JPS58216963A - 光電圧計 - Google Patents
光電圧計Info
- Publication number
- JPS58216963A JPS58216963A JP57099818A JP9981882A JPS58216963A JP S58216963 A JPS58216963 A JP S58216963A JP 57099818 A JP57099818 A JP 57099818A JP 9981882 A JP9981882 A JP 9981882A JP S58216963 A JPS58216963 A JP S58216963A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- effect element
- pockels effect
- voltage
- measured
- electrodes
- 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.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/241—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption
- G01R15/242—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption based on the Pockels effect, i.e. linear electro-optic effect
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/0327—Operation of the cell; Circuit arrangements
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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】
本発明は、ポッケルス効果素子を用いた光電圧計に係り
、特に直流から高周波までの広帯域にわたる高電圧を測
定するのに好適な光電圧唱に関するものである。
、特に直流から高周波までの広帯域にわたる高電圧を測
定するのに好適な光電圧唱に関するものである。
ポッケルス効果素子を用いて構成される光電圧計の原理
図を第１図に示す。第１図において、１０はポッケルス
効果素子、１１．１２はポッケルス効果素子１０を介し
て互に対向して配置された電極、２１゜２２は被測定の
直流高電圧Ｅｘが印加される端子で、端子２２は電極１
２と共に接地されている。３１は固定電極で、測定端子
２１に接続されている。被測定高電圧Ｅｘを端子２１．
２２間に印加すると、その高電圧Ｅｘにより電極３１と
１１間には空気コンデンサが形成される。第２図は第１
図の等価回路であるが、第２図において記号３０はその
空気コンデンサを示すものである。被測定電圧Ｅｘはこ
の空気コンデンサ３０によって分圧され、その分圧電圧
に対応して電極２１．２２間に生じる電界がポッケルス
効果素子１０に垂直に印加される。第５図は第１図の機
構に用いられる光変調回路で、４１けそのレーザ光源、
４２は検光子、４３は１／４人板、４４は検光子、４５
は受光器、４６は指示計である。１／４人板４３と検光
子４４との間に第１図で示したポッケルス効果素子１０
が配置されている。
図を第１図に示す。第１図において、１０はポッケルス
効果素子、１１．１２はポッケルス効果素子１０を介し
て互に対向して配置された電極、２１゜２２は被測定の
直流高電圧Ｅｘが印加される端子で、端子２２は電極１
２と共に接地されている。３１は固定電極で、測定端子
２１に接続されている。被測定高電圧Ｅｘを端子２１．
２２間に印加すると、その高電圧Ｅｘにより電極３１と
１１間には空気コンデンサが形成される。第２図は第１
図の等価回路であるが、第２図において記号３０はその
空気コンデンサを示すものである。被測定電圧Ｅｘはこ
の空気コンデンサ３０によって分圧され、その分圧電圧
に対応して電極２１．２２間に生じる電界がポッケルス
効果素子１０に垂直に印加される。第５図は第１図の機
構に用いられる光変調回路で、４１けそのレーザ光源、
４２は検光子、４３は１／４人板、４４は検光子、４５
は受光器、４６は指示計である。１／４人板４３と検光
子４４との間に第１図で示したポッケルス効果素子１０
が配置されている。
このような構成の光電圧計の動作を簡単に説明すれば次
の如くなる。被測定電圧Ｅｘけ空気コンデンサ３０で分
圧されて電極３１．３２の間に印加される。
の如くなる。被測定電圧Ｅｘけ空気コンデンサ３０で分
圧されて電極３１．３２の間に印加される。
一方、レーザ光源４１からの光は検光子４２を通過する
ことにより直線偏光となり、さらに１／４人板４３を通
って円偏光となり、ポッケルス効果素子１０に投入され
る。ポッケルス効果素子１０には空気コンデンサ３０に
よって分圧された被測定電圧Ｅｘに対応した電界が印加
されており、この素子を通過する光はこれに印加される
電界の強さおよび素子１０の４４に送り込まれる。検光
子４４を通過した光の強さは被測定電圧Ｅｘに対応して
変化する。光検出器４５によりこの通過光の強さは電気
信号に変換され、した元高電圧計は理論的には直流から
高周波に至る電圧の測定が可能であるが、直流電圧測定
の場（３） 合に実際上問題が生じる。すなわち、被測定端子２１−
、２２に印加した被測定の高電圧Ｅｘが直流の場合の第
１図の等価回路は前記した如く第２図で示される。第２
図において、３０は空気コンデンサ、１３はポッケルス
効果素子１０の容量、１４はポッケルス効果素子１０の
リーケージ抵抗を示すものである。このような等価回路
で示される第１図の装置においては、空気コンデンサ３
０は絶縁抵抗が高いが、高電圧を測定する目的のために
ポッケルス効果素子１０のリーケージ抵抗１４で被測定
電圧Ｅｘの一部が消失し、その結果測定に誤差が生じる
からである。
ことにより直線偏光となり、さらに１／４人板４３を通
って円偏光となり、ポッケルス効果素子１０に投入され
る。ポッケルス効果素子１０には空気コンデンサ３０に
よって分圧された被測定電圧Ｅｘに対応した電界が印加
されており、この素子を通過する光はこれに印加される
電界の強さおよび素子１０の４４に送り込まれる。検光
子４４を通過した光の強さは被測定電圧Ｅｘに対応して
変化する。光検出器４５によりこの通過光の強さは電気
信号に変換され、した元高電圧計は理論的には直流から
高周波に至る電圧の測定が可能であるが、直流電圧測定
の場（３） 合に実際上問題が生じる。すなわち、被測定端子２１−
、２２に印加した被測定の高電圧Ｅｘが直流の場合の第
１図の等価回路は前記した如く第２図で示される。第２
図において、３０は空気コンデンサ、１３はポッケルス
効果素子１０の容量、１４はポッケルス効果素子１０の
リーケージ抵抗を示すものである。このような等価回路
で示される第１図の装置においては、空気コンデンサ３
０は絶縁抵抗が高いが、高電圧を測定する目的のために
ポッケルス効果素子１０のリーケージ抵抗１４で被測定
電圧Ｅｘの一部が消失し、その結果測定に誤差が生じる
からである。
本発明はこの点を改善して直流から高周波まで広帯域に
わたって高精度で高電圧測定ができるようにしたもので
、その実施例を第４図に示す。第４図において、第１図
と同一素子は第１図と同一符号を付してその再説明は省
略する。第４図において、３１は分圧コンデンサ用電極
、５１と５２はポッケルス素子１０の同一面上に固着さ
れた同じ大きさの一対のガード電極、８１．６２は交互
に切換えられるスイッチで、スイッチ６１は電極５１と
接地間を、（Ａ 為 スイッチ６２は電極５２と接地間をそれぞれ接続する。
わたって高精度で高電圧測定ができるようにしたもので
、その実施例を第４図に示す。第４図において、第１図
と同一素子は第１図と同一符号を付してその再説明は省
略する。第４図において、３１は分圧コンデンサ用電極
、５１と５２はポッケルス素子１０の同一面上に固着さ
れた同じ大きさの一対のガード電極、８１．６２は交互
に切換えられるスイッチで、スイッチ６１は電極５１と
接地間を、（Ａ 為 スイッチ６２は電極５２と接地間をそれぞれ接続する。
なお、第４図に用いられる光偏調回路は第３図のものと
同一回路構成のものが用いられ、また第４図装置の等価
回路は第２図と同一回路で示される。
同一回路構成のものが用いられ、また第４図装置の等価
回路は第２図と同一回路で示される。
このような構成の本発明の装置においては、既に述ぺた
如く、ポッケルス効果素子１０の中を通る光は被測定電
圧ＥｘＫ対応した電界強度と素子１０の中を通る光の進
行路長に比例して変調される。ここて、スイッチ６：Ｌ
、 ６２を交互に駆動して電極５１゜５２を交互に接地
電位とすることにより、ポッケルス効果素子１０に作用
する電気力線は第５図に示す如く交互に切換えられる。
如く、ポッケルス効果素子１０の中を通る光は被測定電
圧ＥｘＫ対応した電界強度と素子１０の中を通る光の進
行路長に比例して変調される。ここて、スイッチ６：Ｌ
、 ６２を交互に駆動して電極５１゜５２を交互に接地
電位とすることにより、ポッケルス効果素子１０に作用
する電気力線は第５図に示す如く交互に切換えられる。
この切換速度がｊωＣ＞＞。
但Ｌ、Ｒ・・・ポッケルス素子１０のリーケージ抵抗の
値。
値。
Ｃ・・・ポッケルス効果素子１０のキャパシタンス。
ω・・・スイッチ６１．６２の切換角速度となるように
スイッチ６１．６２の切換速度を選定す（４〕 抵抗１４の影響は無くなり、被測定電圧源からみたイン
ピーダンスは交流でも直流でも変化しないものとなる。
スイッチ６１．６２の切換速度を選定す（４〕 抵抗１４の影響は無くなり、被測定電圧源からみたイン
ピーダンスは交流でも直流でも変化しないものとなる。
すなわち、被測定電圧Ｅｘが直流であっても漏洩抵抗１
４に影響されることなくその値を測定することができる
。このようにして、本発明においては直流から高周波ま
で広範囲の被測定電圧Ｅｘを正確に測定することのでき
る光電圧計を得ることができる。
４に影響されることなくその値を測定することができる
。このようにして、本発明においては直流から高周波ま
で広範囲の被測定電圧Ｅｘを正確に測定することのでき
る光電圧計を得ることができる。
なお、上述した実施例では１つのポッケルス効果素子上
に２つの電極５１．５２を配置した場合を例示して説明
したが、第６図は２つのポッケルス効果素子１０と１０
１を直列に配置し、各ポッケルス効果素子１０．１０’
上に電極５１．５２をそれぞれ配置し、電極５１．５２
に接続されたスイッチ６１．６２を第（１）式で示した
如くの角速度で切換えるようにした本のぐいこのように
しても第４図と同一作用効果を有する光電圧計が得られ
る。なお、矢印は光の通過経路であるが、この第６図の
装置に用いられる光変調回路も第３図と同一回路が用い
られる。
に２つの電極５１．５２を配置した場合を例示して説明
したが、第６図は２つのポッケルス効果素子１０と１０
１を直列に配置し、各ポッケルス効果素子１０．１０’
上に電極５１．５２をそれぞれ配置し、電極５１．５２
に接続されたスイッチ６１．６２を第（１）式で示した
如くの角速度で切換えるようにした本のぐいこのように
しても第４図と同一作用効果を有する光電圧計が得られ
る。なお、矢印は光の通過経路であるが、この第６図の
装置に用いられる光変調回路も第３図と同一回路が用い
られる。
第７図は本発明装置の他の実施例の構成説明図で、零位
法によってポッケルス効果素子１０の感度変化に依存す
ることなく被測定電圧Ｅｘを測定できるようＫしたもの
である。第７図において、第１図と同一素子は第１図と
同一符号を付してその再説明は省略する。第７図におい
て、７０は増幅器、７１はポッケルス効果素子１０上に
配置された第３の電極である。増幅器７０の一方の入力
端子には光検出器４５の出力が与えられ、他方の入力端
子はコモンに接続されている。増幅器７０の出力端は第
３の電極７１に接続され、これにより帰還回路が構成さ
れている。
法によってポッケルス効果素子１０の感度変化に依存す
ることなく被測定電圧Ｅｘを測定できるようＫしたもの
である。第７図において、第１図と同一素子は第１図と
同一符号を付してその再説明は省略する。第７図におい
て、７０は増幅器、７１はポッケルス効果素子１０上に
配置された第３の電極である。増幅器７０の一方の入力
端子には光検出器４５の出力が与えられ、他方の入力端
子はコモンに接続されている。増幅器７０の出力端は第
３の電極７１に接続され、これにより帰還回路が構成さ
れている。
このような第７図の装置においてはスイッチ６１゜６２
を交互に切換えると第４図で説明した如く周波数特性が
改善される上に、増幅器７１の出力が帰還されて零位法
に構成されている為にポッケルス効果素子１０の感度変
化に依存しない装置を得ることができる。
を交互に切換えると第４図で説明した如く周波数特性が
改善される上に、増幅器７１の出力が帰還されて零位法
に構成されている為にポッケルス効果素子１０の感度変
化に依存しない装置を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば直流から高周波ま
で広い周波数帯域の高電圧を高精度で測定することので
きる光電圧計を得ることができる。
で広い周波数帯域の高電圧を高精度で測定することので
きる光電圧計を得ることができる。
第１図は光電圧計の原理構成図、第２図は第１図の等何
回路、第３図は光変調回路、第４図は本発明の光電圧耐
の一実施例の構成図、第５図は第４図の動作波形図、第
６図および第７図は本発明の他の実施例の構成図である
。 １０・・・ポッケルス効果素子、５１．５２・・・電極
、６１゜６２・・・切換スイッチ。 （ｌ） 第１１阿 盾Ｚｌ利 ／θ ／２ （８） 第Ａ帽 第 ７ 呵
回路、第３図は光変調回路、第４図は本発明の光電圧耐
の一実施例の構成図、第５図は第４図の動作波形図、第
６図および第７図は本発明の他の実施例の構成図である
。 １０・・・ポッケルス効果素子、５１．５２・・・電極
、６１゜６２・・・切換スイッチ。 （ｌ） 第１１阿 盾Ｚｌ利 ／θ ／２ （８） 第Ａ帽 第 ７ 呵
Claims (1)
- ポッケルス効果素子の同一平面上に配置された一対の電
極と、この一対の電極を交互に接地電位に切換えるスイ
ッチと、前記一対の電極を介して前記ポッケルス効果素
子に被測定電圧に応じた電界を垂直に印加する手段と、
前記ポッケルス効果素子を透過する光を前記電界強度に
応じて変調する光変調回路とを具備し、前記ポッケルス
効果素子のリーケージ抵抗Ｒとポッケルス効果素子のキ
ャパスタンスＣと前記スイッチの切換角速度ωとをｊω
ｃ ＞−Ｌの関係に選定してなる光電圧計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57099818A JPS58216963A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 光電圧計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57099818A JPS58216963A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 光電圧計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216963A true JPS58216963A (ja) | 1983-12-16 |
Family
ID=14257415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57099818A Pending JPS58216963A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 光電圧計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58216963A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989012831A1 (en) * | 1988-06-22 | 1989-12-28 | Anritsu Corporation | Electrooptical effect element and device for measuring electric signal waveforms using said element |
| JP2018091782A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 三菱電機株式会社 | 電圧測定装置および電圧測定方法 |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP57099818A patent/JPS58216963A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989012831A1 (en) * | 1988-06-22 | 1989-12-28 | Anritsu Corporation | Electrooptical effect element and device for measuring electric signal waveforms using said element |
| US5012183A (en) * | 1988-06-22 | 1991-04-30 | Anritsu Corporation | Electrooptic effect element and electrical signal waveform measuring apparatus using the same |
| JP2018091782A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 三菱電機株式会社 | 電圧測定装置および電圧測定方法 |
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