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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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- side optical
- optical fiber
- input side
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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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