのプラスチック製丸棒13
に巻付け、夫々の入力端11を光源１のレーザーダイオー
ドに接続し、出力端14を0.5mm間隔で配列した。このと
き短かい入力側光ファイバの出力端を下にし、長い入力
側光ファイバの出力端を上にして順次配列した。
出力側光ファイバ４には入力側光ファイバ２と同様の
GI型光ファイバを20本用意し、その長さはいずれも5mと
し、その受光端部15を入力側光ファイバ２の出力端14と
所定間隔離して対向させ、出光端部16を光検出器３のフ
ォトダイオードに接続し、その出力を演算装置17を導い
てある。
GI型光ファイバを20本用意し、その長さはいずれも5mと
し、その受光端部15を入力側光ファイバ２の出力端14と
所定間隔離して対向させ、出光端部16を光検出器３のフ
ォトダイオードに接続し、その出力を演算装置17を導い
てある。
第１図において被測定物５を移動したところ、その変
化量は演算装置17により20桁の２進数の変化として得ら
れた。被測定物５の移動量と演算装置17により得られた
２進数を10進数に変換した結果との関係を第５図に示
す。これより被測定物５の移動量が測定されたことがわ
かる。
化量は演算装置17により20桁の２進数の変化として得ら
れた。被測定物５の移動量と演算装置17により得られた
２進数を10進数に変換した結果との関係を第５図に示
す。これより被測定物５の移動量が測定されたことがわ
かる。
（発明の効果） 本発明の変位量検出器は長さの異なる二本以上の入力
側光ファイバ２を遅延回路として用いるので次のような
効果がある。
側光ファイバ２を遅延回路として用いるので次のような
効果がある。
（１）一組の光源１と光検出器４とにより精度の高い移
動変位量測定が可能となる。
動変位量測定が可能となる。
（２）光ファイバ２、４の本数は多くとも、光源１と光
検出器４は一個づつでよいため、構成が簡潔となり、コ
ストの安価な変位量検出器を提供することができる。
検出器４は一個づつでよいため、構成が簡潔となり、コ
ストの安価な変位量検出器を提供することができる。
第１図は本発明の変位量検出器の一実施例を示す説明
図、第２図は同変位量検出器の光源から発生される光パ
ルスの一例を示す説明図、第３図は遮光体により遮光さ
れない場合のパルス列の説明図、第４図は下５本の入力
側光ファイバと出力側光ファイバとが遮光体により遮断
された状態のパルス列の説明図、第５図は演算装置の出
力と被測定物の移動量との関係を示す説明図、第６図〜
第８図は従来の変位量検出装置の異なる例の説明図であ
る。 Ａは光パルス １は光源 ２は入力側光ファイバ ３は光検出器 ４は出力側光ファイバ ５は被測定物 ６は遮光体
図、第２図は同変位量検出器の光源から発生される光パ
ルスの一例を示す説明図、第３図は遮光体により遮光さ
れない場合のパルス列の説明図、第４図は下５本の入力
側光ファイバと出力側光ファイバとが遮光体により遮断
された状態のパルス列の説明図、第５図は演算装置の出
力と被測定物の移動量との関係を示す説明図、第６図〜
第８図は従来の変位量検出装置の異なる例の説明図であ
る。 Ａは光パルス １は光源 ２は入力側光ファイバ ３は光検出器 ４は出力側光ファイバ ５は被測定物 ６は遮光体
Claims (1)
- 【請求項１】光源１からの光パルスＡを伝送する二本以
上の入力側光ファイバ２と、各入力側光ファイバ２から
の光パルスＡを個別に受けて一個の光検出器３に伝送す
る二本以上の出力側光ファイバ４とを所定間隔離して対
向させ、両光ファイアバ２と４の間に両者間の光結合を
遮断する遮光体６を配置し、同遮光体６は被測定物５の
移動に応じて移動して入力側光ファイバ２と出力側光フ
ァイバ４の遮光本数を変えるようにした変位量検出器に
おいて、前記二本以上の入力側光ファイバ２の長さを、
それらから出射される光パルスＡが時間差をもったパル
ス列となるように異ならせたことを特徴とする変位量検
出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6684088A JP2547234B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 変位量検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6684088A JP2547234B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 変位量検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239419A JPH01239419A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2547234B2 true JP2547234B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=13327449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6684088A Expired - Lifetime JP2547234B2 (ja) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | 変位量検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547234B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101044530B (zh) * | 2004-07-02 | 2010-05-05 | 古河电气工业株式会社 | 光供电型传感*** |
-
1988
- 1988-03-19 JP JP6684088A patent/JP2547234B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239419A (ja) | 1989-09-25 |
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