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JP2002372472A - Apparatus and method for detection of physical quantity using optical fiber - Google Patents

Apparatus and method for detection of physical quantity using optical fiber

Info

Publication number
JP2002372472A
JP2002372472A JP2001178938A JP2001178938A JP2002372472A JP 2002372472 A JP2002372472 A JP 2002372472A JP 2001178938 A JP2001178938 A JP 2001178938A JP 2001178938 A JP2001178938 A JP 2001178938A JP 2002372472 A JP2002372472 A JP 2002372472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical fiber
signal
physical quantity
emitting element
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
Application number
JP2001178938A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Hirose
浩二 廣瀬
Hisako Sumiya
久子 角谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Electronic Instruments Co Ltd filed Critical Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority to JP2001178938A priority Critical patent/JP2002372472A/en
Publication of JP2002372472A publication Critical patent/JP2002372472A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical-quantity detection apparatus by which a physical quantity can be measured with high accuracy by compensating the influence of the temperature of a physical-quantity detection sensor. SOLUTION: Emitted light by a light emitting element 2 whose temperature is controlled doubly by a light emitting element module 1 and a temperature holding fixture 8 is branched, by a first optical fiber coupler 13, into an optical fiber 12 for signal light and an optical fiber 16 for reference light, a signal light part 15a in the physical-quantity detection sensor 15 is irradiated with the emitted light guided to the optical fiber 12, and its reflected light is converted into a measuring signal by a photodetector 17 for signal detection via the optical fiber 12 and the coupler 13. A reference light part 15b in the sensor 15 is irradiated via a second optical fiber coupler 19 with the emitted light branched into the optical fiber 16, and its reflected light is converted into a reference signal via the coupler 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
た物理量センサからの光信号を物理量に対応する信号に
変換する際の温度による影響である零点の変化、感度の
変化を補償し、高精度な物理量を計測可能とした光ファ
イバを用いた物理量検出装置および物理量検出方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention compensates for a change in zero point and a change in sensitivity, which are the effects of temperature, when converting an optical signal from a physical quantity sensor using an optical fiber into a signal corresponding to a physical quantity. The present invention relates to a physical quantity detection device and a physical quantity detection method using an optical fiber that can accurately measure a physical quantity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の温度補償機能を有する光
ファイバ圧力センサにおいて、圧力により変形するダイ
アフラム部に圧力に応じた信号光を得るための信号光部
と、参照信号を得るための参照光部とをダイアフラムに
設け、このダイアフラムの信号光部に対向して間隙を隔
てて信号光用光ファイバを配置し、信号光用光ファイバ
を通して信号光を信号光部に照射するとともに、参照光
部に参照光用光ファイバを通して参照光を照射するよう
にしたものが知られている。このような光ファイバ圧力
センサにおいて、ダイアフラムに加わる圧力に応じて信
号光部が変位し、その変位量に応じて信号光部と信号光
用光ファイバとの間隙が変化すると、その変化量に応じ
て信号光用光ファイバの出射端から信号光部に照射され
た信号光が信号光部で反射して信号光用光ファイバに入
射される信号光の強度が変化する。この信号光を信号光
検出器により電気信号に変換して計測信号を得ている。
2. Description of the Related Art In a conventional optical fiber pressure sensor having such a temperature compensating function, a signal light section for obtaining a signal light corresponding to a pressure on a diaphragm section deformed by pressure, and a reference for obtaining a reference signal. An optical section is provided on the diaphragm, and an optical fiber for signal light is disposed with a gap in opposition to the signal optical section of the diaphragm. There is known a device that irradiates a reference beam through a reference beam optical fiber. In such an optical fiber pressure sensor, when the signal light portion is displaced in accordance with the pressure applied to the diaphragm and the gap between the signal light portion and the signal light optical fiber is changed in accordance with the amount of displacement, the signal light portion is changed in accordance with the change amount. Thus, the signal light radiated from the emission end of the signal light optical fiber to the signal light portion is reflected by the signal light portion, and the intensity of the signal light incident on the signal light optical fiber changes. This signal light is converted into an electric signal by a signal light detector to obtain a measurement signal.

【0003】また、参照光部と参照光用光ファイバとの
間隙は、温度には依存するものの、圧力に無関係に一定
に保たれる。参照光用光ファイバを通して参照光部に参
照光を照射し、その反射光を参照光用光ファイバで受波
して、参照光を参照信号検出器で電気信号に変換して参
照信号を得ている。このようにして得られた計測信号と
参照信号をもとに、温度影響を極力なくした計測信号を
得るものである。従来の光ファイバを用いた圧力センサ
の温度補正機構についての具体例としては、例えば、特
開平8−62080号公報により開示されている「光フ
ァイバ圧力センサシステムの温度補償方法」を挙げるこ
とができる。
The gap between the reference light section and the reference light optical fiber is kept constant irrespective of the pressure, although it depends on the temperature. The reference beam is irradiated with the reference beam through the reference beam optical fiber, the reflected beam is received by the reference beam optical fiber, and the reference beam is converted into an electric signal by the reference signal detector to obtain the reference signal. I have. Based on the measurement signal and the reference signal obtained in this way, a measurement signal in which the influence of temperature is minimized is obtained. As a specific example of the conventional temperature correction mechanism of a pressure sensor using an optical fiber, for example, there is a "method of temperature compensation of an optical fiber pressure sensor system" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62080. .

【0004】上記特開平8−62080号公報に記載さ
れたダイアフラム反射型光ファイバ圧力センサの場合、
圧力測定用光ファイバと、この圧力測定用光ファイバか
ら照射された光を反射して圧力測定用光ファイバに受光
させる受圧ダイアフラムと、圧力測定用光ファイバと並
列状に設けられた温度補正用光ファイバと、この温度補
正用光ファイバから照射された光を反射して温度補正用
光ファイバに受光させる反射面体とを有し、該反射面体
が受圧ダイアフラムに対応した位置にして、被測定気体
圧力の影響を受けない箇所に設けられ、しかも前記温度
補正用光ファイバの出射端から該反射面体の反射面まで
の距離が前記圧力測定用光ファイバの出射端から受圧ダ
イアフラムの変形していないときの内側面までの距離に
等しくなっており、前記温度補正用光ファイバは、被測
定流体の圧力の影響を全く受けることがなく、かつ圧力
測定用ファイバ、温度補正用光ファイバは熱膨張につい
ては全く同一の条件の影響を受けるため、熱膨張による
圧力測定用光ファイバの光路長変化分は、単に温度補正
用光ファイバ自体の光路長変化分に対応した光強度信号
の変化分を差し引くことにより、温度の影響による誤差
を除去するという構成および方法を採っている。
In the case of the diaphragm reflection type optical fiber pressure sensor described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62080,
A pressure-measuring optical fiber, a pressure-receiving diaphragm for reflecting light emitted from the pressure-measuring optical fiber and receiving the light by the pressure-measuring optical fiber, and a temperature correcting light provided in parallel with the pressure-measuring optical fiber. A fiber, and a reflecting surface member for reflecting light emitted from the temperature correcting optical fiber and receiving the light on the temperature correcting optical fiber. The reflecting surface member is positioned at a position corresponding to the pressure receiving diaphragm, and the pressure of the gas to be measured is set. When the pressure-receiving diaphragm is not deformed from the emission end of the pressure-measuring optical fiber from the emission end of the temperature-measuring optical fiber to the reflecting surface of the reflecting surface body. It is equal to the distance to the inner surface, the temperature compensating optical fiber is completely unaffected by the pressure of the fluid to be measured, and the pressure measuring fiber, Since the optical fiber for temperature correction is affected by exactly the same condition with respect to thermal expansion, the change in the optical path length of the optical fiber for pressure measurement due to thermal expansion simply corresponds to the change in the optical path length of the optical fiber for temperature correction itself. A configuration and a method of removing an error due to the influence of temperature by subtracting a change in the light intensity signal are employed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平8−62080号公報に記載された方法で除去でき
る温度補正は、圧力が負荷されていない零点の温度影響
であり、ダイアフラムの材質の温度によるヤング率変化
に伴う圧力感度の温度影響を補正することができない。
また、光源の温度を一定にコントロールし、光ファイバ
へ入射させる光強度を一定にコントロールするもの、所
謂オートパワーコントロール機能を内蔵したものはあっ
たが、光源の入射部だけでなく、受光部および関連光学
部品の温度を一定にコントロールするものもなかった。
さらに、圧力センサ計測システムとしてトータルで温度
補償を行い得るものはなかった。したがって、上記公報
に記載のものにあっては、圧力センサ計測システムのト
ータルとしての温度影響、即ち、零点の変化、感度の変
化を補償できず、高精度に圧力の測定を行うことができ
ないという問題があった。
However, the temperature correction that can be removed by the method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62080 is the temperature effect of the zero point where no pressure is applied, and depends on the temperature of the material of the diaphragm. It is not possible to compensate for the temperature effect of pressure sensitivity due to the change in Young's modulus.
In addition, there is a type in which the temperature of the light source is controlled to be constant and a light intensity to be incident on the optical fiber is controlled to be constant, that is, a type having a built-in auto power control function. There was nothing to control the temperature of the related optical components constantly.
Further, there was no pressure sensor measurement system capable of performing temperature compensation in total. Therefore, in the system described in the above publication, the temperature effect as a whole of the pressure sensor measurement system, that is, the change of the zero point and the change of the sensitivity cannot be compensated, and the pressure cannot be measured with high accuracy. There was a problem.

【0006】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、物理量検出センサのトータルとしての零点の変
化、感度の変化などの温度影響を補償し、高精度な物理
量計測を可能とする光ファイバを用いた物理量検出装置
および物理量検出方法を提供することを目的としてい
る。本発明の請求項1の目的は、特に、光学部品の温度
を一定に保持するように温度制御を可能とし、それによ
り光源としての発光素子の出力の安定化と、物理量検出
センサへの入射光量の安定化を図り、さらに、光学部品
の温度影響を除去して検出感度の一定化を図り、加えて
物理量検出センサのトータルとしての零点の変化、感度
変化等の温度影響を補償し、高精度な物理量計測を実現
し得る光ファイバを用いた物理量検出装置を提供するこ
とにある。本発明の請求項2の目的は、上記請求項1の
目的に加えて、より高精度な物理量計測を実現し得る光
ファイバを用いた物理量検出装置を提供することにあ
る。本発明の請求項3の目的は、特に、発光素子のモジ
ュールの温度が一定に保持でき、安定した発光が可能と
なる光ファイバを用いた物理量検出装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and compensates for temperature effects such as a change in zero point and a change in sensitivity of a physical quantity detection sensor as a whole, thereby enabling highly accurate physical quantity measurement. It is an object of the present invention to provide a physical quantity detection device and a physical quantity detection method using a fiber. An object of claim 1 of the present invention is to make it possible to control the temperature so as to keep the temperature of the optical component constant, thereby stabilizing the output of the light emitting element as a light source and reducing the amount of light incident on the physical quantity detection sensor. And stabilize the detection sensitivity by removing the temperature effects of the optical components.In addition, it compensates for temperature effects such as changes in the zero point and changes in the sensitivity of the physical quantity detection sensor as a whole, resulting in high accuracy. It is an object of the present invention to provide a physical quantity detection device using an optical fiber capable of realizing accurate physical quantity measurement. A second object of the present invention is to provide a physical quantity detection device using an optical fiber capable of realizing more accurate physical quantity measurement, in addition to the object of the first aspect. An object of a third aspect of the present invention is to provide a physical quantity detection device using an optical fiber which can maintain a constant temperature of a light emitting element module and emit light stably.

【0007】本発明の請求項4の目的は、特に、光学部
品温度保持用取着部材に取着された光学部品を第2温度
に一定に保持でき、光学部品を温度影響なく安定に動作
させることができ、物理量検出センサの温度影響を確実
に補償でき、高精度な物理量計測を可能とすることがで
きる光ファイバを用いた物理量検出装置を提供すること
にある。本発明の請求項5の目的は、特に、発光素子が
自動電力制御でき、発光素子モジュールが温度一定に保
持されることと相俟ってより安定した発光を可能とする
ことができる光ファイバを用いた物理量検出装置を提供
することにある。本発明の請求項6の目的は、流体等の
圧力を正確に計測し得る光ファイバを用いた物理量検出
装置を提供することにある。本発明の請求項7の目的
は、特に、光源としての発光素子の出力と光学部品の温
度を一定に保持でき、物理量検出センサの入射光量を安
定化でき、信号検出用光検出器、参照信号用光検出器、
ドライバ信号用光検出器の温度影響を除去して検出感度
を一定にでき、物理量検出センサの零点および温度感度
両方の補償ができ、光ファイバの利点である耐熱性を生
かした高温用の物理量計測システムに適用でき、しかも
必要な計算精度で計測物理量を算出できる光ファイバを
用いた物理量検出装置を提供することにある。
[0007] It is an object of the present invention that the optical component attached to the optical component temperature holding attachment member can be kept at the second temperature, and the optical component can operate stably without being affected by the temperature. It is an object of the present invention to provide a physical quantity detection device using an optical fiber, which can surely compensate for the temperature influence of the physical quantity detection sensor and enable highly accurate physical quantity measurement. An object of claim 5 of the present invention is to provide an optical fiber which can perform automatic power control of a light emitting element and enable more stable light emission in combination with the light emitting element module being kept at a constant temperature. An object of the present invention is to provide a used physical quantity detection device. An object of a sixth aspect of the present invention is to provide a physical quantity detection device using an optical fiber that can accurately measure the pressure of a fluid or the like. An object of claim 7 of the present invention is to provide a light detector for signal detection, a reference signal detector, and the like. Light detector,
Eliminates the effect of temperature on the optical detector for driver signals, stabilizes the detection sensitivity, compensates for both the zero point and temperature sensitivity of the physical quantity detection sensor, and measures the physical quantity for high temperatures by taking advantage of the heat resistance that is an advantage of optical fibers. It is an object of the present invention to provide a physical quantity detection device using an optical fiber that can be applied to a system and that can calculate a measured physical quantity with a required calculation accuracy.

【0008】本発明の請求項8の目的は、特に、光源と
しての発光素子の出力と光学部品の温度を一定に保持で
き、物理量検出センサの入射光量を安定化でき、信号検
出用光検出器、参照信号用光検出器、ドライバ信号用光
検出器の温度影響を除去して検出感度を一定にでき、物
理量検出センサの零点および温度感度両方の補償がで
き、光ファイバの利点である耐熱性を生かした高温用の
物理量計測システムに適用でき、しかも、高速で必要な
計算精度で計測物理量を算出できる光ファイバを用いた
物理量検出装置を提供することにある。本発明の請求項
9の目的は、特に、光源としての発光素子の出力と光学
部品の温度を一定に保持でき、物理量検出センサの入射
光量を安定化でき、信号検出用光検出器、参照信号用光
検出器、ドラバ信号用光検出器の温度影響を除去して検
出感度を一定にでき、物理量検出センサの零点および温
度感度両方の補償ができ、光ファイバの利点である耐熱
性を生かした高温用の物理量計測システムに適用できる
光ファイバを用いた物理量検出方法を提供することにあ
る。本発明の請求項10の目的は、特に、光ファイバの
曲げによる影響を極力少なくし、正確に物理量に対応し
た信号が得られる光ファイバを用いた物理量検出装置を
提供することにある。本発明の請求項11の目的は、特
に、光ファイバの曲げによる影響を極力少なくし、正確
に物理量に対応した信号が得られる光ファイバを用いた
物理量検出装置を提供することにある。
[0008] It is an object of the present invention that the output of a light emitting element as a light source and the temperature of an optical component can be kept constant, the amount of incident light of a physical quantity detection sensor can be stabilized, and a photodetector for signal detection. The temperature sensitivity of the reference signal photodetector and the driver signal photodetector can be removed to keep the detection sensitivity constant, and both the zero point and temperature sensitivity of the physical quantity detection sensor can be compensated. An object of the present invention is to provide a physical quantity detection device using an optical fiber, which can be applied to a physical quantity measurement system for high temperature utilizing the optical fiber and can calculate the measured physical quantity at high speed and with required calculation accuracy. In particular, an object of the present invention is to keep the output of a light emitting element as a light source and the temperature of an optical component constant, to stabilize the amount of incident light on a physical quantity detection sensor, to use a photodetector for signal detection and a reference signal. The temperature sensitivity of the photodetector for sensor and the driver signal can be removed to keep the detection sensitivity constant, and both the zero point and temperature sensitivity of the physical quantity detection sensor can be compensated. An object of the present invention is to provide a physical quantity detection method using an optical fiber that can be applied to a high-temperature physical quantity measurement system. An object of a tenth aspect of the present invention is to provide a physical quantity detection device using an optical fiber capable of obtaining a signal corresponding to a physical quantity accurately while minimizing the influence of bending of the optical fiber. An object of claim 11 of the present invention is to provide a physical quantity detection device using an optical fiber which can obtain a signal accurately corresponding to a physical quantity while minimizing the influence of bending of the optical fiber.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した本発
明に係る光ファイバを用いた物理量検出装置は、上述し
た目的を達成するために、発光素子およびこの発光素子
に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ素
子を内蔵して所定の第1温度を保持する発光素子モジュ
ールと、物理量に応じて変位する信号光部および物理量
に対して変位しない参照光部とを有する物理量検出セン
サと、上記物理量検出センサの上記信号光部に対向して
間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光
を導波して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部か
らの反射光を入射して導波する信号光用光ファイバと、
上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙を隔
てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波し
て上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの反射
光を入射して導波する参照光用光ファイバと、上記発光
素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記参照光用
光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用光ファイ
バで導波された上記信号光部からの反射光を導波する第
1光ファイバカプラと、上記第1光ファイバカプラで分
岐された上記発光素子の発光光を上記参照光用光ファイ
バに導波させるとともに、上記発光素子のドライバ用と
して分岐させ、かつ上記参照光用光ファイバで導波され
た上記参照光部からの反射光を導波する第2光ファイバ
カプラと、上記第1光ファイバカプラで導波された上記
信号光部からの反射光を受光して上記物理量に応じた計
測信号に変換する信号検出用光検出器と、上記物理量検
出センサと上記参照光用光ファイバとにかかる温度変化
量による上記参照光部の熱膨張による変位に対応する反
射光を上記参照光用光ファイバおよび上記第2光ファイ
バカプラを経由して受光して参照信号に変換する参照信
号用光検出器と、上記第2光ファイバカプラで上記発光
素子のドライバ用として分岐された上記発光素子の発光
光を受光して発光素子のドライバ信号に変換するドライ
バ信号用光検出器と、上記発光素子モジュール、上記第
1光ファイバカプラ、上記第2光ファイバカプラ、上記
信号検出用光検出器、上記参照信号用光検出器、上記ド
ライバ信号用光検出器等の光学部品を取着して第2ペル
チェ素子により所定の第2温度を保持する光学部品温度
保持用取着部材と、を備えることを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a physical quantity detecting device using an optical fiber according to the present invention, wherein a light emitting element and a heat absorbing or heat generating element for the light emitting element are provided. A physical quantity detection sensor including a light emitting element module having a first Peltier element acting thereon and maintaining a predetermined first temperature, a signal light section displaced in accordance with a physical quantity, and a reference light section not displaced in accordance with the physical quantity; An emission end is arranged with a gap facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor, guides light emitted from the light emitting element to irradiate the signal light portion, and emits light from the signal light portion. An optical fiber for signal light, which receives and guides reflected light,
An emission end is arranged at a predetermined distance from the reference light portion of the physical quantity detection sensor, guides emitted light of the light emitting element to irradiate the reference light portion, and reflects light from the reference light portion. The reference light optical fiber that is incident and guided, and the light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and is guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides the reflected light from the signal light unit; and a light emission device that guides light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the reference light optical fiber and emits the light. A second optical fiber coupler that branches off as a driver for the element and guides reflected light from the reference light section guided by the reference light optical fiber; and a second optical fiber coupler guided by the first optical fiber coupler. Anti-reflection from the signal light section A signal detection photodetector that receives light and converts it into a measurement signal corresponding to the physical quantity; and a displacement due to thermal expansion of the reference light section due to a temperature change amount applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. A reference signal light detector that receives reflected light corresponding to the reference light via the reference light optical fiber and the second optical fiber coupler and converts the reflected light into a reference signal; A driver signal light detector for receiving light emitted from the light emitting element branched for a driver and converting the light into a driver signal for the light emitting element, the light emitting element module, the first optical fiber coupler, and the second optical fiber coupler Optical components such as the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector are mounted, and a second Peltier element is used to maintain a predetermined second temperature. It is characterized by comprising a securing member for optical component temperature holding, the for.

【0010】請求項2に記載した本発明に係る光ファイ
バを用いた物理量検出装置は、発光素子およびこの発光
素子に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチ
ェ素子を内蔵して所定の第1温度を保持する発光素子モ
ジュールと、物理量に応じて変位する信号光部および物
理量に対して変位しない参照光部とを有する物理量検出
センサと、上記物理量検出センサの上記信号光部に対向
して間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発
光光を導波して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光
部からの反射光を入射して導波する信号光用光ファイバ
と、上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙
を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導
波して上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの
反射光を入射して導波する参照光用光ファイバと、上記
発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記参照
光用光ファイバに分岐する第1光ファイバカプラと、上
記第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の発
光光を上記信号光用光ファイバに導波させるとともに上
記信号光用光ファイバで導波された上記信号光部からの
反射光を導波する第2光ファイバカプラと、上記第1光
ファイバカプラで分岐された上記発光素子の発光光を上
記参照光用光ファイバに導波させるとともに、上記発光
素子のドライバ用として分岐させ、かつ上記参照光用光
ファイバで導波された上記参照光部からの反射光を導波
する第3光ファイバカプラと、上記第2光ファイバカプ
ラで導波された上記信号光部からの反射光を受光して上
記物理量に応じた計測信号に変換する信号検出用光検出
器と、上記物理量検出センサと上記参照光用光ファイバ
とにかかる温度変化量による上記参照光部の熱膨張によ
る変位に対応する反射光を上記参照光用光ファイバおよ
び上記第3光ファイバカプラを経由して受光して参照信
号に変換する参照信号用光検出器と、上記第3光ファイ
バカプラで上記発光素子のドライバ用として分岐された
上記発光素子の発光光を受光して発光素子のドライバ用
信号に変換するドライバ信号用光検出器と、上記発光素
子モジュール、上記第1光ファイバカプラ、上記第2光
ファイバカプラ、上記第3光ファイバカプラ、上記信号
検出用光検出器、上記参照信号用光検出器、上記ドライ
バ信号用光検出器等の光学部品を取着して第2ペルチェ
素子により所定の第2温度を保持する光学部品温度保持
用取着部材と、を備えることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a physical quantity detecting device using an optical fiber according to the present invention. A physical quantity detection sensor having a light emitting element module for maintaining a temperature, a signal light section displaced according to a physical quantity, and a reference light section not displaced with respect to the physical quantity, and a gap facing the signal light section of the physical quantity detection sensor An emission end is disposed at a distance, and the signal light optical fiber guides the emitted light of the light emitting element to irradiate the signal light portion, and receives and guides the reflected light from the signal light portion. An emission end is arranged at a predetermined distance from the reference light unit of the physical quantity detection sensor, guides light emitted from the light emitting element to irradiate the reference light unit, and reflects the light from the reference light unit. Light incident An optical fiber for a reference light to be waved, a first optical fiber coupler for branching the light emitted from the light emitting element to the optical fiber for a signal light and the optical fiber for the reference light, and the first optical fiber coupler branched by the first optical fiber coupler. A second optical fiber coupler that guides light emitted from the light emitting element to the signal light optical fiber and guides reflected light from the signal light portion guided by the signal light optical fiber; The emitted light of the light emitting element branched by the optical fiber coupler is guided to the reference light optical fiber, and the light is branched for a driver of the light emitting element, and the reference light guided by the reference light optical fiber. A third optical fiber coupler that guides the reflected light from the optical unit; and a reflected light from the signal light unit that is guided by the second optical fiber coupler and converts the received light into a measurement signal corresponding to the physical quantity. The signal detection photodetector, the reflected light corresponding to the displacement due to the thermal expansion of the reference light portion due to the temperature change applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber, and the reference light optical fiber and the A reference signal photodetector for receiving light via a three optical fiber coupler and converting it into a reference signal; and receiving light emitted from the light emitting element branched for a driver of the light emitting element by the third optical fiber coupler. A photodetector for a driver signal for converting the signal to a driver signal for the light emitting element, the light emitting element module, the first optical fiber coupler, the second optical fiber coupler, the third optical fiber coupler, and the signal detection light detection. Optical components for holding a predetermined second temperature by a second Peltier element by mounting optical components such as a detector, the above-mentioned reference signal photodetector, and the above-mentioned driver signal photodetector. And a mounting member.

【0011】請求項3に記載した本発明に係る光ファイ
バを用いた物理量検出装置は、上記発光素子モジュール
が、その内部に設けた第1温度センサで検出した温度を
基に第1温度コントローラにより上記第1ペルチェ素子
を制御することにより上記第1温度に保持されることを
特徴としている。請求項4に記載した本発明に係る光フ
ァイバを用いた物理量検出装置は、上記光学部品温度保
持用取着部材に取着された光学部品が、所定位置に設け
た第2温度センサで検出した温度を基に第2温度コント
ローラにより上記第2ペルチェ素子を制御することによ
り上記第2温度に保持されることを特徴としている。請
求項5に記載した本発明に係る光ファイバを用いた物理
量検出装置は、上記発光素子が、上記ドライバ信号用光
検出器で変換された上記発光素子のドライバ信号により
発光素子ドライバで自動電力制御されて一定光量で発光
することを特徴としている。請求項6に記載した本発明
に係る光ファイバを用いた物理量検出装置は、上記物理
量検出センサが、圧力センサであり、前記信号光用光フ
ァイバの出射端に対向するダイアフラム部と、上記参照
光用光ファイバと対向する剛体部とを有することを特徴
としている。
According to a third aspect of the present invention, in the physical quantity detecting device using an optical fiber according to the present invention, the light emitting element module is controlled by a first temperature controller based on a temperature detected by a first temperature sensor provided therein. The first temperature is maintained at the first temperature by controlling the first Peltier element. In the physical quantity detection device using an optical fiber according to the present invention, the optical component attached to the optical component temperature holding attachment member is detected by a second temperature sensor provided at a predetermined position. The second temperature is controlled at a second temperature by controlling the second Peltier element by a second temperature controller based on the temperature. In the physical quantity detecting device using an optical fiber according to the present invention, the light emitting element automatically controls power by a light emitting element driver based on a driver signal of the light emitting element converted by the driver signal light detector. And emits light with a constant light amount. 7. The physical quantity detection device using an optical fiber according to the present invention according to claim 6, wherein the physical quantity detection sensor is a pressure sensor, and a diaphragm portion facing an emission end of the signal light optical fiber; and the reference light. And a rigid body portion facing the optical fiber.

【0012】請求項7に記載した本発明に係る光ファイ
バを用いた物理量検出装置は、発光素子およびこの発光
素子に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチ
ェ素子を内蔵して所定の第1温度を保持する発光素子モ
ジュールと、物理量に応じて変位する信号光部および物
理量に対して変位しない参照光部とを有する物理量検出
センサと、上記物理量検出センサの上記信号光部に対向
して間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発
光光を導波して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光
部からの反射光を入射して導波する信号光用光ファイバ
と、上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙
を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導
波して上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの
反射光を入射して導波する参照光用光ファイバと、上記
発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記参照
光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用光フ
ァイバで導波された上記信号光部からの反射光を導波す
る第1光ファイバカプラと、上記第1光ファイバカプラ
で分岐された上記発光素子の発光光を上記参照光用光フ
ァイバに導波させるとともに、上記発光素子のドライバ
用として分岐させ、かつ上記参照光用光ファイバで導波
された上記参照光部からの反射光を導波する第2光ファ
イバカプラと、上記第1光ファイバカプラで導波された
上記信号光部からの反射光を受光して上記物理量に応じ
た計測信号に変換する信号検出用光検出器と、上記物理
量検出センサと上記参照光用光ファイバとにかかる温度
変化量による上記参照光部の熱膨張による変位に対応す
る反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記第2光フ
ァイバカプラを経由して受光して参照信号に変換する参
照信号用光検出器と、上記第2光ファイバカプラで上記
発光素子のドライバ用として分岐された上記発光素子の
発光光を受光して発光素子のドライバ信号に変換するド
ライバ信号用光検出器と、上記発光素子モジュール、上
記第1光ファイバカプラ、上記第2光ファイバカプラ、
上記信号検出用光検出器、上記参照信号用光検出器、上
記ドライバ信号光検出器等の光学部品を取着して第2ペ
ルチェ素子により所定の第2温度を保持する光学部品温
度保持用取着部材と、上記参照信号用光検出器で変換さ
れた上記参照信号の測定データVref(T) (Tは物理量
検出センサの温度)を所定の一定温度T0での上記参照
信号の初期データVref(T0)で除して規格化した値に対
応する校正係数Fref<T0>(T)を記憶すると共に、上
記信号検出用光検出器で変換された上記計測信号の測定
データVsig(P,T)(Pは物理量)を所定の一定物理
量P0、所定の一定温度T0での上記計測信号の初期デー
タVsig(P0,T0)で除して規格化した値に対応する関
数Fsig<P0,T0>(P,T)を、上記校正係数F
ref<T0>(T)で除して得た値に対応する関数F
norm<P0,T0>(P,T)を記憶する記憶手段と、上記
参照信号用光検出器および上記信号検出用光検出器で変
換された初期値データVref(T0)およびVsig(P0
0)と測定値データVref(T)およびVsig(P,T)をそ
れぞれ読込んで規格化し、その規格化した値と上記記憶
手段に記憶されている関数Fref<T0>(T)とから温度
Tを求め、上記各規格化された計測信号と上記規格化さ
れた参照信号との比と上記記憶手段に記憶されている校
正係数Fnorm<P0,T0>(P,T)とから温度補償され
た物理量Pを演算して求める演算手段と、を備えること
を特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, a physical quantity detecting device using an optical fiber according to the present invention includes a light emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light emitting element. A physical quantity detection sensor having a light emitting element module for maintaining a temperature, a signal light section displaced according to a physical quantity, and a reference light section not displaced with respect to the physical quantity, and a gap facing the signal light section of the physical quantity detection sensor An emission end is arranged with a distance therebetween, and a signal light optical fiber that guides emitted light of the light emitting element to irradiate the signal light portion, and receives and guides reflected light from the signal light portion. An emission end is arranged at a predetermined distance from the reference light unit of the physical quantity detection sensor, guides light emitted from the light emitting element to irradiate the reference light unit, and reflects the light from the reference light unit. Light incident The reference light optical fiber to be waved, and the light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and from the signal light portion guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides the reflected light of the first optical fiber coupler, and guides the light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the reference light optical fiber, and is used as a driver for the light emitting element. A second optical fiber coupler that branches and guides the reflected light from the reference light portion guided by the reference light optical fiber, and the signal light portion guided by the first optical fiber coupler. And a signal detection photodetector for receiving the reflected light of the reference light and converting it into a measurement signal corresponding to the physical quantity, and a thermal expansion of the reference light portion due to a temperature change amount applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. A reference signal photodetector that receives reflected light corresponding to the displacement due to the displacement via the reference light optical fiber and the second optical fiber coupler and converts the reflected light into a reference signal; and the second optical fiber coupler emits light. A driver signal light detector for receiving the light emitted from the light emitting element branched for a driver of the element and converting the light into a driver signal for the light emitting element; the light emitting element module; the first optical fiber coupler; Fiber coupler,
An optical component for holding a predetermined second temperature by a second Peltier element by attaching optical components such as the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector. The measurement data V ref (T) (T is the temperature of the physical quantity detection sensor) of the reference signal converted by the attachment member and the reference signal photodetector is converted to initial data of the reference signal at a predetermined constant temperature T 0. A calibration coefficient F ref <T 0> (T) corresponding to a value normalized by dividing by V ref (T 0 ) is stored, and the measurement data V of the measurement signal converted by the signal detection photodetector is stored. A value obtained by dividing sig (P, T) (P is a physical quantity) by initial data V sig (P 0 , T 0 ) of the measurement signal at a predetermined constant physical quantity P 0 and a predetermined constant temperature T 0. The function F sig <P0, T0> (P, T) corresponding to
ref <T0> Function F corresponding to the value obtained by dividing by (T)
storage means for storing norm <P0, T0> (P, T); the reference signal photodetector; and the initial value data V ref (T 0 ) and V sig ( P 0 ,
T 0 ) and the measured value data V ref (T) and V sig (P, T) are read and normalized, respectively, and the normalized values and the function F ref <T 0> (T) stored in the storage means are read. And the ratio of the standardized measurement signal to the standardized reference signal, and the calibration coefficient F norm <P0, T0> (P, T) stored in the storage means. And a calculating means for calculating a temperature-compensated physical quantity P from the equation (1).

【0013】請求項8に記載した本発明に係る光ファイ
バを用いた物理量検出装置は、発光素子およびこの発光
素子に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチ
ェ素子を内蔵して所定の第1温度を保持する発光素子モ
ジュールと、物理量に応じて変位する信号光部および物
理量に対して変位しない参照光部とを有する物理量検出
センサと、上記物理量検出センサの上記信号光部に対向
して間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発
光光を導波して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光
部からの反射光を入射して導波する信号光用光ファイバ
と、上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙
を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導
波して上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの
反射光を入射して導波する参照光用光ファイバと、上記
発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記参照
光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用光フ
ァイバで導波された上記信号光部からの反射光を導波す
る第1光ファイバカプラと、上記第1光ファイバカプラ
で分岐された上記発光素子の発光光を上記参照光用光フ
ァイバに導波させるとともに、上記発光素子のドライバ
用として分岐させ、かつ上記参照光用光ファイバで導波
された上記参照光部からの反射光を導波する第2光ファ
イバカプラと、上記第1光ファイバカプラで導波された
上記信号光部からの反射光を受光して上記物理量に応じ
た計測信号に変換する信号検出用光検出器と、上記物理
量検出センサと上記参照光用光ファイバとに係る温度変
化量による上記参照光部の熱膨張による変位に対応する
反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記第2光ファ
イバカプラを経由して受光して参照信号に変換する参照
信号用光検出器と、上記第2光ファイバカプラで上記発
光素子のドライバ用として分岐された上記発光素子の発
光光を受光して発光素子のドライバ信号に変換するドラ
イバ信号用光検出器と、上記発光素子モジュール、上記
第1光ファイバカプラ、上記第2光ファイバカプラ、上
記信号検出用光検出器、上記参照信号用光検出器、上記
ドライバ信号光検出器等の光学部品を取着して第2ペル
チェ素子により所定の第2温度を保持する光学部品温度
保持用取着部材と、上記参照信号用光検出器で変換され
た上記参照信号の測定データVref(T)(Tは物理量検
出センサの温度)を、所定の一定温度T0での初期デー
タVref(T0)で除して規格化した値から計算した校正値
ref<T0>(T)を温度換算する領域のメモリアドレス
に対応させ、その温度下での物理量データを記録してお
くと共に、上記信号検出用光検出器で変換された上記計
測信号の測定データVsig(P,T)を、所定の一定物理
量P0、所定の一定温度T0での初期データVsig(P0
0)で除して得られた計測信号の規格した値を、さらに
上記参照信号の規格した値で除して得られた値から計算
した校正係数をFnorm<P0,T0>(P,T)を物理量換
算する領域のメモリアドレスに振り分けておき、そのメ
モリアドレスに対応する物理量の換算値を物理量換算テ
ーブルに記憶する記憶手段と、実際に計測された参照信
号の測定データVref(T)を初期データVref(T0)で除
して得られた規格値に対応するFref<T0>(T)と、実
際に計測された計測信号の測定データVsig(T)を初期
データVsig(P0,T0)で除して得られた規格値を、さ
らに上記参照信号の規格値で除して得られた値に対応す
るFnorm<P0, T0>(P,T)とに基づき、物理量を上
記物理量換算テーブルから読み出すコントロール回路
と、を備えることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a physical quantity detecting apparatus using an optical fiber according to the present invention, wherein a light emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light emitting element are built-in. A physical quantity detection sensor having a light emitting element module for maintaining a temperature, a signal light section displaced according to a physical quantity, and a reference light section not displaced with respect to the physical quantity, and a gap opposed to the signal light section of the physical quantity detection sensor An emission end is disposed at a distance, and the signal light optical fiber guides the emitted light of the light emitting element to irradiate the signal light portion, and receives and guides the reflected light from the signal light portion. An emission end is arranged at a predetermined distance from the reference light unit of the physical quantity detection sensor, guides light emitted from the light emitting element to irradiate the reference light unit, and reflects the light from the reference light unit. Light incident The reference light optical fiber to be waved, and the light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and from the signal light portion guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides the reflected light of the first optical fiber, and guides the light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the optical fiber for reference light, and is used as a driver for the light emitting element. A second optical fiber coupler that branches and guides reflected light from the reference light section guided by the reference light optical fiber; and a signal light section guided by the first optical fiber coupler. And a signal detection photodetector for receiving the reflected light of the reference light and converting it into a measurement signal corresponding to the physical quantity, and thermal expansion of the reference light portion due to a temperature change amount of the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. To A reference signal photodetector that receives reflected light corresponding to the displacement that passes through the reference optical fiber and the second optical fiber coupler and converts the reflected light into a reference signal, and the second optical fiber coupler emits the light. A driver signal photodetector for receiving the light emitted from the light emitting element branched for a driver of the element and converting the light into a driver signal for the light emitting element; the light emitting element module; the first optical fiber coupler; Optical component temperature for mounting optical components such as a fiber coupler, the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector and maintaining a predetermined second temperature by a second Peltier element. Measurement data V ref (T) (T is the temperature of the physical quantity detection sensor) of the holding signal and the reference signal converted by the reference signal photodetector are converted to initial data at a predetermined constant temperature T 0. A calibration value F ref <T 0> (T) calculated from a value normalized by dividing by V ref (T 0 ) is made to correspond to a memory address of a temperature conversion area, and physical quantity data at that temperature is recorded. In addition, the measurement data V sig (P, T) of the measurement signal converted by the signal detection photodetector is converted to initial data V sig (P at a predetermined constant physical quantity P 0 and a predetermined constant temperature T 0. 0 ,
The calibration coefficient calculated from the standardized value of the measurement signal obtained by dividing by T 0 ) and the value obtained by dividing by the standardized value of the reference signal is F norm <P0, T0> (P, T) is allocated to a memory address of an area to be converted into a physical quantity, storage means for storing a converted value of a physical quantity corresponding to the memory address in a physical quantity conversion table, and measurement data V ref (T ) By the initial data V ref (T 0 ), and F ref <T 0> (T) corresponding to the standard value obtained by dividing the initial data V ref (T 0 ) and the measured data V sig (T) of the actually measured measurement signal. F norm <P0, T0> (P, T) corresponding to a value obtained by dividing the standard value obtained by dividing V sig (P 0 , T 0 ) by the standard value of the reference signal. And a control circuit for reading a physical quantity from the physical quantity conversion table based on And

【0014】請求項9に記載した本発明に係る光ファイ
バを用いた物理量検出方法は、発光素子モジュールに内
蔵された第1ペルチェ素子により発光素子を所定の第1
温度に保持して発光させる第1ステップと、上記発光素
子モジュールを内蔵し、かつ第2ペルチェ素子により第
2温度を保持する光学部品温度保持用取着部材に取着さ
れた第1光ファイバカプラにより上記発光素子の発光光
を信号光用光ファイバと参照光用光ファイバとに分岐
し、信号光用光ファイバにより上記発光素子の発光光を
物理量に応じて変位する物理量検出センサの信号光部に
対向して間隙を隔てて照射し、この信号光部からの反射
光を入射して上記第1光ファイバカプラを通過させる第
2ステップと、上記信号光用光ファイバ経由で上記第1
光ファイバカプラを通過した上記信号光部からの反射光
を上記光学部品温度保持用取着部材に取着された信号検
出用光検出器で受光して上記物理量に応じた計測信号に
変換する第3ステップと、上記第1光ファイバカプラに
より上記信号光用光ファイバから上記参照光用光ファイ
バに分岐された上記発光素子の発光光を上記光学部品温
度保持用取着部材に取着された第2光ファイバカプラに
より参照光用とドライバ用とに分岐して参照光用の発光
光を上記参照光用光ファイバから物理量に対して変位し
ない上記物理量検出センサの参照光部に対向して間隙を
隔てて照射し、かつ上記参照光部からの反射光を入射し
て上記第2光ファイバカプラを通過させる第4ステップ
と、上記参照光用光ファイバ経由で上記第2光ファイバ
カプラを通過した上記参照光部からの反射光を上記光学
部品温度保持用取着部材に取着された参照信号用光検出
器で受光して参照信号に変換する第5ステップと、上記
第2光ファイバカプラによりドライバ用に分岐された上
記発光素子の発光光をドライバ信号用光検出器で受光し
て上記発光素子のドライバ用信号に変換する第6ステッ
プと、を含むことを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the physical quantity detecting method using an optical fiber according to the present invention, the light emitting device is controlled by the first Peltier device built in the light emitting device module.
A first step of emitting light while maintaining the temperature, and a first optical fiber coupler mounted on the optical component temperature retaining attachment member incorporating the light emitting element module and retaining the second temperature by a second Peltier element The signal light portion of the physical quantity detection sensor that splits the light emitted from the light emitting element into a signal light optical fiber and a reference light optical fiber, and displaces the light emitted from the light emitting element according to the physical quantity by the signal light optical fiber. A second step in which reflected light from the signal light section is incident and passes through the first optical fiber coupler, and the first light is transmitted through the signal light optical fiber.
A reflected light from the signal light portion passing through the optical fiber coupler is received by a signal detection photodetector attached to the optical component temperature holding attachment member, and is converted into a measurement signal according to the physical quantity. 3 steps, the first optical fiber coupler, the light emitted from the light emitting element branched from the signal light optical fiber to the reference light optical fiber by the first optical fiber coupler is attached to the optical component temperature holding attachment member. The two optical fiber couplers split the light for reference light and the light for driver so that the emission light for reference light is not displaced from the optical fiber for reference light with respect to the physical quantity. A fourth step of irradiating at a distance, and causing reflected light from the reference light section to enter and pass through the second optical fiber coupler; and passing through the second optical fiber coupler via the reference light optical fiber. A fifth step of receiving the reflected light from the reference light section with a reference signal photodetector attached to the optical component temperature holding attachment member and converting the reflected light into a reference signal; And a sixth step of receiving light emitted from the light emitting element branched for a driver by a photodetector for a driver signal and converting the light into a signal for driver of the light emitting element.

【0015】請求項10に記載した本発明に係る光ファ
イバを用いた物理量検出装置の信号光ファイバおよび参
照光用光ファイバは、開口数N.Aの大きいもの、望ま
しくは、N.A≧0.25であることを特徴としてい
る。請求項11に記載した本発明に係る光ファイバを用
いた物理量検出装置の信号光ファイバおよび参照光用光
ファイバは、曲がりにくいものを使用することを特徴と
している。
According to a tenth aspect of the present invention, the signal optical fiber and the reference light optical fiber of the physical quantity detecting device using the optical fiber according to the present invention have a numerical aperture N.P. A having a large A. It is characterized in that A ≧ 0.25. The signal optical fiber and the reference light optical fiber of the physical quantity detection device using the optical fiber according to the present invention described in claim 11 are characterized in that they are hardly bent.

【0016】[0016]

【作用】すなわち、本発明の請求項1による光ファイバ
を用いた物理量検出装置は、発光素子およびこの発光素
子に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ
素子を内蔵して所定の第1温度を保持する発光素子モジ
ュールと、物理量に応じて変位する信号光部および物理
量に対して変位しない参照光部とを有する物理量検出セ
ンサと、上記物理量検出センサの上記信号光部に対向し
て間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光
光を導波して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部
からの反射光を入射して導波する信号光用光ファイバ
と、上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙
を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導
波して上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの
反射光を入射して導波する参照光用光ファイバと、上記
発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記参照
光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用光フ
ァイバで導波された上記信号光部からの反射光を導波す
る第1光ファイバカプラと、上記第1光ファイバカプラ
で分岐された上記発光素子の発光光を上記参照光用光フ
ァイバに導波させるとともに、上記発光素子のドライバ
用として分岐させ、かつ上記参照光用光ファイバで導波
された上記参照光部からの反射光を導波する第2光ファ
イバカプラと、上記第1光ファイバカプラで導波された
上記信号光部からの反射光を受光して上記物理量に応じ
た計測信号に変換する信号検出用光検出器と、上記物理
量検出センサと上記参照光用光ファイバの温度変化に伴
う上記参照光部の熱膨張による変位に対応する反射光を
上記参照光用光ファイバおよび上記第2光ファイバカプ
ラを経由して受光して参照信号に変換する参照信号用光
検出器と、上記第2光ファイバカプラで上記発光素子の
ドライバ用として分岐された上記発光素子の発光光を受
光して発光素子ドライバ用信号に変換するドライバ信号
用光検出器と、上記発光素子モジュール、上記第1光フ
ァイバカプラ、上記第2光ファイバカプラ、上記信号検
出用光検出器、上記参照信号用光検出器、上記ドライバ
信号光検出器を取着して第2ペルチェ素子により所定の
第2温度を保持する光学部品温度保持用取着部材とを備
えることを特徴とする。
The physical quantity detecting device using an optical fiber according to the first aspect of the present invention has a built-in light emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light emitting element. And a physical quantity detection sensor having a signal light section displaced in accordance with the physical quantity and a reference light section not displaced with respect to the physical quantity, and a gap facing the signal light section of the physical quantity detection sensor. An emission end is arranged at a distance, a signal light optical fiber that guides the emitted light of the light emitting element to irradiate the signal light portion, and receives and guides the reflected light from the signal light portion, An emission end is arranged at a predetermined gap from the reference light unit of the physical quantity detection sensor, guides emitted light of the light emitting element to irradiate the reference light unit, and reflected light from the reference light unit Incident and guided The reference light optical fiber, and the light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and the signal light from the signal light portion guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides the reflected light; and a waveguide that guides the light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the reference light optical fiber and branches the light emitted from the light emitting element into a driver for the light emitting element. A second optical fiber coupler that guides reflected light from the reference light portion guided by the reference light optical fiber, and a signal light portion guided by the first optical fiber coupler. A signal detection photodetector that receives the reflected light and converts it into a measurement signal corresponding to the physical quantity; and a displacement due to thermal expansion of the reference light section due to a temperature change of the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. A reference signal photodetector for receiving corresponding reflected light via the reference light optical fiber and the second optical fiber coupler and converting the reflected light into a reference signal; and a driver for the light emitting element using the second optical fiber coupler. A driver signal light detector for receiving light emitted from the light emitting element branched for use and converting the light into a light emitting element driver signal, the light emitting element module, the first optical fiber coupler, the second optical fiber coupler, An optical component temperature holding attachment member for attaching the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector and holding a predetermined second temperature by a second Peltier element; It is characterized by having.

【0017】このような構成により、発光素子モジュー
ル内の発光素子は、第1ペルチェ素子により第1温度に
保持され、光学部品温度保持用取着部材に取着された光
学部品と共に、第2ペルチェ素子により第2温度に保持
されて2重に温度管理され、常に一定の発光を行い、そ
の発光光は、第1光ファイバカプラで信号光用光ファイ
バと参照光用光ファイバに分岐され、信号光用光ファイ
バに分岐された発光光は物理量に応じて変位する物理量
検出センサの信号光部に照射され、信号光部から反射さ
れる。この反射光は、信号光部に加わる物理量に応じた
変位に対応する光量となって信号光用光ファイバから第
1光ファイバカプラを経由して信号検出用光検出器で検
出されて計測信号に変換される。第1光ファイバカプラ
で参照光用光ファイバに分岐された発光素子の発光光
は、第2光ファイバカプラで発光素子のドライバ用と参
照光とに分岐し、参照光は参照光用光ファイバを通して
物理量検出センサの参照光部に照射される。
With this configuration, the light emitting element in the light emitting element module is held at the first temperature by the first Peltier element, and the second Peltier is attached together with the optical component attached to the optical component temperature holding attachment member. The element is maintained at the second temperature and is doubly temperature-controlled, constantly emitting light, and the emitted light is split by the first optical fiber coupler into an optical fiber for signal light and an optical fiber for reference light, and The emitted light branched into the optical fiber for light is applied to the signal light portion of the physical quantity detection sensor which is displaced according to the physical quantity, and is reflected from the signal light portion. The reflected light becomes a light amount corresponding to a displacement corresponding to a physical amount applied to the signal light portion, is detected from the signal light optical fiber via the first optical fiber coupler by the signal detection photodetector, and becomes a measurement signal. Is converted. The light emitted from the light emitting element branched into the reference light optical fiber by the first optical fiber coupler is split into light for the driver of the light emitting element and reference light by the second optical fiber coupler, and the reference light passes through the reference light optical fiber. The reference light part of the physical quantity detection sensor is irradiated.

【0018】参照光部は、物理量に対して変位されない
が、温度変化による熱膨張、ヤング゛率の温度変化に依
存して変位し、その変位の量に応じて参照光部から反射
される反射光量が変化して参照光用光ファイバに入射さ
れ、この反射光は参照光用光ファイバから第2光ファイ
バカプラを経由して、参照信号用光検出器で受光され、
参照信号に変換される。この参照信号は、物理量検出セ
ンサにかかる温度の検出に供されることになる。ドライ
バ信号用光検出器は、第2光ファイバカプラで分岐され
た発光素子の発光光を受光して発光素子のドライバ用信
号に変換されるので、特に、光源としての発光素子の出
力を一定に保持でき、従って、物理量検出センサの入射
光量を安定化でき、さらに信号検出用光検出器、参照信
号用光検出器、ドライバ信号用光検出器等の光学部品ユ
ニットの温度影響を除去して検出感度を一定にでき、物
理量検出センサの零点および温度感度両方の補償ができ
る物理量計測システムに適用できる。
The reference light portion is not displaced with respect to the physical quantity, but is displaced depending on thermal expansion due to temperature change and temperature change of Young's modulus, and is reflected from the reference light portion in accordance with the amount of displacement. The amount of light changes and enters the reference light optical fiber, and the reflected light is received by the reference signal light detector from the reference light optical fiber via the second optical fiber coupler,
It is converted to a reference signal. This reference signal is used for detecting the temperature applied to the physical quantity detection sensor. The driver signal photodetector receives the light emitted from the light emitting element branched by the second optical fiber coupler and converts the light into a driver signal for the light emitting element. It is possible to stabilize the quantity of incident light of the physical quantity detection sensor, and to detect by removing the temperature influence of optical component units such as the signal detection photodetector, reference signal photodetector, and driver signal photodetector. The present invention can be applied to a physical quantity measurement system capable of making the sensitivity constant and compensating for both the zero point and the temperature sensitivity of the physical quantity detection sensor.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き、図面を参照して本発明に係る光ファイバを用いた物
理量検出装置および物理量検出方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出装置の構成を示すブロック図である。
この図1において、発光素子モジュール1は、光源とし
てのLED(発光ダイオード)などの発光素子2を内蔵
し、第1ペルチェ素子3により発光素子2の温度を所定
の第1温度T1に一定に保持するようになっている。第
1ペルチェ素子3は、発光素子2に対する吸熱、発熱を
及ぼして、この発光素子2の温度を一定にする。ペルチ
ェ素子は、一般にサーモモジュールとも称され、N型と
P型が対になった半導体素子によって組み立てられ、直
流電流を流すことによって一方の面から他方の面に熱が
移動し、このためモジュールの一方の面は冷却され、反
対の面は加熱される。また、電源の極性を逆にすること
により、熱の移動方向も逆になるので、加熱にも冷却に
も利用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A physical quantity detecting device and a physical quantity detecting method using an optical fiber according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings based on an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a physical quantity detection device using an optical fiber according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a light emitting element module 1 incorporates a light emitting element 2 such as an LED (light emitting diode) as a light source, and the first Peltier element 3 keeps the temperature of the light emitting element 2 at a predetermined first temperature T1. It is supposed to. The first Peltier element 3 absorbs heat and generates heat to the light emitting element 2 to make the temperature of the light emitting element 2 constant. A Peltier element is generally called a thermo module, and is assembled by a pair of N-type and P-type semiconductor elements, and heat flows from one side to the other side by passing a direct current, so that the module One side is cooled and the other side is heated. Further, by reversing the polarity of the power supply, the direction of heat transfer is also reversed, so that it can be used for both heating and cooling.

【0020】発光素子モジュール1と第1ペルチェ素子
3との間には、熱抵抗4が介在している。また、発光素
子モジュール1内の所定の位置、例えば、第1ペルチェ
素子3の近傍には、第1温度センサ5が取り付けられて
いる。第1温度センサ5の検出出力は、第1温度コント
ローラ6に入力され、この第1温度コントローラ6は、
第1温度センサ5の検出出力に応じて、第1ペルチェ素
子3を制御し、それによって発光素子2の温度を一定に
保持し、その結果、発光素子2の発光光量が一定になる
ようにしている。さらに、発光素子2は、自動電力コン
トロール機能付きの発光素子ドライバ7から電力の供給
を受け、それによって発光素子2が一定に駆動されて、
この点からも一定の発光光量で発光するようになってい
る。このように構成された発光素子モジュール1は、光
学部品温度保持用取着部材8に取着された(即ち、取付
けられた)他の光学部品と共に取着されている。この光
学部品温度保持用取着部材8は、光学部品温度保持用取
着部材8に取着される各種光学部品の温度を第2温度T
2に一定に保持するものである。
A thermal resistor 4 is interposed between the light emitting element module 1 and the first Peltier element 3. In addition, a first temperature sensor 5 is mounted at a predetermined position in the light emitting element module 1, for example, near the first Peltier element 3. The detection output of the first temperature sensor 5 is input to a first temperature controller 6, and the first temperature controller 6
The first Peltier element 3 is controlled in accordance with the detection output of the first temperature sensor 5, thereby keeping the temperature of the light emitting element 2 constant, so that the light emission amount of the light emitting element 2 becomes constant. I have. Further, the light emitting element 2 is supplied with power from a light emitting element driver 7 having an automatic power control function, whereby the light emitting element 2 is driven at a constant rate,
From this point, light is emitted with a constant light emission amount. The light emitting element module 1 configured as described above is attached together with other optical components attached to (that is, attached to) the optical component temperature holding attachment member 8. The optical component temperature holding attachment member 8 sets the temperature of various optical components attached to the optical component temperature holding attachment member 8 to a second temperature T.
2 is kept constant.

【0021】したがって、上記発光素子モジュール1
は、この光学部品温度保持用取着部材8によっても一定
の第2温度T2に保持されており、その結果、発光素子
2は発光素子モジュール1と光学部品温度保持用取着部
材8とによって、温度が一定になるように2重に温度制
御を受けている。光学部品温度保持用取着部材8の所定
の位置、例えば、上面には第2ペルチェ素子9が取着さ
れているとともに、第2温度センサ10もその近傍に取
着されている。第2温度センサ10の温度検出出力は、
第2温度コントローラ11に入力し、第2温度コントロ
ーラ11は、この第2温度センサ10の温度検出出力に
応じて第2ペルチェ素子9を制御し、それによって、光
学部品温度保持用取着部材8の温度を上述のように第2
温度T2に一定に保持するようにしている。発光素子2
からの発光光は、信号光用光ファイバ12の入射端に入
射される。信号光用光ファイバ12は、第1光ファイバ
カプラ13([2×2カプラ])、光コネクタ14を通
してその出射端側は、例えば圧力変換器、荷重変換器、
加速度変換器等の物理量検出センサ15の信号光部15
aに所定の間隙を隔てて対向している。
Therefore, the light emitting element module 1
Is maintained at a constant second temperature T2 also by the optical component temperature holding attachment member 8, and as a result, the light emitting element 2 is moved by the light emitting element module 1 and the optical component temperature holding attachment member 8. The temperature is doubly controlled so that the temperature becomes constant. A second Peltier element 9 is attached to a predetermined position, for example, the upper surface of the optical component temperature holding attachment member 8, and a second temperature sensor 10 is also attached in the vicinity thereof. The temperature detection output of the second temperature sensor 10 is
Input to the second temperature controller 11, the second temperature controller 11 controls the second Peltier element 9 in accordance with the temperature detection output of the second temperature sensor 10, and thereby, the optical component temperature holding attachment member 8 Temperature of the second as described above
The temperature is kept constant at T2. Light emitting element 2
Is incident on the incident end of the optical fiber 12 for signal light. The optical fiber for signal light 12 passes through the first optical fiber coupler 13 ([2 × 2 coupler]) and the optical connector 14, and the emission end side thereof is, for example, a pressure converter, a load converter, or the like.
Signal light section 15 of physical quantity detection sensor 15 such as an acceleration converter
a with a predetermined gap therebetween.

【0022】物理量検出センサ15は、例えば、流体の
圧力を検出するためのダイアフラムを有する圧力センサ
や、荷重変換器、加速度変換器、変位変換器などが適用
される。この物理量検出センサ15は、ともに鏡面仕上
げされて入射光に対して反射可能になっている上記信号
光部15aと参照光部15bとを有しており、信号光部
15aと参照光部15bとは並列的に配置されている。
信号光部15aは、被測定対象の物理量(例えば、流体
の圧力)に対応して変位し、信号光用光ファイバ12の
出射端と信号光部15aとの間の間隙が変化するように
なっている。また、参照光部15bは、物理量(例え
ば、液体の圧力)に対して変位しないが、物理量検出セ
ンサ15自体による熱膨張、ヤング率の変化による変位
や、後述する参照光用光ファイバ16の熱による影響を
受けて変位するものである。
As the physical quantity detection sensor 15, for example, a pressure sensor having a diaphragm for detecting the pressure of a fluid, a load transducer, an acceleration transducer, a displacement transducer, and the like are applied. The physical quantity detection sensor 15 includes the signal light section 15a and the reference light section 15b both of which are mirror-finished and can reflect incident light. Are arranged in parallel.
The signal light unit 15a is displaced in accordance with the physical quantity of the measured object (for example, the pressure of the fluid), and the gap between the output end of the signal light optical fiber 12 and the signal light unit 15a changes. ing. Further, the reference light portion 15b does not displace with respect to a physical quantity (for example, the pressure of a liquid). However, thermal expansion by the physical quantity detection sensor 15 itself, displacement due to a change in Young's modulus, and heat It is displaced under the influence of.

【0023】ここで、物理量検出装置の挙動を各種計算
式および特性図に基いて説明する。先ず、光ファイバの
材質として、例えば、ジルコニア(Z)を使用し
た場合の線膨張係数α(RT〜800℃平均)は、 α1=11.0×10−6(1/℃) である。また、物理量検出センサ15の材質としてIN
CONEL718を用いた場合、その線膨張係数の温度
変化(0〜1000℃) α(T)は、 α(T)=(1.05934×10+2.36140×10−2・T−4. 27157×10−5・T+2.70483×10−8・T)×10−6( 1/℃) …………………………………(1) である。この(1)式に基いて、表した線膨張係数の温
度依存特性図を図8に示す。
Here, the behavior of the physical quantity detection device will be described based on various calculation formulas and characteristic diagrams. First, as the material of the optical fiber, for example, zirconia (Z r O 2) linear expansion coefficient in the case of using α (RT~800 ℃ average), α1 = 11.0 × 10 -6 ( 1 / ℃) is there. The material of the physical quantity detection sensor 15 is IN
When CONEL718 is used, the temperature change of its linear expansion coefficient (0 to 1000 ° C.) α (T) is α (T) = (1.05934 × 10 1 + 2.36140 × 10 −2 · T−4.227157) × 10 −5 .T 2 + 2.70483 × 10 −8 .T 3 ) × 10 −6 (1 / ° C.) (1). FIG. 8 shows a temperature dependence characteristic diagram of the linear expansion coefficient expressed based on the equation (1).

【0024】また、物理量検出センサ15の材料である
INCONEL718のヤング率の温度変化(0〜10
00℃)Eは、 E=2.07722×10−1.15685×10・T+5.16773 ×10−2・T−1.91127×10−4・T+3.47482 ×10−7・T−3.07327×10−10・T +1.02101×10−13・T 〔kgf/mm〕………(2) である。この(2)式に基いて表したヤング率の温度変
化の特性図を図9に示す。INCONEL718などの
材料の温度変化に伴う熱膨張α(T)は、次の式で表さ
れる。
The temperature change (0 to 10) of the Young's modulus of INCONEL 718 which is the material of the physical quantity detection sensor 15
(00 ° C.) E is: E = 2.07722 × 10 4 −1.15685 × 10 1 · T + 5.17163 × 10 −2 · T 2 −1.91127 × 10 −4 · T 3 + 3.47482 × 10 −7 T 4 -3.0327 × 10 −10 T 5 + 1.02101 × 10 −13 T 6 [kgf / mm 2 ] (2) FIG. 9 shows a characteristic diagram of the temperature change of the Young's modulus expressed based on the equation (2). The thermal expansion α (T) of a material such as INCONEL 718 with a temperature change is expressed by the following equation.

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】ここで、α(T)は、温度Tでの線膨張係
数(1/℃)、L(T)は、温度Tでの長さ(μm)、
Tは、温度(℃)、L0は、温度T0での長さ(μm)、
である。次に、物理量検出センサ15の信号光部15a
および参照光部15bの反射部材をINCONEL71
8で構成したときの室温下(25℃)での信号光用光フ
ァイバ12および参照光用光ファイバ16と間の間隙G
(μm)に対する反射光強度power(G)〔μW〕
は、 power(G)=9.92733×10−1 +〔5.14479/(1+4.52879×10−4・G)〕 ……………………(3) で表される。この(3)式に基いて表した、室温下での
間隙Gに対する反射光強度特性図を図10に示す。物理
量検出センサ15をINCONEL718で構成した場
合の室温下(25℃)での物理量(例えば、流体の圧
力)に体する反射光強度power(P,T 0)〔μ
W〕は、次の(4)式で表される。
Here, α (T) is a linear expansion coefficient at a temperature T.
Number (1 / ° C.), L (T) is length (μm) at temperature T,
T is temperature (° C), L0Is the temperature T0Length in μm,
It is. Next, the signal light section 15a of the physical quantity detection sensor 15
And the reflecting member of the reference light section 15b is changed to INCONEL71.
8 for signal light at room temperature (25 ° C.).
Gap G between fiber 12 and reference light optical fiber 16
(Μm) reflected light intensity power (G) [μW]
Is power (G) = 9.992733 × 10-1 + [5.14479 / (1 + 4.52879 × 10-4・ G2)] ………………… (3) At room temperature, expressed based on this equation (3)
FIG. 10 shows a reflected light intensity characteristic diagram with respect to the gap G. Physics
When the quantity detection sensor 15 is configured by INCONEL718
Physical quantity (eg, fluid pressure) at room temperature (25 ° C.)
Power (P, T) 0) [Μ
W] is expressed by the following equation (4).

【0027】 power(P,T0)=1.02693 +{5.00097/〔1+2.15243×10−2・(8.36137 −P)〕} ……………………(4) 図11は、この(4)式に基いて表した物理量検出セン
サ15の室温下での圧力―反射光強度特性図を示す。と
ころで、上記第1光ファイバカプラ13は、信号光用光
ファイバ12に導波された発光素子2の発光光を参照光
用光ファイバ16に光結合して信号光と参照光とに分岐
し、信号光は信号光用光ファイバ12に導波され、参照
光は参照光用光ファイバ16に導波される。また、この
第1光ファイバカプラ13は、物理量検出センサ15の
信号光部15aから反射されて信号光用光ファイバ12
の出射端から入射された信号光を光ファイバ12aを通
して信号検出用光検出器17に導波するようになってい
る。信号検出用光検出器17は、信号光用光ファイバ1
2を通って第1光ファイバカプラ13を経由した物理量
検出センサ15の信号光部15aから反射された信号光
を受光して、物理量に応じた計測信号に変換するもので
ある。
Power (P, T 0 ) = 1.02693 + {5.0997 / [1 + 2.15243 × 10 −2 (8.336137-P) 2 ]} (4) FIG. 11 shows a pressure-reflected light intensity characteristic diagram at room temperature of the physical quantity detection sensor 15 expressed based on the equation (4). By the way, the first optical fiber coupler 13 optically couples the light emitted from the light emitting element 2 guided by the signal light optical fiber 12 to the reference light optical fiber 16 and splits the light into the signal light and the reference light. The signal light is guided to the signal light optical fiber 12, and the reference light is guided to the reference light optical fiber 16. The first optical fiber coupler 13 is reflected from the signal light section 15a of the physical quantity detection sensor 15 and
Is guided to the signal detecting photodetector 17 through the optical fiber 12a. The signal detection photodetector 17 includes the signal light optical fiber 1.
2 receives the signal light reflected from the signal light section 15a of the physical quantity detection sensor 15 via the first optical fiber coupler 13 through the first optical fiber coupler 13 and converts the signal light into a measurement signal corresponding to the physical quantity.

【0028】この計測信号は、第1増幅部18に入力さ
れる。第1増幅部18以降の信号処理系については後述
する。第1光ファイバカプラ13で信号光用光ファイバ
12から参照光用光ファイバ16に分岐された発光素子
2の発光光は、この参照光用光ファイバ16を通して第
2光ファイバカプラ19([2×2カプラ])に導波され
る。この第2光ファイバカプラ19では、参照光用光フ
ァイバ16をさらに二つの光ファイバ16a,16bに
分岐しており、参照光用光ファイバ16に導波された参
照光を物理量検出センサ15の参照光部15bに照射す
るための参照光と上記発光素子2をドライブするための
ドライバ用光とに分岐し、この分岐されたドライバ用光
は光ファイバ16bを通してドライバ信号用光検出器2
0に導波される。ドライバ信号用光検出器20は、この
ドライバ用光を受光して発光素子2のドライバ用信号に
変換する。
This measurement signal is input to the first amplifier 18. The signal processing system after the first amplifying unit 18 will be described later. The light emitted from the light emitting element 2 branched from the optical fiber for signal light 12 to the optical fiber for reference light 16 by the first optical fiber coupler 13 passes through the optical fiber for reference light 16 and the second optical fiber coupler 19 ([2 × 2 coupler]). In the second optical fiber coupler 19, the reference light optical fiber 16 is further divided into two optical fibers 16a and 16b, and the reference light guided by the reference light optical fiber 16 is referred to by the physical quantity detection sensor 15. Reference light for irradiating the light part 15b and driver light for driving the light emitting element 2 are branched, and the branched driver light is transmitted through the optical fiber 16b to the driver signal photodetector 2.
It is guided to zero. The driver signal photodetector 20 receives the driver light and converts it into a driver signal for the light emitting element 2.

【0029】ドライバ用信号は、上記発光素子ドライバ
7の入力端に入力される。発光素子ドライバ7は、この
ドライバ用信号を入力することにより、自動電力制御に
より発光素子2を一定電力で駆動する。上記参照光用光
ファイバ16の出射端側の近傍には、光コネクタ21が
介在されている。第2光ファイバカプラ19で分岐され
た参照光は、参照光用光ファイバ16aを通り、さらに
光コネクタ21を経由して参照光用光ファイバ16の出
射端から物理量検出センサ15の参照光部15bに照射
される。参照光部15aから反射された参照光は、参照
光用光ファイバ16の出射端に入射され、光コネクタ2
1、参照光用光ファイバ16aを通して第2光ファイバ
カプラ19に導波され、さらに、この第2光ファイバカ
プラ19から光ファイバ16cを通って参照信号用光検
出器22で受光される。参照信号用光検出器22は、受
光した参照光を参照信号に変換する。この参照信号は、
第2増幅部23に入力されるようになっている。なお、
上記信号検出用光検出器17、ドライバ信号用光検出器
20、参照信号用光検出器22は、例えば、フォトダイ
オード等が使用される。
The driver signal is input to the input terminal of the light emitting element driver 7. The light emitting element driver 7 drives the light emitting element 2 with constant power by automatic power control by inputting the driver signal. An optical connector 21 is interposed in the vicinity of the emission end side of the reference light optical fiber 16. The reference light branched by the second optical fiber coupler 19 passes through the reference light optical fiber 16a and further passes through the optical connector 21 from the emission end of the reference light optical fiber 16 to the reference light portion 15b of the physical quantity detection sensor 15 Is irradiated. The reference light reflected from the reference light part 15a is incident on the emission end of the reference light optical fiber 16, and
1. The light is guided to the second optical fiber coupler 19 through the reference light optical fiber 16a, and further received by the reference signal light detector 22 from the second optical fiber coupler 19 through the optical fiber 16c. The reference signal photodetector 22 converts the received reference light into a reference signal. This reference signal is
The signal is input to the second amplifier 23. In addition,
As the signal detection photodetector 17, the driver signal photodetector 20, and the reference signal photodetector 22, for example, a photodiode is used.

【0030】かくして、光学部品温度保持用取着部材8
は、光学部品として、上記信号検出用光検出器17、ド
ライバ信号用光検出器20、参照信号用光検出器22、
第1光ファイバカプラ13、第2光ファイバカプラ1
9、光コネクタ14,21、発光素子モジュール1等を
取着して第2温度T2を保持する光学部品温度保持ユニ
ットを構成している。さらに、これらの構成部材ならび
に上記物理量検出センサ15とにより光ファイバを用い
た物理量検出装置を構成している。次に、信号処理系の
構成について説明する。最初に上記参照信号用光検出器
22の出力系から述べる。この参照信号用光検出器22
から出力される参照信号は、第2増幅部23に入力され
て、そこで増幅され、アナログ/ディジタル変換器(以
下、A/D変換器という)24に入力され、そこでディ
ジタル信号に変換される。この参照信号のディジタル変
換された信号をVref(T)とする。ここでTは、物理量
検出センサ15の温度を表す。
Thus, the optical component temperature holding attachment member 8
Are optical components for detecting the signal, the photodetector 20 for the driver signal, the photodetector 22 for the reference signal,
1st optical fiber coupler 13, 2nd optical fiber coupler 1
An optical component temperature holding unit for holding the second temperature T2 by mounting the optical connectors 14, 21, the light emitting element module 1, and the like. Further, these constituent members and the physical quantity detection sensor 15 constitute a physical quantity detection device using an optical fiber. Next, the configuration of the signal processing system will be described. First, the output system of the reference signal photodetector 22 will be described. This reference signal photodetector 22
Is input to the second amplifier 23, amplified there, input to an analog / digital converter (hereinafter, referred to as an A / D converter) 24, and converted into a digital signal there. The signal obtained by digitally converting the reference signal is defined as V ref (T). Here, T represents the temperature of the physical quantity detection sensor 15.

【0031】所定の一定温度(通常は室温25℃)T0
でのA/D変換器24の出力をVref(T0)とし、この値
で参照信号出力Vref(T)を除して規格化する。 すなわち、Vref(T)/Vref(T0)…………(5) とする。この(5)式で示す除算は、CPU26の演算
手段に行うものとするが、図示しないアナログ除算器等
の演算手段により行っても良い。このように規格化され
た参照信号(つまり参照光部15aの測定値)をあらか
じめ最小2乗フィッティング法等で校正した校正関数F
ref<T0>(T)に等しい、すなわち、 Vref(T)/Vref(T0)=Fref<T0>(T)…………(6) として物量検出センサ15にかかる温度Tを求める。こ
の関数Fref<T0>(T)は、あらかじめ記憶手段として
のROM25(読出専用メモリ)に記憶しておく。
The predetermined constant temperature (usually room temperature 25 ° C.) T 0
Is the output of the A / D converter 24 at V ref (T 0 ), and this value is divided by the reference signal output V ref (T) for normalization. That is, V ref (T) / V ref (T 0 ) (5). The division represented by the equation (5) is performed by the calculation means of the CPU 26, but may be performed by a calculation means such as an analog divider (not shown). The calibration function F obtained by previously calibrating the standardized reference signal (that is, the measured value of the reference light unit 15a) by the least squares fitting method or the like.
ref <T0> equals (T), i.e., the V ref (T) / V ref (T 0) = F ref <T0> (T) the temperature T according to the amount detecting sensor 15 as ............ (6) Ask. This function F ref <T0> (T) is stored in advance in a ROM 25 (read-only memory) as storage means.

【0032】この校正関数Fref<T0>(T)の例を図1
2に示す。この図12は、横軸に温度[deg]を採り、
縦軸に校正関数Fref<T0>(T)をとって示している。
ここで、温度T0の出力で規格化する理由は、物理量検
出センサ15を参照光用光ファイバ16を介して光学部
品温度保持用取着部材8に取着されている参照光用光フ
ァイバ16aに接続する際の光コネクタ21との接続部
損失を、比をとることにより補正するためである。な
お、温度Tに換算する具体的な方法は、後述する。次
に、物理量検出センサ15の信号光部15aに負荷され
る物理量を検出する方法について説明する。この場合、
信号光部15aに負荷される物理量、例えば圧力に応じ
て、信号光部15aが変位し、その変位に応じて、信号
光部15aと信号光用光ファイバ12の出射端との間の
間隙が変化し、その変化量に応じて信号光用光ファイバ
12の出射端に入射される信号光部15aからの反射光
の受光量が変動する。
FIG. 1 shows an example of the calibration function F ref <T0> (T).
It is shown in FIG. FIG. 12 shows the temperature [deg] on the horizontal axis,
The vertical axis indicates the calibration function F ref <T0> (T).
Here, the reason for normalization with the output of the temperature T 0 is that the physical quantity detection sensor 15 is attached to the optical component temperature holding attachment member 8 via the reference light optical fiber 16 and the reference light optical fiber 16 a This is for correcting the connection loss with the optical connector 21 at the time of connection to the optical connector 21 by taking a ratio. Note that a specific method of converting to the temperature T will be described later. Next, a method of detecting a physical quantity applied to the signal light unit 15a of the physical quantity detection sensor 15 will be described. in this case,
The signal light portion 15a is displaced in accordance with a physical quantity, for example, pressure applied to the signal light portion 15a, and a gap between the signal light portion 15a and the emission end of the signal light optical fiber 12 is formed in accordance with the displacement. The amount of the reflected light received from the signal light portion 15a incident on the emission end of the signal light optical fiber 12 fluctuates according to the amount of the change.

【0033】このように、光量が変動する信号光部15
aからの反射光は、信号光用光ファイバ12に逆方向に
導波され光コネクタ14、第1光ファイバカプラ13を
経由して信号検出用光検出器17により受光されて、計
測信号として変換された上、第1増幅部18に入力され
る。この計測信号は、第1増幅器18で増幅されて、A
/D変換器24に入力され、ディジタル信号に変換され
て、Vsig(P,T)となる。この計測信号、すなわち、
sig(P,T)も上記参照信号の場合と同様に、所定の
一定の物理量(例えば、流体の圧力など)P0、一定温
度(通常は室温25℃)T0での信号検出用光検出器1
7の出力、すなわちA/D変換器24の出力V
sig(P0,T0)の値で信号光出力、つまり計測信号を除
して規格化する。すなわち、 Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)…………(7) とする。なお、この(7)式の除算は、CPU26の演
算手段で演算するか、図示しないアナログ除算器による
演算手段で演算しても良い。
As described above, the signal light section 15 in which the light amount fluctuates.
The reflected light from a is guided to the signal light optical fiber 12 in the opposite direction, is received by the signal detection light detector 17 via the optical connector 14 and the first optical fiber coupler 13, and is converted as a measurement signal. After that, the signal is input to the first amplifier 18. This measurement signal is amplified by the first amplifier 18 and A
The signal is input to the / D converter 24 and is converted into a digital signal to be V sig (P, T). This measurement signal,
Similarly to the case of the reference signal, V sig (P, T) is a signal detection light at a predetermined constant physical quantity (for example, fluid pressure) P 0 and a constant temperature (normally, room temperature 25 ° C.) T 0. Detector 1
7, the output V of the A / D converter 24
The signal light output, that is, the measurement signal is divided by the value of sig (P 0 , T 0 ) for normalization. That is, V sig (P, T) / V sig (P 0 , T 0 ) (7) Note that the division in the equation (7) may be performed by the calculating means of the CPU 26 or may be performed by a calculating means using an analog divider (not shown).

【0034】ここで、所定の一定の物理量P0(通常
は、無負荷)一定温度T0(通常は室温25℃)のA
/D変換器24の出力Vsig(P0,T0)で、任意の圧力
P(負荷圧力)、温度Tにおける出力Vsig(P,T)を
除して規格化する理由は、上記(6)式の場合と同様
に、物理量検出センサ15を信号光用光ファイバ12を
介して光学部品温度保持用取着部材8に取着されている
光学部品温度保持ユニットを構成する信号光用光ファイ
バ12に接続する際の光コネクタ14との接続部損失
を、比をとることにより補正するためである。また、対
応する関数Fsig<P0,T0>(P,T)も上記関数F
ref<T0>(T)と同様にあらかじめ最小2乗フィッティ
ング法等の校正により求めておき、 Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)=Fsig<P0,T0>(P,T) …………(8) とする。
Here, a predetermined constant physical quantity P 0 (normally, no load) and a constant temperature T 0 (normally, room temperature 25 ° C.) A
In / D converter 24 output V sig of (P 0, T 0), any pressure P (load pressure), reason for normalizing by dividing the output V sig (P, T) at temperature T, the ( As in the case of the expression 6), the light for signal light which constitutes the optical component temperature holding unit in which the physical quantity detection sensor 15 is attached to the optical component temperature holding attaching member 8 via the optical fiber 12 for signal light. This is for correcting the connection loss with the optical connector 14 when connecting to the fiber 12 by taking a ratio. Also, the corresponding function F sig <P0, T0> (P, T) is
ref <T0> (T) and to previously obtain the calibration of such pre-least-squares fitting method similarly, V sig (P, T) / V sig (P 0, T 0) = F sig <P0, T0> ( P, T)... (8)

【0035】上記関数Fsig<P0,T0>(P,T)もR
OM25に予め記憶しておく。図13は、温度をパラメ
ータとした上記(8)式の関数Fsig<P0,T0>(P,
T)と物理量(圧力)との関係を示す特性図であり、横
軸に物理量{圧力(MPa)}、縦軸にF
sig<P0,T0>(P,T)をとって示す。この図13よ
り明らかなように、温度の変化に伴い物理量検出センサ
15の零点が変化するだけでなく、物理量(圧力)に対
する出力感度についても物理量検出センサ15を構成す
る材料のヤング率の温度変化により変化するため、零点
の温度影響の補正だけでは不充分であることがわかる。
ここで、一定の物理量P0、一定の温度T0の出力で規格
化する理由は、前と同様に、物理量検出センサ15を光
学部品温度保持用取着部材の信号光用光ファイバ12、
参照呼用光ファイバ16に接続する際の光コネクタ1
4,21の接続部の接続損失比を取ることにより補正す
るためである。
The function F sig <P0, T0> (P, T) is also R
It is stored in the OM 25 in advance. FIG. 13 shows the function F sig <P0, T0> (P,
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between T) and a physical quantity (pressure), wherein the horizontal axis represents the physical quantity {pressure (MPa)}, and the vertical axis represents F.
sig <P0, T0> (P, T). As is clear from FIG. 13, not only does the zero point of the physical quantity detection sensor 15 change with a change in temperature, but also the output sensitivity to the physical quantity (pressure) varies with the temperature change of the Young's modulus of the material constituting the physical quantity detection sensor 15. It can be seen that correction of the temperature effect of the zero point alone is not sufficient.
Here, the reason for normalizing with the output of the constant physical quantity P 0 and the constant temperature T 0 is that the physical quantity detection sensor 15 is connected to the optical fiber 12 for the signal light of the attaching member for holding the optical component temperature, as before.
Optical connector 1 for connection to reference call optical fiber 16
This is for correcting by taking the connection loss ratio of the connection portions 4 and 21.

【0036】さらに、参照信号の比と計測信号の比のさ
らにその比をとる。すなわち、 [Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)]/[Vref(T)/Vref(T0)] …………(9) による演算を行う。この(9)式に示す除算も、CPU
26の演算手段で演算してもよいし、図示しないアナロ
グ除算器により行っても良い。図14に温度をパラメー
タとした Fsig<P0,T0>(P,T)/Fref<T0>(T)=Fnorm<P0,T0>(P,T ) …………(10) の特性図の例を示す。
Further, the ratio between the reference signal ratio and the measurement signal ratio is calculated. That is, the calculation is performed according to [V sig (P, T) / V sig (P 0 , T 0 )] / [V ref (T) / V ref (T 0 )] (9). The division shown in this equation (9) is also performed by the CPU
26, or may be performed by an analog divider (not shown). FIG. 14 shows F sig <P0, T0> (P, T) / Fref <T0> (T) = F norm <P0, T0> (P, T) using temperature as a parameter. An example of a characteristic diagram is shown.

【0037】この(10)式に示す関数F
norm<P0,T0>(P,T)もROM25に記憶してお
く。この図14は、横軸に物理量{圧力(MPa)}を
取り、縦軸にFnorm<P0 ,T0>(P,T)を取って示し
ている。CPU26ではVref(T)/Vref(T0)とRO
M25に記憶されている関数Fr ef<T0>(T)をROM
25から読み出して、Vref(T)/Vref(T0)と校正関
数Fref<T0>(T)とが等しいとし、 Vref(T)/Vref(T0)=Fref<T0>(T) 数値計算(ソフトウェア的、例えば、ニュートン・ラプ
ソン法)により解いて、温度Tを求める。この求めた温
度Tを上記(10)式の右辺に代入し、左辺は測定値とし
て同様に数値計算を行い、最終的に温度補償された物理
量P(例えば、流体の圧力)を算出するようにしてい
る。このように、CPU26において、校正した関数式
の係数だけを校正係数としてROM25に書き込んでお
き、(10)式の解を求めるプログラムを実行することに
より必要な計算精度で物理量Pを算出することができ
る。
The function F shown in the equation (10)
norm <P0, T0> (P, T) is also stored in the ROM 25. In FIG. 14, the horizontal axis represents the physical quantity {pressure (MPa)}, and the vertical axis represents F norm <P0 , T0> (P, T). In the CPU 26, V ref (T) / V ref (T 0 ) and RO
The function Fr ef <T0> (T) stored in M25 is stored in ROM
Is read from the 25, and V ref (T) / V ref (T 0) and the calibration function F ref <T0> (T) are equal, V ref (T) / V ref (T 0) = F ref <T0 > (T) Solve by numerical calculation (software, for example, Newton-Raphson method) to find the temperature T. The obtained temperature T is substituted for the right side of the above equation (10), and the left side is similarly subjected to a numerical calculation as a measured value to finally calculate a temperature-compensated physical quantity P (for example, fluid pressure). ing. As described above, in the CPU 26, only the coefficients of the calibrated function formula are written in the ROM 25 as calibration coefficients, and the program for obtaining the solution of the formula (10) can be executed to calculate the physical quantity P with the required calculation accuracy. it can.

【0038】CPU26で算出した物理量Pは、ディジ
タル/アナログ変換器27(以下、D/A変換器とい
う)でアナログ信号に変換した後、表示器28に表示し
たり、アナログ出力29とするようにしている。次に、
以上のように構成された本発明の第1の実施の形態の動
作について説明する。まず、光学部品温度保持ユニット
の部分の動作から説明する。発光素子モジュール1内の
第1温度センサ5により発光素子モジュール1内の温度
を検出して、その検出出力により第1温度コントローラ
6が第1ペルチェ素子3の駆動制御を行い、第1の温度
T1に調整を行うとともに、発光素子ドライバ7により
発光素子2の駆動電力を自動的に制御して発光素子2を
常時一定の発光光量で発光させる。その発光光は、信号
光用光ファイバ12を通して第1光ファイバカプラ13
に導波される。また、光学部品温度保持用取着部材8に
取着した第2温度センサ10により、この光学部品温度
保持用取着部材8の温度を常時検出して、その検出出力
を第2温度コントローラ11に出力することにより、第
2温度コントローラ11により第2ペルチェ素子9を制
御し、常時光学部品温度保持用取着部材8の温度を第2
温度T2に保持している。
The physical quantity P calculated by the CPU 26 is converted into an analog signal by a digital / analog converter 27 (hereinafter referred to as a D / A converter) and then displayed on a display 28 or an analog output 29. ing. next,
The operation of the first embodiment of the present invention configured as described above will be described. First, the operation of the optical component temperature holding unit will be described. The temperature in the light emitting element module 1 is detected by the first temperature sensor 5 in the light emitting element module 1, and the first temperature controller 6 controls the driving of the first Peltier element 3 based on the detected output, and the first temperature T1 And the driving power of the light emitting element 2 is automatically controlled by the light emitting element driver 7 so that the light emitting element 2 always emits light with a constant light emission amount. The emitted light is transmitted through a first optical fiber coupler 13 through an optical fiber 12 for signal light.
Is guided to. Further, the temperature of the optical component temperature holding attachment member 8 is constantly detected by the second temperature sensor 10 attached to the optical component temperature holding attachment member 8, and the detection output is sent to the second temperature controller 11. By outputting the output, the second Peltier element 9 is controlled by the second temperature controller 11 and the temperature of the optical component temperature holding attachment member 8 is constantly maintained at the second temperature.
The temperature is maintained at T2.

【0039】これにより、常時光学部品温度保持用取着
部材8に取着された光学部品温度保持ユニットの各光学
部品が第2温度T2に保持されることになる。この第2
温度T2に保持された第1光ファイバカプラ13で発光
素子2からの発光光は、信号光用光ファイバ12と参照
光用光ファイバ16との光結合を行って、発光光は2分
岐される。この2分岐された一方の発光光は、第1光フ
ァイバカプラ13から信号光用光ファイバ12に導波さ
れ、第1光コネクタ14を経由して物理量検出センサ1
5の信号光部15aと信号光用光ファイバ12の出射端
との間隙を通して、この信号光部15aに照射される。
信号光部15aは、加わる物理量に応じて変位するとと
もに、物理量検出センサ15にかかる温度変化による熱
膨張、ヤング率の温度変化に依存して変位し、これらの
変位により信号光部15aと信号光用光ファイバ12の
出射端との間隙も変動する。
Thus, each optical component of the optical component temperature holding unit attached to the optical component temperature holding attachment member 8 is always maintained at the second temperature T2. This second
The emitted light from the light emitting element 2 is optically coupled between the signal light optical fiber 12 and the reference light optical fiber 16 by the first optical fiber coupler 13 held at the temperature T2, and the emitted light is split into two. . One of the two branched light beams is guided from the first optical fiber coupler 13 to the signal light optical fiber 12 and passes through the first optical connector 14 to the physical quantity detection sensor 1.
No. 5 through the gap between the signal light portion 15a and the output end of the signal light optical fiber 12, the signal light portion 15a is irradiated.
The signal light section 15a is displaced in accordance with the applied physical quantity, and is also displaced in accordance with the thermal expansion and the Young's modulus temperature change due to the temperature change applied to the physical quantity detection sensor 15. The signal light section 15a and the signal light are displaced by these displacements. The gap between the optical fiber 12 and the emission end also varies.

【0040】信号光部15aの反射面と信号光用光ファ
イバ12の出射端との間の間隙が変動すると、その変動
量に応じて信号光部15aの反射面から信号光用光ファ
イバ12の出射端に入射される反射光の光量が変化す
る。その変化した反射光が信号光用光ファイバ12の出
射端に計測用の信号光として再び入射されると、信号光
は第1光コネクタ14、信号光用光ファイバ12、第1
光ファイバカプラ13、信号光用光ファイバ12aを経
由して信号検出用光検出器17に導波され、そこで計測
信号に変換されて第1増幅部18に入力される。一方、
上記第1光ファイバカプラ13で参照光用光ファイバ1
6に分岐された発光光は、第2光ファイバカプラ19に
導波される。第2光ファイバカプラ19では、参照光用
光ファイバ16が光ファイバ16a,16bとに分岐さ
れており、参照光用光ファイバ16に導波された発光光
は参照光用光ファイバ16aと光ファイバ16bと光結
合して、参照光用光ファイバ16aにそのまま導波され
る参照信号光と、光ファイバ16bに導波されるドライ
バ信号光とに分岐される。
When the gap between the reflection surface of the signal light section 15a and the output end of the signal light optical fiber 12 fluctuates, the reflection surface of the signal light section 15a moves from the reflection surface of the signal light section 15a in accordance with the amount of the fluctuation. The amount of reflected light incident on the emission end changes. When the changed reflected light is again incident on the emission end of the optical fiber for signal light 12 as signal light for measurement, the signal light is transmitted to the first optical connector 14, the optical fiber for signal light 12, and the first optical connector 12.
The light is guided to the signal detection photodetector 17 via the optical fiber coupler 13 and the signal light optical fiber 12a, where it is converted into a measurement signal and input to the first amplifier 18. on the other hand,
The first optical fiber coupler 13 uses the reference light optical fiber 1
The emitted light branched into 6 is guided to the second optical fiber coupler 19. In the second optical fiber coupler 19, the reference light optical fiber 16 is branched into optical fibers 16a and 16b, and the emitted light guided by the reference light optical fiber 16 is divided into the reference light optical fiber 16a and the optical fiber. The optical signal is coupled to the optical fiber 16b, and the optical signal is branched into a reference signal light guided as it is to the optical fiber for reference light 16a and a driver signal light guided to the optical fiber 16b.

【0041】光ファイバ16bに導波されたドライバ信
号光は、ドライバ信号用光検出器20で受光され、ドラ
イバ信号光を発光素子ドライバ7に出力する。これによ
り、発光素子ドライバ7は、ドライバ信号用光検出器2
0の出力に応じて発光素子2を自動電力制御して駆動
し、この点からも発光素子2が一定の光量で発光するこ
とになる。また、第2光ファイバカプラ19で参照光用
光ファイバ16に分岐された参照信号光は、参照光用光
ファイバ16a、光コネクタ21を通って参照光用光フ
ァイバ16の出射端から物理量検出センサ15の参照光
部15bに照射する。この参照光部15bは、物理量に
より変位しない剛性を保持して形成されており、参照光
部15b(反射面)と参照光用光ファイバ16の出射端
との間の間隙は、物理量に応じて変化はしないが、物理
量検出センサ15と参照光用光ファイバ16とにかかる
温度変化による熱膨張により変化する。この変化によ
り、参照光部15bの反射面から反射される反射光が変
化して、参照光用光ファイバ16の出射端に再入射され
る参照信号光の光量が変化する。
The driver signal light guided to the optical fiber 16b is received by the driver signal photodetector 20, and outputs the driver signal light to the light emitting element driver 7. As a result, the light emitting element driver 7 operates the light detector 2 for driver signal.
The light emitting element 2 is driven by automatic power control according to the output of 0, and from this point, the light emitting element 2 emits light with a constant light amount. The reference signal light branched into the reference light optical fiber 16 by the second optical fiber coupler 19 passes through the reference light optical fiber 16a and the optical connector 21 and from the output end of the reference light optical fiber 16 to the physical quantity detection sensor. Irradiate 15 reference light portions 15b. The reference light portion 15b is formed while maintaining rigidity that is not displaced by a physical quantity. It does not change, but changes due to thermal expansion due to a temperature change applied to the physical quantity detection sensor 15 and the reference light optical fiber 16. Due to this change, the reflected light reflected from the reflecting surface of the reference light portion 15b changes, and the light amount of the reference signal light re-entering the emission end of the reference light optical fiber 16 changes.

【0042】この参照光用光ファイバ16に再入射され
た参照光部15bの反射光が参照信号光として、光コネ
クタ21、参照光用光ファイバ16aを通って第2光フ
ァイバカプラ19に導波され、そこで光ファイバ16c
に分岐されて、参照信号用光検出器22に受光され、電
気信号である参照信号として第2増幅部23に入力され
る。次に、第1増幅部18、第2増幅部23以降の信号
処理系の動作について図2、図3に示すフローチャート
を参照しながら説明する。この図2、図3で示すフロー
チャートは、CPU26により実行されるの処理手順を
示すものであり、図2はその前段の処理手順を示し、図
3はその後段の処理手順を示している。まず、図2に示
すステップS1において、上記(6)式で示した校正関
数係数(以下、「関数」と称する)Fref<T0>(T)を
ROM25に記憶しておくとともに、上記(10)式で
示した関数Fnorm<P0,T0>(P,T)をROM25に
記憶しておく。
The reflected light of the reference light portion 15b re-entered into the reference light optical fiber 16 is guided to the second optical fiber coupler 19 through the optical connector 21 and the reference light optical fiber 16a as reference signal light. Where the optical fiber 16c
, And is received by the reference signal photodetector 22 and input to the second amplifier 23 as a reference signal which is an electric signal. Next, the operation of the signal processing system after the first amplifying unit 18 and the second amplifying unit 23 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The flowcharts shown in FIGS. 2 and 3 show the processing procedure executed by the CPU 26. FIG. 2 shows the processing procedure of the preceding stage, and FIG. 3 shows the processing procedure of the subsequent stage. First, in step S1 shown in FIG. 2, the calibration function coefficient (hereinafter referred to as “function”) F ref <T0> (T) shown in the above equation (6) is stored in the ROM 25, and The function F norm <P0, T0> (P, T) shown in the equation is stored in the ROM 25.

【0043】この状態で、物理量検出センサ15の一定
温度T0での物理量検出センサ15の参照光部15bか
ら計測した参照信号Vref(T0)は、参照信号用光検出器
22で検出され、第2増幅部23を経由してA/D変換
器24でディジタル信号に変換されてCPU26に初期
値データとして入力される(ステップS2)。同様にし
て、物理量検出センサ15の一定温度T0および一定物
理量P0での物理量検出センサ15の信号光部15aか
ら計測した、計測信号Vsig(P0,T0)は、信号検出用
光検出器17で検出され、第1増幅部18を経由してA
/D変換器24でディジタル信号化されてCPU26に
同じく初期値データとし入力される(ステップS2)。
次に、物理量検出センサ15の任意の実際の計測時の温
度Tにおける物理量検出センサ15の参照光部15bか
ら計測した参照信号Vref(T)は、第2増幅部23を経
由してA/D変換器24でディジタル信号化されてCP
U26に参照光測定値データとして入力される(ステッ
プS3)。
In this state, the reference signal V ref (T 0 ) measured from the reference light portion 15b of the physical quantity detection sensor 15 at the constant temperature T 0 of the physical quantity detection sensor 15 is detected by the reference signal photodetector 22. The signal is converted into a digital signal by the A / D converter 24 via the second amplifying unit 23 and input to the CPU 26 as initial value data (step S2). Similarly, the measurement signal V sig (P 0 , T 0 ) measured from the signal light portion 15a of the physical quantity detection sensor 15 at the constant temperature T 0 and the constant physical quantity P 0 of the physical quantity detection sensor 15 is a signal detection light. Detected by the detector 17 and passed through the first amplification unit 18 to A
The signal is converted into a digital signal by the / D converter 24 and input to the CPU 26 as initial value data (step S2).
Next, the reference signal V ref (T) measured from the reference light section 15b of the physical quantity detection sensor 15 at an arbitrary actual temperature T of the physical quantity detection sensor 15 is transmitted to the A / A via the second amplification section 23. It is converted into a digital signal by the D
U26 is input as reference light measurement value data (step S3).

【0044】同様にして、物理量検出センサ15の温度
Tにおける物理量検出センサ15の信号光部15aから
の計測信号Vsig(P,T)は、第1増幅部18を経由し
てA/D変換器24でディジタル信号化されて信号光測
定値データとしてCPU26に入力される(ステップS
3)。次に、CPU26では、物理量検出センサ15の
参照光部15bから得られる参照信号の規格化を行う。
この場合、上記(5)式で示したように、Vref(T)/
ref(T0)の除算をする(ステップS4)。同様にし
て、物理量検出センサ15の信号光部15aからの計測
信号の規格化を行う。この場合、上記(7)式で示した
ように、Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)の除算をする
(ステップS4)。次に、図3のフローチャートに示す
ようなCPU26の処理手順に移行する。ステップS5
では、温度換算処理を行う。この場合、物理量検出セン
サ15の温度Tと一定温度T0でのそれぞれの物理量検
出センサ15の参照光部15bから得られるそれぞれの
参照信号の比、すなわち、上記(5)式で示した規格化
された信号Vref(T)/Vref(T0)が上記校正した関数
ref<T0>(T)と等しい、すなわち、 Vref(T)/Vref(T0)=Fref<T0>(T) として物理量検出センサ15の温度Tを求める(ステッ
プS5)。図12は、この校正した関数F
ref<T0>(T)と温度との関係を示している。
Similarly, the measurement signal V sig (P, T) from the signal light section 15 a of the physical quantity detection sensor 15 at the temperature T of the physical quantity detection sensor 15 is subjected to A / D conversion via the first amplification section 18. Is converted into a digital signal by the detector 24 and input to the CPU 26 as signal light measurement value data (step S
3). Next, the CPU 26 normalizes the reference signal obtained from the reference light unit 15b of the physical quantity detection sensor 15.
In this case, as shown in the above equation (5), V ref (T) /
Divide V ref (T 0 ) (step S4). Similarly, the measurement signal from the signal light section 15a of the physical quantity detection sensor 15 is normalized. In this case, the division of V sig (P, T) / V sig (P 0 , T 0 ) is performed as shown in the above equation (7) (step S4). Next, the process proceeds to the processing procedure of the CPU 26 as shown in the flowchart of FIG. Step S5
Then, a temperature conversion process is performed. In this case, the ratio of the reference signal obtained from the reference light section 15b of each physical quantity detection sensor 15 at the temperature T of the physical quantity detection sensor 15 and the constant temperature T 0 , that is, the normalization expressed by the above equation (5) The obtained signal V ref (T) / V ref (T 0 ) is equal to the calibrated function F ref <T 0> (T), that is, V ref (T) / V ref (T 0 ) = F ref <T 0 The temperature T of the physical quantity detection sensor 15 is determined as > (T) (step S5). FIG. 12 shows this calibrated function F
The relationship between ref <T0> (T) and temperature is shown.

【0045】このようにして、物理量検出センサ15の
温度Tを換算する場合の一定温度T 0での物理量検出セ
ンサ15の参照光部15bの反射光から得られる参照信
号で規格化することにより、物理量検出センサ15を、
光学部品温度保持用取着部材8に取着された参照光用光
ファイバ16と接続する際に、光コネクタ21等の接続
部の接続光損失を、比を取ることにより補正することが
できる。次に、物理量検出センサ15の温度Tにおける
物理量Pの計測について説明する。物理量検出センサ1
5の信号光部15aの反射光から検出された計測信号V
sig(P,T)は、第1増幅部18を経由してA/D変換
器24でディジタル信号に変換されてCPU26に入力
される。また、物理量検出センサ15の一定温度T0
よび一定物理量P0での物理量検出センサ15の信号光
部15aから検出された計測信号Vsig(P0,T0)が第
1増幅部18を経由してA/D変換器24でディジタル
信号に変換されてCPU26に入力される。これらの計
測信号の比、すなわち上記(7)式で示したようにし
て、Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)として物理量検出
センサ15の信号光部15aから検出された計測信号を
規格化する。
Thus, the physical quantity detection sensor 15
Constant temperature T when converting temperature T 0Physical quantity detection
The reference signal obtained from the reflected light of the reference light portion 15b of the sensor 15
By standardizing the physical quantity detection sensor 15,
Reference light beam attached to the optical component temperature holding attachment member 8
When connecting to the fiber 16, connect the optical connector 21 or the like.
Can be corrected by taking the ratio
it can. Next, at the temperature T of the physical quantity detection sensor 15,
The measurement of the physical quantity P will be described. Physical quantity detection sensor 1
5 is the measurement signal V detected from the reflected light of the signal light unit 15a.
sig(P, T) is A / D converted via the first amplifying unit 18.
Is converted into a digital signal by the detector 24 and input to the CPU 26
Is done. Also, the constant temperature T of the physical quantity detection sensor 150You
And constant physical quantity P0Signal light of the physical quantity detection sensor 15 at
Measurement signal V detected from unit 15asig(P0, T0) Is
1 Digitally converted by the A / D converter 24 via the amplifying unit 18
The signal is converted into a signal and input to the CPU 26. These totals
The ratio of the measured signals, ie, as shown in the above equation (7),
And Vsig(P, T) / Vsig(P0, T0) As physical quantity detection
The measurement signal detected from the signal light section 15a of the sensor 15 is
Standardize.

【0046】すなわち、上記(8)式で示したように、 Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)=F
sig<P0,T0>(P,T) とする。物理量検出センサ15の信号光部の温度をパラ
メータとした関数Fsig<P0, T0>(P,T)と物理量
(圧力)との関係の例が上記図13に示されている。上
記のように、図13から物理量検出センサ15の温度に
より、物理量検出センサ15の零点の変動と共に出力感
度も、物理量検出センサ15のヤング率の温度変化によ
り変化しており、零点の温度影響の補正だけでは不充分
であることがわかる。
That is, as shown in the above equation (8), V sig (P, T) / V sig (P 0 , T 0 ) = F
Let sig <P0, T0> (P, T). FIG. 13 shows an example of the relationship between the function F sig <P0, T0> (P, T) using the temperature of the signal light portion of the physical quantity detection sensor 15 as a parameter and the physical quantity (pressure). As described above, according to the temperature of the physical quantity detection sensor 15, the output sensitivity together with the fluctuation of the zero point of the physical quantity detection sensor 15 changes due to the temperature change of the Young's modulus of the physical quantity detection sensor 15 from FIG. It can be seen that correction alone is not sufficient.

【0047】図9は、物理量検出センサ15をINCO
NEL718で構成した場合のヤング率の温度変化(0
℃〜600℃)の関係を示している。このように、物理
量検出センサ15に加わる一定物理量P0、一定温度T0
の出力で規格化することにより、上記の場合と同様にし
て、物理量検出センサ15を信号光用光ファイバ12に
接続する際の光コネクタ14の接続部の接続光の損失比
を、比を取って補正することができる。さらに、CPU
26は、上記(7)式で示した計測信号の比と、上記
(5)式で示した参照信号の比を上記(9)式に示すよ
うに取る。この(9)式における分母[Vref(T)/V
ref(T0)]の校正関数をFref<T 0>(T)とし、(9)
式の分子[Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)]の校正関
数をFsig<P0,T0>(P,T)とすると、上記(9)
式の左辺は、Fsig<P0, T0>(P,T)/F
ref<T0>(T)となり、このときの校正関数F
norm<P0,T 0>(P,T)が等しい、すなわち、上記
(10)式に示すように、 Fsig<P0,T0>(P,T)/Fref<T0>(T)=F
norm<P0,T0>(P,T) とする。
FIG. 9 shows the physical quantity detection sensor 15
Temperature change of the Young's modulus (0
C. to 600 C.). Thus, the constant physical quantity P 0 applied to the physical quantity detection sensor 15 and the constant temperature T 0
In the same manner as described above, the loss ratio of the connection light of the connection portion of the optical connector 14 when the physical quantity detection sensor 15 is connected to the optical fiber 12 for signal light can be calculated. Can be corrected. Furthermore, CPU
26 takes the ratio of the measurement signal shown in the above equation (7) and the ratio of the reference signal shown in the above equation (5) as shown in the above equation (9). The denominator [V ref (T) / V in this equation (9)
ref (T 0 )] is F ref <T 0> (T), and (9)
If the calibration function of the numerator [V sig (P, T) / V sig (P 0 , T 0 )] in the equation is F sig < P 0 , T 0 > (P, T), the above (9)
The left side of the equation is F sig <P0, T0> (P, T) / F
ref <T0> (T), and the calibration function F at this time
norm <P0, T0 > (P, T) is equal, that is, as shown in the above equation (10), Fsig <P0, T0> (P, T) / Fref <T0> (T) = F
norm <P0, T0> (P, T).

【0048】図14は、物理量検出センサ15の温度を
パラメータとした場合のこの(10)式の校正関数F
norm<P0,T0>(P,T)の例を示している。このよう
に、第1の実施の形態においては、すでに述べたごと
く、上記(9)式の分母の[Vref(T)/Vref(T0)]
と校正関数Fref<T0>(T)とが等しいとして、数値計
算により物理量検出センサ15の温度Tを求めて(1
0)式の右辺に代入し、左辺は計測値として、同様に数
値計算を行って、最終的に物理量検出センサ15の温度
補償を行うことにより、物理量検出センサ15の信号光
部15aから検出される物理量Pの算出(例えば圧力換
算)を行う(ステップS6)。
FIG. 14 shows the calibration function F of the equation (10) when the temperature of the physical quantity detection sensor 15 is used as a parameter.
An example of norm <P0, T0> (P, T) is shown. As described above, in the first embodiment, as described above, [V ref (T) / V ref (T 0 )] of the denominator of the above equation (9).
And the calibration function Fref <T0> (T) are equal, the temperature T of the physical quantity detection sensor 15 is obtained by numerical calculation (1
0) is substituted into the right side of the equation, and the left side is similarly measured as a measured value, and the same numerical calculation is performed. Finally, the temperature of the physical quantity detection sensor 15 is compensated, so that it is detected from the signal light section 15a of the physical quantity detection sensor 15. The physical quantity P is calculated (for example, pressure conversion) (step S6).

【0049】この算出された物理量Pは、CPU26か
らD/A変換器27でアナログ信号に変換されて表示器
28に送出され、そこで表示されるとともに、アナログ
出力29としても出力される。ステップS6で物理量P
の算出を行うと、CPU26は、物理量検出センサ15
による次の物理量の計測を行うか、否かの判断をステッ
プS7で行い、その判断の結果、次の物理量の計測を行
わないと判断した場合には、上記一連の処理を終了す
る。また、次の物理量の計測をさらに行う場合には、再
度図2のステップS3の処理に戻り、再び上記ステップ
S3からステップS7までの一連の処理手順を繰り返
す。この第1の実施の形態では、校正した関数の係数だ
けをROM25に記憶しておき、解を求めるプログラム
処理を実行する。したがって、このプログラムを実行す
るための計算に多少の時間がかかることになるが、RO
M25への記憶情報量は少なくて済むという利点がある
ことになる。
The calculated physical quantity P is converted from a CPU 26 into an analog signal by a D / A converter 27 and sent to a display 28, where it is displayed and also output as an analog output 29. In step S6, the physical quantity P
Is calculated, the CPU 26 sets the physical quantity detection sensor 15
A determination is made in step S7 as to whether or not the next physical quantity is to be measured in step S7. If it is determined that the next physical quantity is not to be measured, the above series of processing is terminated. When the measurement of the next physical quantity is further performed, the process returns to step S3 in FIG. 2 again, and the series of processing steps from step S3 to step S7 is repeated again. In the first embodiment, only the coefficients of the calibrated function are stored in the ROM 25, and a program process for finding a solution is executed. Therefore, the calculation for executing this program takes some time.
This has the advantage that the amount of information stored in M25 is small.

【0050】このように、本発明の第1の実施の形態で
は、第2ペルチェ素子9で光学部品温度保持用取着部材
8の温度を第2温度T2に一定に保持するように温度制
御して光学部品温度保持ユニットを構成する各光学部品
の温度を一定に保持することにより、各光学部品の温度
影響を除去するとともに、光源としての発光素子2を含
む発光素子モジュール1を第1ペルチェ素子3で第1温
度T1に制御することにより発光素子2を2重に温度制
御され、その発光光量の高安定化が図られる。また、物
理量検出センサ15に物理量によって変位しない参照光
部15bを設け、しかもこの参照光部15bからの参照
信号を第2温度T2に一定に保持された参照光用光ファ
イバ、光コネクタ21等経由で検出し、また、物理量に
よって変位する物理量検出センサ15の信号光部15a
からの計測信号を第2温度T2に一定に保持された信号
光用光ファイバ12も光コネクタ14等経由で検出し、
この参照信号と計測信号との比と、ROM25に記憶さ
れた校正関数とを照合して、温度を求め、温度、熱膨
張、ヤング率の影響を補償した物理量を算出するように
しているから、物理量検出センサ15のトータルとして
の零点の変化、感度の変化等の温度影響を補償した高精
度な物理量計測を可能とすることができる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the temperature is controlled by the second Peltier element 9 so that the temperature of the optical component temperature holding attachment member 8 is kept constant at the second temperature T2. By keeping the temperature of each optical component constituting the optical component temperature holding unit constant, the temperature effect of each optical component is eliminated and the light emitting element module 1 including the light emitting element 2 as a light source is connected to the first Peltier element. By controlling the first temperature T1 in step 3, the temperature of the light emitting element 2 is doubly controlled, and the amount of emitted light is stabilized. Further, the physical quantity detection sensor 15 is provided with a reference light section 15b which is not displaced by a physical quantity, and furthermore, a reference signal from the reference light section 15b is passed through an optical fiber for reference light, an optical connector 21 or the like which is kept constant at the second temperature T2. And a signal light portion 15a of the physical quantity detection sensor 15 which is displaced by a physical quantity.
The optical fiber 12 for signal light, which is maintained at a constant temperature at the second temperature T2, is also detected via the optical connector 14 and the like,
Since the ratio between the reference signal and the measurement signal is compared with a calibration function stored in the ROM 25, a temperature is obtained, and a physical quantity that compensates for the effects of temperature, thermal expansion, and Young's modulus is calculated. High-accuracy physical quantity measurement that compensates for temperature effects such as a change in zero point and a change in sensitivity as a total of the physical quantity detection sensor 15 can be performed.

【0051】次に、本発明のファイバを用いた物理量検
出装置および物理量検出方法の第2の実施の形態につい
て説明する。図4は、この第2の実施の形態の構成を示
すブロック図である。この図4に示す第2の実施の形態
は、上記図1で示した第1の実施の形態よりも処理速度
の高速化を図ったものである。この図4において、図1
と同一部分には同一符号を付して、重複説明を避け、図
1とは異なる部分を重点的に説明する。この図4を図1
と比較しても明らかなように、図4では図1で示したC
PU26に代えて、コントロール回路30を設けたもの
であり、このコントロール回路30は、A/D変換器2
4、ROM25,D/A変換器27を制御するようにし
ている。その他の構成は、図1と同様である。この図4
に示す第2の実施の形態では、上記第1の実施の形態の
ようにソフトウェア(プログラム)を使用することに代
えて、ロジック回路、例えば、PLD(プログラマブル
・ロジック・デバイス等)等でハードウェア的に処理し
て温度補償された物理量P(例えば、流体の圧力)を出
力する場合の実施の形態である。
Next, a description will be given of a second embodiment of a physical quantity detecting device and a physical quantity detecting method using a fiber according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment. The second embodiment shown in FIG. 4 aims at a higher processing speed than the first embodiment shown in FIG. In FIG. 4, FIG.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be avoided, and parts different from FIG. 1 will be mainly described. This FIG.
As is apparent from comparison with FIG.
A control circuit 30 is provided in place of the PU 26. The control circuit 30 includes an A / D converter 2
4. The ROM 25 and the D / A converter 27 are controlled. Other configurations are the same as those in FIG. This FIG.
In the second embodiment shown in FIG. 7, instead of using software (program) as in the first embodiment, a hardware such as a PLD (programmable logic device, etc.) This is an embodiment in the case where a physical quantity P (for example, pressure of a fluid) which is subjected to a special process and is temperature-compensated is output.

【0052】図5、図6は、第2の実施の形態における
CPU26の処理手順を示すフローチャートでり、この
うち、図5は、その前段の処理手順を示すフローチャー
トであり、図6は、後段の処理手順を示すフローチャー
トである。まず、図5に示すフローチャートにおいて、
ステップS2〜ステップS4までの処理は、上記第1実
施の形態で説明した図5に示すフローチャートにおける
ステップS2〜ステップS4と全く同じである。したが
って、その部分の説明は、第2の実施の形態では省略す
る。この第2の実施の形態では、上記第1の実施の形態
の場合のように、ソフトウェア(プログラム)を使用せ
ずに、ハードウェア的に処理して物理量検出センサ15
の温度補償された物理量P(例えば、流体の圧力など)
を得るものである。
FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing the processing procedure of the CPU 26 according to the second embodiment, of which FIG. 5 is a flowchart showing the processing procedure of the preceding stage, and FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of FIG. First, in the flowchart shown in FIG.
The processing from step S2 to step S4 is exactly the same as step S2 to step S4 in the flowchart shown in FIG. 5 described in the first embodiment. Therefore, the description of that portion is omitted in the second embodiment. In the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the physical quantity detection sensor 15 performs processing in hardware without using software (program).
Temperature-compensated physical quantity P (eg, fluid pressure, etc.)
Is what you get.

【0053】すなわち、上記第1の実施の形態における
図2のフローチャートのステップS4で得られたよう
に、最終的に必要とする物理量分解能(精度)に対応し
た物理量検出センサ15の温度Tと一定温度T0の場合
の各物理量検出センサ15の参照光部15bからの参照
信号Vref(T)とVref(T0)との比、すなわち、V
ref(T)/Vref(T0)の校正関数Fref<T0>(T)と、
上記(9)式で示した各物理量検出センサ15の信号光
部15aから検出された各物理量検出センサ15の温度
T,一定温度T0のそれぞれの場合の計測信号の比、す
なわち、Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)の校正関数F
sig<P0,T0>(P,T)とから計算した校正データ表
を数値データとしてROM25に書き込んでおく(図6
のステップS8)。すなわち、ROM25の領域を物理
量検出センサ15の温度を換算する温度換算データ領域
とその換算した温度での物理量検出センサ15の信号光
部15aで検出された物理量(例えば、流体の圧力)に
換算するデータ領域の二つに分ける。
That is, as obtained in step S4 of the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment, the temperature T of the physical quantity detection sensor 15 corresponding to the finally required physical quantity resolution (accuracy) is constant. The ratio between the reference signals V ref (T) and V ref (T 0 ) from the reference light unit 15b of each physical quantity detection sensor 15 at the temperature T 0 , that is, V
ref (T) / V ref (T 0 ) calibration function F ref <T 0> (T);
The ratio of the measurement signal at each of the temperature T of each of the physical quantity detection sensors 15 and the constant temperature T 0 detected from the signal light portion 15a of each of the physical quantity detection sensors 15 shown in the above equation (9), that is, V sig ( P, T) / V sig (P 0 , T 0 ) calibration function F
The calibration data table calculated from sig <P0, T0> (P, T) is written in the ROM 25 as numerical data (FIG. 6).
Step S8). That is, the area of the ROM 25 is converted into a temperature conversion data area for converting the temperature of the physical quantity detection sensor 15 and a physical quantity (for example, fluid pressure) detected by the signal light unit 15a of the physical quantity detection sensor 15 at the converted temperature. Divide into two data areas.

【0054】この二つに分けられたROM25の領域の
うち、温度換算データ領域には、上記(10)式で示し
た校正関数Fref<T0>(T)の値をメモリアドレスに対
応させる。このメモリアドレスには、物理量検出センサ
15の所定温度下での物理量データ(例えば、流体の圧
力データ)を納めたスタートアドレス(例えば、無負荷
時データアドレス)を格納しておく。また、物理量に換
算するデータ領域には、上記(10)式で示した校正関
数F norm<P0,T0>(P,T)の値に対応するアドレス
を上記スタートアドレスを始めとして振り分けておき、
このアドレスに対応する物理量を格納しておき、その物
理量をコントロール回路30により読み出すことによ
り、物理量検出センサ15の信号光部15aで検出され
た計測信号を物理量に換算する。このコントロール回路
30により換算された物理量は、コントロール回路30
により、D/A変換器27に出力され、そこで第1の実
施の形態の場合と同様にしてアナログ信号に変換された
後、表示器28に出力されるとともに、アナログ出力2
9としても出力される。
The area of the ROM 25 divided into these two
In the temperature conversion data area, the above equation (10) is used.
Calibration function Fref <T0>(T) value to memory address
Respond. This memory address contains a physical quantity detection sensor
15 physical quantity data (for example, fluid pressure
Start address (for example, no load)
Time data address). Also, in terms of physical quantities,
In the data area to be calculated, the calibration function shown in the above equation (10) is used.
Number F norm <P0, T0>Address corresponding to the value of (P, T)
Is distributed starting from the above start address,
Store the physical quantity corresponding to this address, and
By reading the physical quantity by the control circuit 30,
Detected by the signal light portion 15a of the physical quantity detection sensor 15.
The measured signal is converted into a physical quantity. This control circuit
The physical quantity converted by the control circuit 30
Is output to the D / A converter 27, where the first actual
Converted to analog signals in the same way as in the embodiment.
After that, while being output to the display 28, the analog output 2
9 is also output.

【0055】この第2の実施の形態では、物理量検出セ
ンサ15の信号光部15aで検出した物理量の計測信号
の比Vref(T)/Vref(T0)から上記(6)式を使用し
て温度換算表をROM25に記憶しておく必要がなく、
測定した参照信号の比Vref(T)/Vref(T0)、上記
(9)式で示した[Vsig(P,T)/Vsig(P0,T0)]
/[Vref(T)/Vref(T0)]の値に対応したROM2
5のメモリアドレスにあるディジタル物理量の値を読み
出すだけで良く、したがって、第1の実施の形態の場合
よりも高速処理が可能である。なお、ROM25の記憶
容量が増大するが、現在のメモリ容量、クロック速度を
考慮すれば、特段問題にはならない。なお、本発明は、
上述し、かつ図面に示す実施の形態にのみ限定されるこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で種々変形して実
施することができる。例えば、図7に示す第3の実施の
形態は、図1および図4に示した第1の実施の形態およ
び第2の実施の形態に対し、光ファイバカプラを追加
し、発光素子2から信号検出用光検出器および参照信号
光検出器に至るまでの過程における光ファイバカプラの
通過回数を等しくし、信号光の透過ロスを等しくして計
測精度を向上させたものである。尚、この第3の実施の
形態において、第1および第2の実施の形態と共通する
部分は、その説明は省略し、異なる部分についてのみ説
明する。
In the second embodiment, the above equation (6) is used from the ratio V ref (T) / V ref (T 0 ) of the physical quantity measurement signal detected by the signal light section 15a of the physical quantity detection sensor 15. There is no need to store the temperature conversion table in the ROM 25,
The ratio V ref (T) / V ref (T 0 ) of the measured reference signal, [V sig (P, T) / V sig (P 0 , T 0 )] shown in the above equation (9).
ROM2 corresponding to the value of / [V ref (T) / V ref (T 0 )]
It is only necessary to read the value of the digital physical quantity at the memory address of No. 5, so that higher-speed processing is possible than in the case of the first embodiment. Although the storage capacity of the ROM 25 increases, there is no particular problem in consideration of the current memory capacity and clock speed. In addition, the present invention
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be variously modified and implemented without changing the gist thereof. For example, in the third embodiment shown in FIG. 7, an optical fiber coupler is added to the first and second embodiments shown in FIGS. The number of times of passage through the optical fiber coupler in the process up to the detection photodetector and the reference signal photodetector is equalized, and the transmission loss of the signal light is equalized to improve the measurement accuracy. In the third embodiment, the description of the parts common to the first and second embodiments will be omitted, and only different parts will be described.

【0056】図7において、31は共通の光ファイバ、
32は信号光用光ファイバ、33は参照光用光ファイ
バ、34はドライバ信号光用光ファイバ、35は第1光
ファイバカプラ、36は第2光ファイバカプラ、37は
第3光ファイバカプラ、38〜42は光コネクタであ
る。発光モジュール1内の発光素子2から発せられる発
光光は、共通ファイバ31から第1光ファイバカプラ3
5により、信号光用光ファイバ32と参照光用光ファイ
バ33とに分岐される。このうち、信号光用光ファイバ
32に導波された発光光は、第2光ファイバカプラ36
に分岐され、光コネクタ38、信号光用光ファイバ32
を経て、その出射端から、間隙を隔てられた物理量検出
センサ(例えば、圧力センサ)15の信号光部15aを
成す反射面に対し出射される。そして、信号光部15a
で反射された反射光は、信号光用光ファイバ32に入射
されて光コネクタ38、第2光ファイバカプラ36、光
コネクタ39を介して導波されて信号検出用光検出器1
7により計測信号に変換される。
In FIG. 7, 31 is a common optical fiber,
32 is an optical fiber for signal light, 33 is an optical fiber for reference light, 34 is an optical fiber for driver signal light, 35 is a first optical fiber coupler, 36 is a second optical fiber coupler, 37 is a third optical fiber coupler, 38 Reference numerals 42 are optical connectors. Light emitted from the light emitting element 2 in the light emitting module 1 is transmitted from the common fiber 31 to the first optical fiber coupler 3.
5, the light is branched into an optical fiber 32 for signal light and an optical fiber 33 for reference light. The light emitted from the optical fiber for signal light 32 is transmitted to the second optical fiber coupler 36.
Optical connector 38, signal light optical fiber 32
Then, the light is emitted from the emission end to the reflection surface forming the signal light portion 15a of the physical quantity detection sensor (for example, pressure sensor) 15 separated by a gap. Then, the signal light unit 15a
Is reflected by the optical fiber 32 for signal light, is guided through the optical connector 38, the second optical fiber coupler 36, and the optical connector 39, and is detected by the optical detector 1 for signal detection.
7 converts it into a measurement signal.

【0057】一方、第1光ファイバカプラ35により分
岐された発光素子2からの発光光は、参照光用光ファイ
バ33により導波され、第3光ファイバカプラ37、光
コネクタ40、参照光用光ファイバ33を経て、その出
射端から、所定の間隔を隔てられた物理量検出センサ1
5の参照光部15bを成す反射面に対し出射される。そ
して、参照光部15bで反射された反射光は、参照光用
光ファイバ33に入射されて、光コネクタ40、第3光
ファイバカプラ37、参照光用光ファイバ33、光コネ
クタ41等を介して導波されて参照信号用光検出器22
により参照信号に変換される。さらに、第1光ファイバ
カプラ35により分岐された発光素子2からの発光光
は、参照光用光ファイバ33により導波され、第3光フ
ァイバカプラ37、ドライバ信号光用光ファイバ34、
光コネクタ42を経てドライバ信号用光検出器20に入
射され、ドライバ信号に変換される。このようにして変
換された計測信号、参照信号およびドライバ信号の以降
の処理については、第1の実施の形態において説明した
ところとほぼ同様であるので、その説明は、省略する。
このように、発光素子2から発光された発光光が信号検
出用光検出器17および参照信号光検出器22に至るま
での光路中に介在する光ファイバカプラの数と光コネク
タの数とが同数となるため、信号光と参照光の輝度レベ
ルが概ね揃えられることとなり、計測信号と参照信号と
が同一精度で求められ、延いては、物理量により正確に
対応したデータが得られることになる。
On the other hand, the emitted light from the light emitting element 2 branched by the first optical fiber coupler 35 is guided by the reference light optical fiber 33, and the third optical fiber coupler 37, the optical connector 40, the reference light The physical quantity detection sensor 1 is separated from the emission end via the fiber 33 by a predetermined distance.
No. 5 is emitted to the reflection surface forming the reference light portion 15b. Then, the reflected light reflected by the reference light unit 15b enters the reference light optical fiber 33, and passes through the optical connector 40, the third optical fiber coupler 37, the reference light optical fiber 33, the optical connector 41, and the like. Guided photodetector 22 for reference signal
Is converted into a reference signal. Further, the emitted light from the light emitting element 2 branched by the first optical fiber coupler 35 is guided by the reference light optical fiber 33, and the third optical fiber coupler 37, the driver signal light optical fiber 34,
The light enters the driver signal photodetector 20 via the optical connector 42 and is converted into a driver signal. Subsequent processing of the measurement signal, the reference signal, and the driver signal thus converted is substantially the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
As described above, the number of optical fiber couplers and the number of optical connectors interposed in the optical path from the light emitted from the light emitting element 2 to the signal detection photodetector 17 and the reference signal photodetector 22 are the same. Therefore, the luminance levels of the signal light and the reference light are substantially equalized, the measurement signal and the reference signal are obtained with the same accuracy, and further, data corresponding more accurately to the physical quantity is obtained.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳しく説明したところから明らかな
ように、請求項1に記載の発明によれば、発光素子およ
びこの発光素子に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす
第1ペルチェ素子を内蔵して所定の第1温度を保持する
発光素子モジュールと、物理量に応じて変位する信号光
部および物理量に対して変位しない参照光部とを有する
物理量検出センサと、上記物理量検出センサの上記信号
光部に対向して間隙を隔てて出射端が配置され、上記発
光素子の発光光を導波して上記信号光部に照射し、かつ
上記信号光部からの反射光を入射して導波する信号光用
光ファイバと、上記物理量検出センサの上記参照光部と
所定の間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の
発光光を導波して上記参照光部に照射し、かつ上記参照
光部からの反射光を入射して導波する参照光用光ファイ
バと、上記発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバ
と上記参照光用光ファイバに分岐するとともに、上記信
号光用光ファイバで導波された上記信号光部からの反射
光を導波する第1光ファイバカプラと、上記第1光ファ
イバカプラで分岐された上記発光素子の発光光を上記参
照光用光ファイバに導波させるとともに、上記発光素子
のドライバ用として分岐させ、かつ上記参照光用光ファ
イバで導波された上記参照光部からの反射光を導波する
第2光ファイバカプラと、上記第1光ファイバカプラで
導波された上記信号光部からの反射光を受光して上記物
理量に応じた計測信号に変換する信号検出用光検出器
と、上記物理量検出センサと上記参照光用光ファイバと
にかかる温度変化量による上記参照光部の熱膨張による
変位に対応する反射光を上記参照光用光ファイバおよび
上記第2光ファイバカプラを経由して受光して参照信号
に変換する参照信号用光検出器と、上記第2光ファイバ
カプラで上記発光素子のドライバ用として分岐された上
記発光素子の発光光を受光して発光素子のドライバ信号
に変換するドライバ信号用光検出器と、上記発光素子モ
ジュール、上記第1光ファイバカプラ、上記第2光ファ
イバカプラ、上記信号検出用光検出器、上記参照信号用
光検出器、上記ドライバ信号用光検出器等の光学部品を
取着して第2ペルチェ素子により所定の第2温度を保持
する光学部品温度保持用取着部材と、を備える構成とし
たから、発光素子、光ファイバ、光ファイバカプラ、光
検出器等の光学部品は、所定の温度に光学部品温度保持
用取着部材で保持されると共に、特に温度影響の大きい
発光素子モジュールは、さらに独自の第1ペルチェ素子
により所定の温度に保持されて二重に温度保持管理され
ることになる結果、光学部品の温度による影響をほぼ確
実に排除でき、光ファイバの利点である耐熱性を活かし
た高温下の物理量をも安定して計測し得る光ファイバを
用いた物理量検出装置を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the light emitting device and the first Peltier device which has a heat absorbing or heat generating effect on the light emitting device are incorporated. A light emitting element module that holds a predetermined first temperature, a physical quantity detection sensor having a signal light section that is displaced in accordance with a physical quantity and a reference light section that is not displaced with respect to the physical quantity, and a signal light section of the physical quantity detection sensor. An emission end is disposed opposite to and with a gap therebetween, and the light emitted from the light emitting element is guided to irradiate the signal light, and the reflected light from the signal light is incident and guided. An optical fiber and an emission end are arranged at a predetermined distance from the reference light section of the physical quantity detection sensor, guide the light emitted from the light emitting element to irradiate the reference light section, and irradiate the reference light with the reference light. Reflected light from the part The reference light optical fiber that is incident and guided, and the light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and the light guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides reflected light from the signal light unit; and a waveguide that guides light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the reference light optical fiber; A second optical fiber coupler that branches off for the driver and guides the reflected light from the reference light portion guided by the reference light optical fiber; and the second optical fiber coupler guided by the first optical fiber coupler. A signal detection photodetector that receives reflected light from the signal light unit and converts it into a measurement signal corresponding to the physical quantity; and the reference light based on a temperature change amount applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. A reference signal photodetector for receiving reflected light corresponding to a displacement due to thermal expansion of the reference light via the reference light optical fiber and the second optical fiber coupler and converting the reflected light into a reference signal; and the second optical fiber coupler A driver signal light detector for receiving the light emitted from the light emitting element branched for a driver of the light emitting element and converting the light into a driver signal for the light emitting element; the light emitting element module; the first optical fiber coupler; Attach optical components such as a second optical fiber coupler, the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector, and maintain a predetermined second temperature by a second Peltier element. Optical components such as a light emitting element, an optical fiber, an optical fiber coupler, and a photodetector. The light-emitting element module, which is held by the attaching member and has a particularly large temperature influence, is further maintained at a predetermined temperature by the unique first Peltier element and is double-temperature-maintained. It is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber which can almost certainly eliminate the influence of temperature and can stably measure a physical quantity even at a high temperature utilizing the heat resistance which is an advantage of the optical fiber.

【0059】また、請求項2に記載の発明によれば、上
記請求項1に記載の発明が奏する効果に加えて、発光素
子から発光された発光光が信号検出用光検出器および参
照信号光検出器に至るまでの光路中に介在する光ファイ
バカプラの数と光コネクタの数とが同数となるため、信
号光と参照光の輝度レベルが概ね揃えられることとな
り、計測信号と参照信号とが同一精度で求められ、延い
ては、物理量により正確に対応したデータが得られる光
ファイバを用いた物理量検出装置を提供することができ
る。また、請求項3に記載の発明によれば、発光素子モ
ジュールが、その内部に設けた第1温度センサで検出し
た温度を基に第1温度コントローラにより上記第1ペル
チェ素子を制御することにより上記第1温度に保持され
るように構成したから、発光素子モジュールが常に第1
の温度に保持され、従って発光素子は安定した輝度によ
る発光が可能な光ファイバを用いた物理量検出装置を提
供することができる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the light emitted from the light emitting element is emitted by the signal detection photodetector and the reference signal light. Since the number of optical fiber couplers and the number of optical connectors interposed in the optical path leading to the detector are the same, the luminance levels of the signal light and the reference light are substantially aligned, and the measurement signal and the reference signal are It is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber that can be obtained with the same accuracy and, moreover, obtains data that accurately corresponds to physical quantities. According to the third aspect of the present invention, the light emitting element module controls the first Peltier element by the first temperature controller based on the temperature detected by the first temperature sensor provided therein. Since the light emitting element module is configured to be maintained at the first temperature, the light emitting element module is always kept at the first temperature.
Therefore, it is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber, which is capable of emitting light with stable luminance.

【0060】また、請求項4に記載の発明によれば、上
記光学部品温度保持用取着部材が、所定位置に設けた第
2温度センサで検出した温度を基に第2温度コントロー
ラで上記第2ペルチェ素子を制御することにより上記第
2温度に保持されるので、特に、光学部品ユニットを安
定に動作させることができ、高精度な物理量計測を実現
し得る光ファイバを用いた物理量検出装置を提供するこ
とができる。また、請求項5に記載の発明によれば、上
記発光素子が、上記ドライバ信号用光検出器で変換され
た上記発光素子のドライバ信号に基き発光素子ドライバ
で自動電力制御されて発光するように構成したから、発
光素子の安定発光に加えて、物理量検出センサへの照射
輝度を安定化させることができ、延いては高輝度で物理
量を検出し得る光ファイバを用いた物理量検出装置を提
供することができる。また、請求項6に記載の発明によ
れば、物理量検出センサが、圧力センサであり、前記信
号光用光ファイバの出射端に対向するダイアフラム部
と、上記参照光用光ファイバと対向する剛体部とを有す
るので、物理量は専らダイヤフラム部の変位を信号光用
光ファイバで受け、そのダイヤフラム部の温度による変
位分を剛体部に対向する参照光用光ファイバで受け、こ
れら両光ファイバから得られる計測信号と参照信号を基
に温度の影響による誤差を除去して、各種流体の圧力を
正確に測定し得る光ファイバを用いた物理量検出装置を
提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the optical component temperature holding attachment member is controlled by the second temperature controller based on the temperature detected by the second temperature sensor provided at a predetermined position. Since the second temperature is maintained by controlling the two Peltier elements, a physical quantity detection device using an optical fiber that can stably operate the optical component unit and realize highly accurate physical quantity measurement can be provided. Can be provided. According to the invention described in claim 5, the light emitting element emits light by being automatically controlled by a light emitting element driver based on a driver signal of the light emitting element converted by the driver signal light detector. Provided is a physical quantity detection device using an optical fiber that can stabilize the emission luminance to a physical quantity detection sensor in addition to stably emitting light from a light emitting element and thus can detect a physical quantity with high luminance. be able to. According to the invention described in claim 6, the physical quantity detection sensor is a pressure sensor, and the diaphragm portion facing the emission end of the optical fiber for signal light, and the rigid body portion facing the optical fiber for reference light. Therefore, the physical quantity is exclusively obtained by receiving the displacement of the diaphragm part by the optical fiber for signal light, receiving the displacement due to the temperature of the diaphragm part by the optical fiber for reference light facing the rigid body part, and from these two optical fibers. It is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber that can accurately measure the pressure of various fluids by removing an error due to the influence of temperature based on the measurement signal and the reference signal.

【0061】また、請求項7に記載の発明によれば、請
求項1に記載の発明の構成に加えて、上記参照信号用発
光素子およびこの発光素子に対して吸熱あるいは発熱作
用を及ぼす第1ペルチェ素子を内蔵して所定の第1温度
を保持する発光素子モジュールと、物理量に応じて変位
する信号光部および物理量に対して変位しない参照光部
とを有する物理量検出センサと、上記物理量検出センサ
の上記信号光部に対向して間隙を隔てて出射端が配置さ
れ、上記発光素子の発光光を導波して上記信号光部に照
射し、かつ上記信号光部からの反射光を入射して導波す
る信号光用光ファイバと、上記物理量検出センサの上記
参照光部と所定の間隙を隔てて出射端が配置され、上記
発光素子の発光光を導波して上記参照光部に照射し、か
つ上記参照光部からの反射光を入射して導波する参照光
用光ファイバと、上記発光素子の発光光を上記信号光用
光ファイバと上記参照光用光ファイバに分岐するととも
に、上記信号光用光ファイバで導波された上記信号光部
からの反射光を導波する第1光ファイバカプラと、上記
第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の発光
光を上記参照光用光ファイバに導波させるとともに、上
記発光素子のドライバ用として分岐させ、かつ上記参照
光用光ファイバで導波された上記参照光部からの反射光
を導波する第2光ファイバカプラと、上記第1光ファイ
バカプラで導波された上記信号光部からの反射光を受光
して上記物理量に応じた計測信号に変換する信号検出用
光検出器と、上記物理量検出センサと上記参照光用光フ
ァイバとにかかる温度変化量による上記参照光部の熱膨
張による変位に対応する反射光を上記参照光用光ファイ
バおよび上記第2光ファイバカプラを経由して受光して
参照信号に変換する参照信号用光検出器と、上記第2光
ファイバカプラで上記発光素子のドライバ用として分岐
された上記発光素子の発光光を受光して発光素子のドラ
イバ信号に変換するドライバ信号用光検出器と、上記発
光素子モジュール、上記第1光ファイバカプラ、上記第
2光ファイバカプラ、上記信号検出用光検出器、上記参
照信号用光検出器、上記ドライバ信号光検出器等の光学
部品を取着して第2ペルチェ素子により所定の第2温度
を保持する光学部品温度保持用取着部材と、上記参照信
号用光検出器で変換された上記参照信号の測定データV
ref(T) (Tは物理量検出センサの温度)を所定の一定
温度T0での上記参照信号の初期データVref(T0)で除
して規格化した値に対応する校正係数Fref<T0>(T)
を記憶すると共に、上記信号検出用光検出器で変換され
た上記計測信号の測定データVsig(P,T)(Pは物理
量)を所定の一定物理量P0、所定の一定温度T0での上
記計測信号の初期データVsig(P0,T0)で除して規格
化した値に対応する関数Fsig<P0,T0>(P,T)
を、上記校正係数Fref<T0>(T)で除して得た値に対
応する関数Fnorm<P0,T0>(P,T)を記憶する記憶
手段と、上記参照信号用光検出器および上記信号検出用
光検出器で変換された初期値データVref(T0)およびV
sig(P0,T0)と測定値データVref(T)およびV
sig(P,T)をそれぞれ読込んで規格化し、その規格化
した値と上記記憶手段に記憶されている関数F
ref<T0>(T)とから温度Tを求め、上記各規格化され
た計測信号と上記規格化された参照信号との比と上記記
憶手段に記憶されている校正係数F
norm<P0,T0>(P,T)とから温度補償された物理量
Pを演算して求める演算手段と、を備える構成としたか
ら、物理量検出センサを、信号光用光ファイバを介して
光コネクタに接続する際の接続損失を補正することがで
き、さらには、物理量センサを光コネクタに接続する際
の接続損失を補正することができ、さらには、物理量検
出センサにより動的物理量測定を行う際、例えば動的圧
力測定を行う際の光源、即ち発光素子の光強度出力の時
間的変化分を補償し得る光ファイバを用いた物理量検出
装置を提供することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the first light-emitting element for reference signal and the first light-emitting element having an endothermic or exothermic effect on the light-emitting element are provided. A light emitting element module having a built-in Peltier element for maintaining a predetermined first temperature, a physical quantity detection sensor having a signal light section displaced according to a physical quantity and a reference light section not displaced with respect to the physical quantity, and the physical quantity detection sensor An emission end is arranged with a gap in opposition to the signal light portion, guides light emitted from the light emitting element to irradiate the signal light portion, and receives reflected light from the signal light portion. An emission end is disposed at a predetermined distance from the signal light optical fiber for guiding the light and the reference light part of the physical quantity detection sensor, and guides the light emitted from the light emitting element to irradiate the reference light part. And the reference beam A reference light optical fiber that receives and reflects the reflected light of the reference light, a light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and is guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides the reflected light from the signal light unit, and a light emitting element that is branched by the first optical fiber coupler and emits light emitted from the light emitting element to the reference light optical fiber. A second optical fiber coupler that is branched for a driver of the light emitting element and guides reflected light from the reference light section guided by the reference light optical fiber, and guided by the first optical fiber coupler. A signal detection photodetector that receives the waved reflected light from the signal light unit and converts the reflected light into a measurement signal corresponding to the physical quantity, and a temperature change amount applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. by A reference signal photodetector that receives reflected light corresponding to a displacement due to thermal expansion of the reference light unit via the reference light optical fiber and the second optical fiber coupler and converts the reflected light into a reference signal; A driver signal photodetector for receiving the light emitted from the light emitting element branched by the two optical fiber coupler for the driver of the light emitting element and converting the light into a driver signal for the light emitting element; the light emitting element module; Optical components such as a fiber coupler, the second optical fiber coupler, the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector are attached, and a predetermined second Peltier device is used. Optical component temperature holding attachment member for holding temperature, and measurement data V of the reference signal converted by the reference signal photodetector
ref (T) (T is the temperature of the physical quantity detection sensor) divided by the initial data V ref (T 0 ) of the reference signal at a predetermined constant temperature T 0 , and a calibration coefficient F ref < corresponding to a normalized value. T0> (T)
And the measured data V sig (P, T) (P is a physical quantity) of the measurement signal converted by the signal detection photodetector at a predetermined constant physical quantity P 0 and a predetermined constant temperature T 0 . initial data V sig of the measurement signal (P 0, T 0) function corresponding to the value normalized by dividing the F sig <P0, T0> ( P, T)
And a function F norm <P0, T0> (P, T) corresponding to a value obtained by dividing the above by the calibration coefficient F ref <T0> (T), and the reference signal photodetector And the initial value data V ref (T 0 ) and V converted by the signal detection photodetector.
sig (P 0 , T 0 ) and measured value data V ref (T) and V
sig (P, T) are read and normalized, respectively, and the normalized value and the function F stored in the storage means are stored.
ref <T0> (T) to determine the temperature T, the ratio between the standardized measurement signal and the standardized reference signal, and the calibration coefficient F stored in the storage means.
and a calculating means for calculating a temperature-compensated physical quantity P from norm <P0, T0> (P, T), so that the physical quantity detection sensor is connected to the optical connector via the signal light optical fiber. The connection loss when connecting to the optical connector can be corrected, and the connection loss when connecting the physical quantity sensor to the optical connector can be further corrected. For example, it is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber capable of compensating a temporal change of a light intensity output of a light source, that is, a light intensity element when performing dynamic pressure measurement.

【0062】請求項8に記載された発明によれば、請求
項1に記載の発明に加えて、発光素子およびこの発光素
子に対して吸熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ
素子を内蔵して所定の第1温度を保持する発光素子モジ
ュールと、物理量に応じて変位する信号光部および物理
量に対して変位しない参照光部とを有する物理量検出セ
ンサと、上記物理量検出センサの上記信号光部に対向し
て間隙を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光
光を導波して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部
からの反射光を入射して導波する信号光用光ファイバ
と、上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙
を隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導
波して上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの
反射光を入射して導波する参照光用光ファイバと、上記
発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記参照
光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用光フ
ァイバで導波された上記信号光部からの反射光を導波す
る第1光ファイバカプラと、上記第1光ファイバカプラ
で分岐された上記発光素子の発光光を上記参照光用光フ
ァイバに導波させるとともに、上記発光素子のドライバ
用として分岐させ、かつ上記参照光用光ファイバで導波
された上記参照光部からの反射光を導波する第2光ファ
イバカプラと、上記第1光ファイバカプラで導波された
上記信号光部からの反射光を受光して上記物理量に応じ
た計測信号に変換する信号検出用光検出器と、上記物理
量検出センサと上記参照光用光ファイバとに係る温度変
化量による上記参照光部の熱膨張による変位に対応する
反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記第2光ファ
イバカプラを経由して受光して参照信号に変換する参照
信号用光検出器と、上記第2光ファイバカプラで上記発
光素子のドライバ用として分岐された上記発光素子の発
光光を受光して発光素子のドライバ信号に変換するドラ
イバ信号用光検出器と、上記発光素子モジュール、上記
第1光ファイバカプラ、上記第2光ファイバカプラ、上
記信号検出用光検出器、上記参照信号用光検出器、上記
ドライバ信号光検出器等の光学部品を取着して第2ペル
チェ素子により所定の第2温度を保持する光学部品温度
保持用取着部材と、上記参照信号用光検出器で変換され
た上記参照信号の測定データVref(T)(Tは物理量検
出センサの温度)を、所定の一定温度T0での初期デー
タVref(T0)で除して規格化した値から計算した校正値
ref<T0>(T)を温度換算する領域のメモリアドレス
に対応させ、その温度下での物理量データを記録してお
くと共に、上記信号検出用光検出器で変換された上記計
測信号の測定データVsig(P,T)を、所定の一定物理
量P0、所定の一定温度T0での初期データVsig(P0
0)で除して得られた計測信号の規格した値を、さらに
上記参照信号の規格した値で除して得られた値から計算
した校正係数をFnorm<P0,T0>(P,T)を物理量換
算する領域のメモリアドレスに振り分けておき、そのメ
モリアドレスに対応する物理量の換算値を物理量換算テ
ーブルに記憶する記憶手段と、実際に計測された参照信
号の測定データVref(T)を初期データVref(T0)で除
して得られた規格値に対応するFref<T0>(T)と、実
際に計測された計測信号の測定データVsig(P,T)を
初期データVsig(P0,T0)で除して得られた規格値
を、さらに上記参照信号の規格値で除して得られた値に
対応するFnorm<P 0,T0>(P,T)とに基づき、物理
量を上記物理量換算テーブルから読み出すコントロール
回路と、を備える構成としたから、上記請求項7に記載
の発明の効果を奏すると共に、記憶手段へのアクセスが
1回で済み、より高速化を実現し得る光ファイバを用い
た物理量検出装置を提供することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the first aspect, a light emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light emitting element are built-in. A light emitting element module having a first temperature, a signal light portion displaced in accordance with a physical quantity, and a reference light portion not displaced with respect to the physical quantity; and a physical quantity detection sensor facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor. An emission end is disposed with a gap therebetween, and the emitted light of the light emitting element is guided to irradiate the signal light portion, and reflected light from the signal light portion is incident and guided for signal light. An optical fiber and an emission end are arranged at a predetermined gap from the reference light unit of the physical quantity detection sensor, guide the emitted light of the light emitting element to the reference light unit, and irradiate the reference light unit, and Light reflected from The reference light optical fiber, and the light emitted from the light emitting element is branched into the signal light optical fiber and the reference light optical fiber, and the signal light from the signal light portion guided by the signal light optical fiber. A first optical fiber coupler that guides the reflected light; and a waveguide that guides the light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the reference light optical fiber and branches the light emitted from the light emitting element into a driver for the light emitting element. A second optical fiber coupler that guides reflected light from the reference light portion guided by the reference light optical fiber, and a signal light portion guided by the first optical fiber coupler. A signal detection photodetector that receives reflected light and converts it into a measurement signal according to the physical quantity, and a thermal expansion of the reference light portion due to a temperature change amount of the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. Yo A reference signal light detector for receiving reflected light corresponding to the displacement via the reference light optical fiber and the second optical fiber coupler and converting the reflected light into a reference signal; A driver light detector for receiving light emitted from the light emitting element branched for a driver and converting the light into a driver signal for the light emitting element, the light emitting element module, the first optical fiber coupler, and the second optical fiber Optical component temperature holding for mounting optical components such as a coupler, the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector and holding a predetermined second temperature by a second Peltier element The measurement data V ref (T) (T is the temperature of the physical quantity detection sensor) of the reference signal converted by the reference attachment photodetector and the reference signal photodetector is converted into initial data V at a predetermined constant temperature T 0. The calibration value F ref <T 0> (T) calculated from the value normalized by dividing by ref (T 0 ) is made to correspond to the memory address of the temperature conversion area, and the physical quantity data at that temperature is recorded. with initial data V sig (P 0 of the measurement data V sig (P, T) of the converted the measured signal by the signal detecting photodetector to a predetermined constant physical quantity P 0, at a predetermined constant temperature T 0 ,
The calibration coefficient calculated from the standardized value of the measurement signal obtained by dividing by T 0 ) and the value obtained by dividing by the standardized value of the reference signal is F norm <P0, T0> (P, T) is allocated to a memory address of an area to be converted into a physical quantity, storage means for storing a converted value of a physical quantity corresponding to the memory address in a physical quantity conversion table, and measurement data V ref (T ) Is divided by the initial data V ref (T 0 ), and F ref <T 0> (T) corresponding to the standard value obtained from the measured data V sig (P, T) of the actually measured measurement signal. F norm <P 0, T0> (P norm <P 0, T0> (P ) corresponding to a value obtained by dividing the standard value obtained by dividing by the initial data V sig (P 0 , T 0 ) by the standard value of the reference signal. , T) and a control circuit for reading a physical quantity from the physical quantity conversion table based on Therefore, it is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber that achieves the effect of the invention described in claim 7 and requires only one access to the storage unit and can realize higher speed.

【0063】また、請求項9に記載の発明によれば、発
光素子モジュールに内蔵された第1ペルチェ素子により
発光素子を所定の第1温度に保持して発光させる第1ス
テップと、上記発光素子モジュールを内蔵し、かつ第2
ペルチェ素子により第2温度を保持する光学部品温度保
持用取着部材に取着された第1光ファイバカプラにより
上記発光素子の発光光を信号光用光ファイバと参照光用
光ファイバとに分岐し、信号光用光ファイバにより上記
発光素子の発光光を物理量に応じて変位する物理量検出
センサの信号光部に対向して間隙を隔てて照射し、この
信号光部からの反射光を入射して上記第1光ファイバカ
プラを通過させる第2ステップと、上記信号光用光ファ
イバ経由で上記第1光ファイバカプラを通過した上記信
号光部からの反射光を上記光学部品温度保持用取着部材
に取着された信号検出用光検出器で受光して上記物理量
に応じた計測信号に変換する第3ステップと、上記第1
光ファイバカプラにより上記信号光用光ファイバから上
記参照光用光ファイバに分岐された上記発光素子の発光
光を上記光学部品温度保持用取着部材に取着された第2
光ファイバカプラにより参照光用とドライバ用とに分岐
して参照光用の発光光を上記参照光用光ファイバから物
理量に対して変位しない上記物理量検出センサの参照光
部に対向して間隙を隔てて照射し、かつ上記参照光部か
らの反射光を入射して上記第2光ファイバカプラを通過
させる第4ステップと、上記参照光用光ファイバ経由で
上記第2光ファイバカプラを通過した上記参照光部から
の反射光を上記光学部品温度保持用取着部材に取着され
た参照信号用光検出器で受光して参照信号に変換する第
5ステップと、上記第2光ファイバカプラによりドライ
バ用に分岐された上記発光素子の発光光をドライバ信号
用光検出器で受光して上記発光素子のドライバ用信号に
変換する第6ステップと、を含むようにしたから、発光
素子、光ファイバカプラ、光検出器等の光学部品は、所
定の温度に光学部品温度保持用取着部材で保持されると
共に、特に温度影響の大きい発光素子モジュールは、さ
らに独自の第1ペルチェ素子により所定の温度に保持さ
れて二重に温度保持管理されることになる結果、光学部
品の温度による影響をほぼ確実に排除でき、光ファイバ
の利点である耐熱性を活かした高温下の物理量をも安定
して計測し得る光ファイバを用いた物理量検出方法を提
供することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the first step of causing the light emitting element to emit light while maintaining the light emitting element at a predetermined first temperature by the first Peltier element built in the light emitting element module; Built-in module and second
An optical component holding a second temperature by a Peltier element A first optical fiber coupler attached to a temperature holding attachment member branches light emitted from the light emitting element into an optical fiber for signal light and an optical fiber for reference light. The optical fiber for signal light irradiates the light emitted from the light emitting element with a gap facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor that is displaced according to the physical quantity, and reflects the reflected light from this signal light portion. A second step of passing through the first optical fiber coupler, and reflecting the reflected light from the signal light section passing through the first optical fiber coupler via the signal light optical fiber to the optical component temperature holding attachment member. A third step of receiving light with the attached photodetector for signal detection and converting it into a measurement signal corresponding to the physical quantity;
The light emitted from the light emitting element branched from the signal light optical fiber to the reference light optical fiber by the optical fiber coupler is attached to the optical component temperature holding attachment member.
An optical fiber coupler branches off the light for reference light and the light for driver so that the emitted light for reference light is not displaced from the optical fiber for reference light with respect to the physical quantity. A fourth step of making the reflected light from the reference light section incident and passing through the second optical fiber coupler; and transmitting the reference light passing through the second optical fiber coupler via the reference light optical fiber. A fifth step of receiving the reflected light from the optical part with a reference signal photodetector attached to the optical component temperature holding attachment member and converting the reflected light into a reference signal; And receiving the emitted light of the light emitting element branched by the photodetector for a driver signal and converting it into a signal for driver of the light emitting element. The optical components such as a plastic and a photodetector are held at a predetermined temperature by a mounting member for holding the optical components at a predetermined temperature. As a result, the effects of the temperature of the optical components can be almost completely eliminated, and the physical quantity at high temperatures utilizing the heat resistance, which is the advantage of optical fibers, can be stably maintained. A physical quantity detection method using a measurable optical fiber can be provided.

【0064】また、請求項10に記載の発明によれば、
上記信号光用光ファイバおよび上記参照光用光ファイバ
が、開口数N.Aの大きいもの、望ましくは、N.A≧
0.25のものを用いたから、光源の変動および光伝送
路としての光ファイバの曲げによる影響をなくし得る光
ファイバを用いた物理量検出装置を提供することができ
る。また、請求項11に記載の発明によれば、上記信号
光用光ファイバおよび上記参照光用光ファイバに、曲が
りにくいものを使用することにより、上記請求項10と
同様の効果を奏し得る光ファイバを用いた物理量検出装
置を提供することができる。
According to the tenth aspect of the present invention,
The optical fiber for signal light and the optical fiber for reference light have a numerical aperture N.P. A having a large A. A ≧
Since 0.25 is used, it is possible to provide a physical quantity detection device using an optical fiber that can eliminate the influence of the fluctuation of the light source and the bending of the optical fiber as the optical transmission line. According to the eleventh aspect of the present invention, the signal fiber optical fiber and the reference light optical fiber that are hardly bent are used, so that an optical fiber that can provide the same effect as that of the tenth aspect is provided. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a physical quantity detection device using an optical fiber according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出方法におけるCPUの前段の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure at a stage preceding a CPU in a physical quantity detection method using an optical fiber according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出方法におけるCPUの後段の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure at a subsequent stage of a CPU in a physical quantity detection method using an optical fiber according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a physical quantity detection device using an optical fiber according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出方法におけるCPUの前段の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure at a preceding stage of a CPU in a physical quantity detection method using an optical fiber according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態の係る光ファイバを
用いた物理量検出方法におけるCPUの後段の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure at a subsequent stage of a CPU in a physical quantity detection method using an optical fiber according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施の形態に係る光ファイバを
用いた物理量検出装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a physical quantity detection device using an optical fiber according to a third embodiment of the present invention.

【図8】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置の物
理量検出センサを構成するINCONEL718の線膨
張係数の温度依存特性図である。
FIG. 8 is a temperature dependence characteristic diagram of the linear expansion coefficient of the INCONEL 718 constituting the physical quantity detection sensor of the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG.

【図9】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置の物
理量検出センサを構成するINCONEL718のヤン
グ率の0〜600℃での温度変化を示す特性図である。
9 is a characteristic diagram showing a temperature change at a temperature of 0 to 600 ° C. of the Young's modulus of the INCONEL 718 constituting the physical quantity detection sensor of the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG.

【図10】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置の
物理量検出センサの信号光部および参照光部をINCO
NEL718で構成した場合の室温での間隙Gに対する
反射光強度特性図である。
10 shows a signal light portion and a reference light portion of a physical quantity detection sensor of the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG.
FIG. 7 is a graph showing the reflected light intensity characteristics with respect to a gap G at room temperature in the case of using NEL718.

【図11】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置の
物理量検出センサの室温下での圧力に対する反射光強度
を示す特性図である。
11 is a characteristic diagram showing reflected light intensity with respect to pressure at room temperature of a physical quantity detection sensor of the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG.

【図12】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置に
係る物理量検出センサの温度Tにおける参照信号出力
を、一定温度T0における参照信号出力で除算して規格
化した値から校正した校正関数Fref<T0>(T)と温度
との関係を示す特性図である。
12 is a calibration function obtained by dividing a reference signal output at a temperature T of a physical quantity detection sensor according to the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG. 1 by a reference signal output at a constant temperature T 0 and calibrating from a normalized value; FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between F ref <T0> (T) and temperature.

【図13】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置に
適用される物理量検出センサの温度Tでの物理量Pの計
測信号と、一定温度T0での物理量P0の計測信号比を規
格化した値から校正した関数Fsig<P0,T0>(P,
T)の例を示す特性図である。
13 standardizes the ratio of the measurement signal of the physical quantity P at the temperature T of the physical quantity detection sensor applied to the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG. 1 to the measurement signal of the physical quantity P 0 at the constant temperature T 0 . Function F sig <P0, T0> (P,
It is a characteristic view which shows the example of T).

【図14】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置に
適用される関数Fref<T0>(T)と関数F
sig<P0,T0>(P,T)の比から求めた関数F
norm<P0,T0>(P,T)の例を示す特性図である。
14 shows a function F ref <T0> (T) and a function F applied to the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG.
sig <P0, T0> Function F obtained from the ratio of (P, T)
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating an example of norm <P0, T0> (P, T).

【図15】図1の光ファイバを用いた物理量検出装置に
適用される物理量検出センサの温度解析モデルを示す断
面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a temperature analysis model of a physical quantity detection sensor applied to the physical quantity detection device using the optical fiber of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光素子モジュール 2 発光素子 3 第1ペルチェ素子 4 熱抵抗 5 第1温度センサ 6 第1温度コントロール 7 発光素子ドライバ 8 光学部品温度保持用取着部材 9 第2ペルチェ素子 10 第2温度センサ 11 第2温度コントロール 12 信号光用光ファイバ 12a,16a,16b,16c 光ファイバ 13 第1光ファイバカプラ 14,21 光コネクタ 15 物理量検出センサ 15a 信号光部 15b 参照光部 16 参照光用光ファイバ 17 信号検出用光検出器 18 第1増幅部 19 第2光ファイバカプラ 20 ドライバ信号用光検出器 22 参照信号用光検出器 23 第2増幅部 24 A/D変換器 25 ROM 26 CPU 27 D/A変換器 28 表示器 29 アナログ出力 30 コントロール回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element module 2 Light emitting element 3 1st Peltier element 4 Thermal resistance 5 1st temperature sensor 6 1st temperature control 7 Light emitting element driver 8 Optical component temperature holding attachment member 9 2nd Peltier element 10 2nd temperature sensor 11th 2 Temperature control 12 Optical fiber for signal light 12a, 16a, 16b, 16c Optical fiber 13 First optical fiber coupler 14, 21 Optical connector 15 Physical quantity detection sensor 15a Signal light section 15b Reference light section 16 Reference light optical fiber 17 Signal detection Photodetector 18 first amplifier 19 second optical fiber coupler 20 photodetector for driver signal 22 photodetector for reference signal 23 second amplifier 24 A / D converter 25 ROM 26 CPU 27 D / A converter 28 display 29 analog output 30 control circuit

フロントページの続き Fターム(参考) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD20 EE31 FF02 2F065 AA06 AA09 BB01 CC00 EE02 FF44 FF46 FF70 GG07 GG12 JJ01 LL02 NN02 PP22 QQ03 QQ17 QQ18 QQ23 QQ26 QQ42Continued on front page F term (reference) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD20 EE31 FF02 2F065 AA06 AA09 BB01 CC00 EE02 FF44 FF46 FF70 GG07 GG12 GG01 JJ01 LL02 NN02 PP22 QQ03 QQ17 QQ18 QQ23 QQ26 QQ42

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光素子およびこの発光素子に対して吸
熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ素子を内蔵し
て所定の第1温度を保持する発光素子モジュールと、 物理量に応じて変位する信号光部および物理量に対して
変位しない参照光部とを有する物理量検出センサと、 上記物理量検出センサの上記信号光部に対向して間隙を
隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波
して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部からの反
射光を入射して導波する信号光用光ファイバと、 上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙を隔
てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波し
て上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの反射
光を入射して導波する参照光用光ファイバと、 上記発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記
参照光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用
光ファイバで導波された上記信号光部からの反射光を導
波する第1光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の
発光光を上記参照光用光ファイバに導波させるととも
に、上記発光素子のドライバ用として分岐させ、かつ上
記参照光用光ファイバで導波された上記参照光部からの
反射光を導波する第2光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで導波された上記信号光部か
らの反射光を受光して上記物理量に応じた計測信号に変
換する信号検出用光検出器と、 上記物理量検出センサと上記参照光用光ファイバとにか
かる温度変化量による上記参照光部の熱膨張による変位
に対応する反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記
第2光ファイバカプラを経由して受光して参照信号に変
換する参照信号用光検出器と、 上記第2光ファイバカプラで上記発光素子のドライバ用
として分岐された上記発光素子の発光光を受光して発光
素子のドライバ信号に変換するドライバ信号用光検出器
と、 上記発光素子モジュール、上記第1光ファイバカプラ、
上記第2光ファイバカプラ、上記信号検出用光検出器、
上記参照信号用光検出器、上記ドライバ信号用光検出器
等の光学部品を取着して第2ペルチェ素子により所定の
第2温度を保持する光学部品温度保持用取着部材と、 を備えることを特徴とする光ファイバを用いた物理量検
出装置。
1. A light emitting element module having a built-in light emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light emitting element and maintaining a predetermined first temperature, and a signal light section displaced according to a physical quantity. And a physical quantity detection sensor having a reference light portion that is not displaced with respect to the physical quantity, and an emission end is arranged with a gap facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor, and guides light emitted from the light emitting element. And irradiates the signal light portion, and emits the signal light optical fiber that reflects and reflects the light from the signal light portion to enter and guide the signal light portion, and the reference light portion of the physical quantity detection sensor with a predetermined gap therebetween. An optical fiber for a reference light, the end of which is arranged to guide the emitted light of the light emitting element to irradiate the reference light part, and to receive and guide the reflected light from the reference light part; and the light emitting element. The emitted light of the above signal light A first optical fiber coupler that branches into an optical fiber and the reference light optical fiber, and guides reflected light from the signal light portion guided by the signal light optical fiber; and the first optical fiber coupler. The emitted light of the light emitting element branched in the above is guided to the reference light optical fiber, and is branched for the driver of the light emitting element, and from the reference light section guided by the reference light optical fiber. A second optical fiber coupler for guiding the reflected light of the first optical fiber coupler, and a signal for receiving the reflected light from the signal light portion guided by the first optical fiber coupler and converting the reflected light into a measurement signal corresponding to the physical quantity A photodetector, the reflected light corresponding to the displacement due to the thermal expansion of the reference light unit due to the temperature change amount applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber, and the reference light optical fiber and the A reference signal photodetector for receiving light via two optical fiber couplers and converting it into a reference signal; and receiving light emitted from the light emitting element branched for the driver of the light emitting element by the second optical fiber coupler. A photodetector for a driver signal, which converts the light into a driver signal of the light emitting element, the light emitting element module, the first optical fiber coupler,
The second optical fiber coupler, the signal detection photodetector,
An optical component temperature holding mounting member for mounting optical components such as the reference signal photodetector and the driver signal photodetector and maintaining a predetermined second temperature by a second Peltier element. A physical quantity detection device using an optical fiber, characterized in that:
【請求項2】 発光素子およびこの発光素子に対して吸
熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ素子を内蔵し
て所定の第1温度を保持する発光素子モジュールと、 物理量に応じて変位する信号光部および物理量に対して
変位しない参照光部とを有する物理量検出センサと、 上記物理量検出センサの上記信号光部に対向して間隙を
隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波
して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部からの反
射光を入射して導波する信号光用光ファイバと、 上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙を隔
てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波し
て上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの反射
光を入射して導波する参照光用光ファイバと、 上記発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記
参照光用光ファイバに分岐する第1光ファイバカプラ
と、 上記第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の
発光光を上記信号光用光ファイバに導波させるとともに
上記信号光用光ファイバで導波された上記信号光部から
の反射光を導波する第2光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の
発光光を上記参照光用光ファイバに導波させるととも
に、上記発光素子のドライバ用として分岐させ、かつ上
記参照光用光ファイバで導波された上記参照光部からの
反射光を導波する第3光ファイバカプラと、 上記第2光ファイバカプラで導波された上記信号光部か
らの反射光を受光して上記物理量に応じた計測信号に変
換する信号検出用光検出器と、 上記物理量検出センサと上記参照光用光ファイバとにか
かる温度変化量による上記参照光部の熱膨張による変位
に対応する反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記
第3光ファイバカプラを経由して受光して参照信号に変
換する参照信号用光検出器と、 上記第3光ファイバカプラで上記発光素子のドライバ用
として分岐された上記発光素子の発光光を受光して発光
素子のドライバ用信号に変換するドライバ信号用光検出
器と、 上記発光素子モジュール、上記第1光ファイバカプラ、
上記第2光ファイバカプラ、上記第3光ファイバカプ
ラ、上記信号検出用光検出器、上記参照信号用光検出
器、上記ドライバ信号用光検出器等の光学部品を取着し
て第2ペルチェ素子により所定の第2温度を保持する光
学部品温度保持用取着部材と、 を備えることを特徴とする光ファイバを用いた物理量検
出装置。
2. A light-emitting element module having a built-in light-emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light-emitting element and maintaining a predetermined first temperature, and a signal light section displaced according to a physical quantity. And a physical quantity detection sensor having a reference light portion that is not displaced with respect to the physical quantity, and an emission end is disposed with a gap facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor, and guides light emitted from the light emitting element. And irradiates the signal light portion and emits the reflected light from the signal light portion with a predetermined gap between the signal light optical fiber and the reference light portion of the physical quantity detection sensor. An optical fiber for a reference light, the end of which is arranged to guide the emitted light of the light emitting element to irradiate the reference light part, and to enter and guide the reflected light from the reference light part; and the light emitting element. The emitted light of the above signal light A first optical fiber coupler that branches into an optical fiber and the reference light optical fiber; and a signal light that guides light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler to the signal light optical fiber. A second optical fiber coupler for guiding reflected light from the signal light section guided by the optical fiber, and a reference light optical fiber for emitting light emitted from the light emitting element branched by the first optical fiber coupler. A third optical fiber coupler that guides the reflected light from the reference light section guided by the reference light optical fiber while branching the light for the driver of the light emitting element; A signal detection photodetector that receives reflected light from the signal light section guided by the optical fiber coupler and converts the reflected light into a measurement signal corresponding to the physical quantity; the physical quantity detection sensor and the reference light; A reference signal for receiving reflected light corresponding to displacement due to thermal expansion of the reference light portion due to a temperature change amount applied to the fiber via the reference light optical fiber and the third optical fiber coupler and converting the reflected light into a reference signal; A photodetector for a driver, a photodetector for a driver signal for receiving light emitted from the light emitting element branched for the driver of the light emitting element by the third optical fiber coupler and converting the light to a signal for driver of the light emitting element; The light emitting element module, the first optical fiber coupler,
The second Peltier device is mounted with optical components such as the second optical fiber coupler, the third optical fiber coupler, the signal detection photodetector, the reference signal photodetector, and the driver signal photodetector. A physical quantity detection device using an optical fiber, comprising: an optical component temperature holding attachment member that holds a predetermined second temperature according to (1).
【請求項3】 上記発光素子モジュールは、その内部に
設けた第1温度センサで検出した温度を基に第1温度コ
ントローラにより上記第1ペルチェ素子を制御すること
により上記第1温度に保持されることを特徴とする請求
項1記載の光ファイバを用いた物理量検出装置。
3. The light emitting element module is maintained at the first temperature by controlling the first Peltier element by a first temperature controller based on a temperature detected by a first temperature sensor provided therein. The physical quantity detection device using an optical fiber according to claim 1.
【請求項4】 上記光学部品温度保持用取着部材は、所
定位置に設けた第2温度センサで検出した温度を基に第
2温度コントローラにより上記第2ペルチェ素子を制御
することにより上記第2温度に保持されることを特徴と
する請求項1記載の光ファイバを用いた物理量検出装
置。
4. The optical component temperature holding attachment member controls the second Peltier element by a second temperature controller based on a temperature detected by a second temperature sensor provided at a predetermined position. The physical quantity detection device using an optical fiber according to claim 1, wherein the physical quantity detection device is maintained at a temperature.
【請求項5】 上記発光素子は、上記ドライバ信号用光
検出器で変換された上記発光素子のドライバ信号により
発光素子ドライバで自動電力制御されて一定光量で発光
することを特徴とする請求項1記載の光ファイバを用い
た物理量検出装置。
5. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device driver automatically emits light with a constant light amount based on a driver signal of the light emitting device converted by the driver signal light detector. A physical quantity detection device using the optical fiber described in the above.
【請求項6】 上記物理量検出センサは、圧力センサで
あり、前記信号光用光ファイバの出射端に対向するダイ
アフラム部と、上記参照光用光ファイバと対向する剛体
部とを有することを特徴とする請求項1〜請求項5のい
ずれか1項に記載の光ファイバを用いた物理量検出装
置。
6. The physical quantity detection sensor is a pressure sensor, and has a diaphragm portion facing an emission end of the signal light optical fiber, and a rigid portion facing the reference light optical fiber. A physical quantity detection device using the optical fiber according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 発光素子およびこの発光素子に対して吸
熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ素子を内蔵し
て所定の第1温度を保持する発光素子モジュールと、 物理量に応じて変位する信号光部および物理量に対して
変位しない参照光部とを有する物理量検出センサと、 上記物理量検出センサの上記信号光部に対向して間隙を
隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波
して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部からの反
射光を入射して導波する信号光用光ファイバと、 上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙を隔
てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波し
て上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの反射
光を入射して導波する参照光用光ファイバと、 上記発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記
参照光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用
光ファイバで導波された上記信号光部からの反射光を導
波する第1光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の
発光光を上記参照光用光ファイバに導波させるととも
に、上記発光素子のドライバ用として分岐させ、かつ上
記参照光用光ファイバで導波された上記参照光部からの
反射光を導波する第2光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで導波された上記信号光部か
らの反射光を受光して上記物理量に応じた計測信号に変
換する信号検出用光検出器と、 上記物理量検出センサと上記参照光用光ファイバとにか
かる温度変化量による上記参照光部の熱膨張による変位
に対応する反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記
第2光ファイバカプラを経由して受光して参照信号に変
換する参照信号用光検出器と、 上記第2光ファイバカプラで上記発光素子のドライバ用
として分岐された上記発光素子の発光光を受光して発光
素子のドライバ信号に変換するドライバ信号用光検出器
と、 上記発光素子モジュール、上記第1光ファイバカプラ、
上記第2光ファイバカプラ、上記信号検出用光検出器、
上記参照信号用光検出器、上記ドライバ信号光検出器等
の光学部品を取着して第2ペルチェ素子により所定の第
2温度を保持する光学部品温度保持用取着部材と、 上記参照信号用光検出器で変換された上記参照信号の測
定データVref(T)(Tは物理量検出センサの温度)を
所定の一定温度T0での上記参照信号の初期データVref
(T0)で除して規格化した値に対応する校正係数F
ref<T0>(T)を記憶すると共に、上記信号検出用光検
出器で変換された上記計測信号の測定データVsig(P,
T)(Pは物理量)を所定の一定物理量P0、所定の一定
温度T0での上記計測信号の初期データVsig(P0,T0)
で除して規格化した値に対応する関数Fsig<P0,T0>
(P,T)を、上記校正係数Fref<T0>(T)で除して得
た値に対応する関数Fnorm<P0,T0>(P,T)を記憶
する記憶手段と、 上記参照信号用光検出器および上記信号検出用光検出器
で変換された初期値データVref(T0)およびVsig(P0,
0)と測定値データVref(T)およびVsig(P,T)をそ
れぞれ読込んで規格化し、その規格化した値と上記記憶
手段に記憶されている関数Fref<T0>(T)とから温度
Tを求め、 上記各規格化された計測信号と上記規格化された参照信
号との比と上記記憶手段に記憶されている校正係数F
norm<P0,T0>(P,T)とから温度補償された物理量
Pを演算して求める演算手段と、を備えることを特徴と
する光ファイバを用いた物理量検出装置。
7. A light-emitting element module having a built-in light-emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light-emitting element and maintaining a predetermined first temperature, and a signal light section displaced in accordance with a physical quantity. And a physical quantity detection sensor having a reference light portion that is not displaced with respect to the physical quantity, and an emission end is disposed with a gap facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor, and guides light emitted from the light emitting element. And irradiates the signal light portion and emits the reflected light from the signal light portion with a predetermined gap between the signal light optical fiber and the reference light portion of the physical quantity detection sensor. An optical fiber for a reference light, the end of which is arranged to guide the emitted light of the light emitting element to irradiate the reference light part, and to enter and guide the reflected light from the reference light part; and the light emitting element. The emitted light of the above signal light A first optical fiber coupler that branches into an optical fiber and the reference light optical fiber, and guides reflected light from the signal light portion guided by the signal light optical fiber; and the first optical fiber coupler. The emitted light of the light emitting element branched in the above is guided to the reference light optical fiber, and is branched for the driver of the light emitting element, and from the reference light section guided by the reference light optical fiber. A second optical fiber coupler for guiding the reflected light of the first optical fiber coupler, and a signal for receiving the reflected light from the signal light portion guided by the first optical fiber coupler and converting the reflected light into a measurement signal corresponding to the physical quantity A photodetector, the reflected light corresponding to the displacement due to the thermal expansion of the reference light unit due to the temperature change amount applied to the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber, and the reference light optical fiber and the A reference signal photodetector for receiving light via two optical fiber couplers and converting it into a reference signal; and receiving light emitted from the light emitting element branched for the driver of the light emitting element by the second optical fiber coupler. A photodetector for a driver signal, which converts the light into a driver signal of the light emitting element, the light emitting element module, the first optical fiber coupler,
The second optical fiber coupler, the signal detection photodetector,
An optical component temperature holding mounting member for mounting optical components such as the reference signal photodetector and the driver signal photodetector and maintaining a predetermined second temperature by a second Peltier element; The measured data V ref (T) (T is the temperature of the physical quantity detection sensor) of the reference signal converted by the photodetector is converted to the initial data V ref of the reference signal at a predetermined constant temperature T 0.
Calibration coefficient F corresponding to the value normalized by dividing by (T 0 )
ref <T0> (T) is stored, and at the same time, the measurement data V sig (P,
T) (where P is a physical quantity) is a predetermined constant physical quantity P 0 , and the initial data V sig (P 0 , T 0 ) of the measurement signal at a predetermined constant temperature T 0.
F sig <P0, T0> corresponding to the value normalized by dividing by
Storage means for storing a function F norm <P0, T0> (P, T) corresponding to a value obtained by dividing (P, T) by the calibration coefficient Fref <T0> (T); The signal photodetector and the initial value data V ref (T 0 ) and V sig (P 0 ,
T 0 ) and the measured value data V ref (T) and V sig (P, T) are read and normalized, respectively, and the normalized values and the function F ref <T 0> (T) stored in the storage means are read. And the temperature T is calculated from the ratio of the standardized measurement signal to the standardized reference signal and the calibration coefficient F stored in the storage means.
calculating means for calculating a temperature-compensated physical quantity P from norm <P0, T0> (P, T).
【請求項8】 発光素子およびこの発光素子に対して吸
熱あるいは発熱作用を及ぼす第1ペルチェ素子を内蔵し
て所定の第1温度を保持する発光素子モジュールと、 物理量に応じて変位する信号光部および物理量に対して
変位しない参照光部とを有する物理量検出センサと、 上記物理量検出センサの上記信号光部に対向して間隙を
隔てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波
して上記信号光部に照射し、かつ上記信号光部からの反
射光を入射して導波する信号光用光ファイバと、 上記物理量検出センサの上記参照光部と所定の間隙を隔
てて出射端が配置され、上記発光素子の発光光を導波し
て上記参照光部に照射し、かつ上記参照光部からの反射
光を入射して導波する参照光用光ファイバと、 上記発光素子の発光光を上記信号光用光ファイバと上記
参照光用光ファイバに分岐するとともに、上記信号光用
光ファイバで導波された上記信号光部からの反射光を導
波する第1光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで分岐された上記発光素子の
発光光を上記参照光用光ファイバに導波させるととも
に、上記発光素子のドライバ用として分岐させ、かつ上
記参照光用光ファイバで導波された上記参照光部からの
反射光を導波する第2光ファイバカプラと、 上記第1光ファイバカプラで導波された上記信号光部か
らの反射光を受光して上記物理量に応じた計測信号に変
換する信号検出用光検出器と、 上記物理量検出センサと上記参照光用光ファイバとに係
る温度変化量による上記参照光部の熱膨張による変位に
対応する反射光を上記参照光用光ファイバおよび上記第
2光ファイバカプラを経由して受光して参照信号に変換
する参照信号用光検出器と、 上記第2光ファイバカプラで上記発光素子のドライバ用
として分岐された上記発光素子の発光光を受光して発光
素子のドライバ信号に変換するドライバ信号用光検出器
と、 上記発光素子モジュール、上記第1光ファイバカプラ、
上記第2光ファイバカプラ、上記信号検出用光検出器、
上記参照信号用光検出器、上記ドライバ信号光検出器等
の光学部品を取着して第2ペルチェ素子により所定の第
2温度を保持する光学部品温度保持用取着部材と、 上記参照信号用光検出器で変換された上記参照信号の測
定データVref(T)(Tは物理量検出センサの温度)
を、所定の一定温度T0での初期データVref(T0)で除
して規格化した値から計算した校正値Fref<T0>(T)
を温度換算する領域のメモリアドレスに対応させ、その
温度下での物理量データを記録しておくと共に、 上記信号検出用光検出器で変換された上記計測信号の測
定データVsig(P,T)を、所定の一定物理量P0、所定
の一定温度T0での初期データVsig(P0,T0)で除して
得られた計測信号の規格した値を、さらに上記参照信号
の規格した値で除して得られた値から計算した校正係数
をFnorm<P0,T0>(P,T)を物理量換算する領域の
メモリアドレスに振り分けておき、そのメモリアドレス
に対応する物理量の換算値を物理量換算テーブルに記憶
する記憶手段と、 実際に計測された参照信号の測定データVref(T)を初
期データVref(T0)で除して得られた規格値に対応する
ref<T0>(T)と、実際に計測された計測信号の測定
データVsig(P,T)を初期データVsig(P0,T0)で除
して得られた規格値を、さらに上記参照信号の規格値で
除して得られた値に対応するFnorm<P 0,T0>(P,
T)とに基づき、物理量を上記物理量換算テーブルから
読み出すコントロール回路と、 を備えることを特徴とする光ファイバを用いた物理量検
出装置。
8. A light-emitting element module having a built-in light-emitting element and a first Peltier element for absorbing or generating heat to the light-emitting element and maintaining a predetermined first temperature, and a signal light section displaced according to a physical quantity. And a physical quantity detection sensor having a reference light portion that is not displaced with respect to the physical quantity, and an emission end is arranged with a gap facing the signal light portion of the physical quantity detection sensor, and guides light emitted from the light emitting element. And irradiates the signal light portion and emits the reflected light from the signal light portion with a predetermined gap between the signal light optical fiber and the reference light portion of the physical quantity detection sensor. An optical fiber for a reference light, the end of which is arranged to guide the emitted light of the light emitting element to irradiate the reference light part, and to enter and guide the reflected light from the reference light part; and the light emitting element. The emitted light of the above signal light A first optical fiber coupler that branches into an optical fiber and the reference light optical fiber, and guides reflected light from the signal light portion guided by the signal light optical fiber; and the first optical fiber coupler. The emitted light of the light emitting element branched in the above is guided to the reference light optical fiber, and branched for the driver of the light emitting element, and from the reference light section guided by the reference light optical fiber. A second optical fiber coupler for guiding the reflected light of the first optical fiber coupler, and a signal for receiving the reflected light from the signal light portion guided by the first optical fiber coupler and converting the reflected light into a measurement signal corresponding to the physical quantity A photodetector; and a reflected light corresponding to a displacement due to thermal expansion of the reference light portion due to a temperature change amount of the physical quantity detection sensor and the reference light optical fiber. A reference signal photodetector for receiving light via an optical fiber coupler and converting it into a reference signal; and receiving light emitted from the light emitting element branched for a driver of the light emitting element by the second optical fiber coupler. A driver signal photodetector for converting a driver signal of the light emitting element, the light emitting element module, the first optical fiber coupler,
The second optical fiber coupler, the signal detection photodetector,
An optical component temperature holding mounting member for mounting optical components such as the reference signal photodetector and the driver signal photodetector and maintaining a predetermined second temperature by a second Peltier element; Measurement data V ref (T) of the reference signal converted by the photodetector (T is the temperature of the physical quantity detection sensor)
Is divided by the initial data V ref (T 0 ) at a predetermined constant temperature T 0 to calculate a calibration value F ref <T 0> (T) calculated from a normalized value.
Is associated with a memory address of a temperature conversion area, physical quantity data at that temperature is recorded, and measurement data V sig (P, T) of the measurement signal converted by the signal detection photodetector is stored. Is divided by the initial data V sig (P 0 , T 0 ) at the predetermined constant physical quantity P 0 and the predetermined constant temperature T 0 , and the standardized value of the measurement signal is further standardized as the reference signal. The calibration coefficient calculated from the value obtained by dividing by the value is allocated to the memory address of the area for converting F norm <P0, T0> (P, T) to a physical quantity, and the converted value of the physical quantity corresponding to the memory address In a physical quantity conversion table, and F ref < corresponding to a standard value obtained by dividing actually measured reference signal measurement data V ref (T) by initial data V ref (T 0 ). T0> and (T), the actual measured measured signal measurement data V sig (P, T) F a standard value obtained by dividing the initial data V sig (P 0, T 0 ), further corresponding to a value obtained by dividing the standard value of the reference signal norm <P 0, T0> (P,
And T) a control circuit for reading a physical quantity from the physical quantity conversion table based on T).
【請求項9】 発光素子モジュールに内蔵された第1ペ
ルチェ素子により発光素子を所定の第1温度に保持して
発光させる第1ステップと、 上記発光素子モジュールを保持し、かつ第2ペルチェ素
子により第2温度を保持する光学部品温度保持用取着部
材に取着された第1光ファイバカプラにより上記発光素
子の発光光を信号光用光ファイバと参照光用光ファイバ
とに分岐し、信号光用光ファイバにより上記発光素子の
発光光を物理量に応じて変位する物理量検出センサの信
号光部に対向して間隙を隔てて照射し、この信号光部か
らの反射光を入射して上記第1光ファイバカプラを通過
させる第2ステップと、 上記信号光用光ファイバ経由で上記第1光ファイバカプ
ラを通過した上記信号光部からの反射光を上記光学部品
温度保持用取着部材に取着された信号検出用光検出器で
受光して上記物理量に応じた計測信号に変換する第3ス
テップと、 上記第1光ファイバカプラにより上記信号光用光ファイ
バから上記参照光用光ファイバに分岐された上記発光素
子の発光光を上記光学部品温度保持用取着部材に取着さ
れた第2光ファイバカプラにより参照光用とドライバ用
とに分岐して参照光用の発光光を上記参照光用光ファイ
バから物理量に対して変位しない上記物理量検出センサ
の参照光部に対向して間隙を隔てて照射し、かつ上記参
照光部からの反射光を入射して上記第2光ファイバカプ
ラを通過させる第4ステップと、 上記参照光用光ファイバ経由で上記第2光ファイバカプ
ラを通過した上記参照光部からの反射光を上記光学部品
温度保持用取着部材に取着された参照信号用光検出器で
受光して参照信号に変換する第5ステップと、 上記第2光ファイバカプラによりドライバ用に分岐され
た上記発光素子の発光光をドライバ信号用光検出器で受
光して上記発光素子のドライバ用信号に変換する第6ス
テップと、 を含むことを特徴とする光ファイバを用いた物理量検出
方法。
9. A first step in which a light emitting element is kept at a predetermined first temperature by a first Peltier element built in the light emitting element module to emit light, and a second Peltier element holds the light emitting element module. Optical component for holding the second temperature The light emitted from the light emitting element is branched into a signal light optical fiber and a reference light optical fiber by a first optical fiber coupler attached to a temperature holding attachment member, and the signal light The light emitted from the light emitting element is radiated by an optical fiber with a gap opposed to the signal light portion of the physical quantity detection sensor which is displaced according to the physical quantity, and the reflected light from the signal light portion is incident to the first light source. A second step of passing through an optical fiber coupler; and a mounting member for maintaining the optical component temperature, the reflected light from the signal light section having passed through the first optical fiber coupler via the signal light optical fiber. A third step of receiving light with the attached photodetector for signal detection and converting it into a measurement signal corresponding to the physical quantity; and converting the signal light optical fiber to the reference light optical fiber by the first optical fiber coupler. The emitted light of the branched light emitting element is split into a reference light and a driver by a second optical fiber coupler attached to the optical component temperature holding attachment member, and the emitted light for the reference light is referred to above. The second optical fiber coupler irradiates the second optical fiber coupler by irradiating a reference light portion of the physical quantity detection sensor which does not displace with respect to a physical quantity from the optical fiber for light with a gap therebetween, and receiving reflected light from the reference light portion. A fourth step of passing the reflected light from the reference light section, which has passed through the second optical fiber coupler via the reference light optical fiber, to a reference signal attached to the optical component temperature holding attachment member. Light test A fifth step of receiving light by the output device and converting it into a reference signal; and receiving light emitted by the light emitting element branched for a driver by the second optical fiber coupler with a photodetector for driver signal and receiving light of the light emitting element. A physical quantity detecting method using an optical fiber, comprising: a sixth step of converting the signal into a driver signal.
【請求項10】 上記信号光用光ファイバおよび上記参
照光用光ファイバは、開口数N.Aの大きいもの、望ま
しくは、N.A≧0.25であることを特徴とする請求
項1、2、7、8のうちのいずれか1項に記載の光ファ
イバを用いた物理量検出装置。
10. The optical fiber for signal light and the optical fiber for reference light have a numerical aperture N. A having a large A. The physical quantity detection device using an optical fiber according to any one of claims 1, 2, 7, and 8, wherein A ≧ 0.25.
【請求項11】 上記信号光用光ファイバおよび上記参
照光用光ファイバは、曲がりにくいものを使用すること
を特徴とする請求項1、2、7、8のうちのいずれか1
項に記載の光ファイバを用いた物理量検出装置。
11. The optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber for signal light and the optical fiber for reference light are hardly bent.
A physical quantity detection device using the optical fiber described in the paragraph.
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