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JP3199097B2 - 2線式伝送器 - Google Patents
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JP3199097B2 - 2線式伝送器 - Google Patents

2線式伝送器

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JP3199097B2
JP3199097B2 JP12104494A JP12104494A JP3199097B2 JP 3199097 B2 JP3199097 B2 JP 3199097B2 JP 12104494 A JP12104494 A JP 12104494A JP 12104494 A JP12104494 A JP 12104494A JP 3199097 B2 JP3199097 B2 JP 3199097B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷側から2本の伝送
線を介して電流の供給を受けると共に測定すべき物理量
をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理回路で
信号処理して伝送線を介して先の負荷側に電流信号とし
て伝送する2線式伝送器に係り、特に、異常の際にこの
状態を暗所でも明示的に認識できるように改良された2
線式伝送器に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の2線式伝送器の構成を示す
ブロック図である。2線式伝送器10は外部回路11と
伝送線L1、L2で接続されており、この外部回路11
は2線式伝送器10の回路電源を供給するに必要な直流
電圧Ebと受信抵抗R1が端子T1、T2を介して伝送
線L1、L2に直列に接続されている。この伝送線L
1、L2の他端は2線式伝送器10の端子T3、T4に
接続されている。
【0003】端子T3、T4の間には、ダイオードD
1、トランジスタQ1のエミッタとベース、トランジス
タQ2のコレクタとエミッタ、ダイオードD2、帰還抵
抗R2がそれぞれ直列に接続されている。また、トラン
ジスタQ1のエミッタとコレクタとの間には起動抵抗R
3が接続されている。
【0004】さらに、ダイオードD2と帰還抵抗R2の
接続点CN1と、起動抵抗R3とトランジスタQ1のコ
レクタの接続点CN2との間にはツエナダイオードD3
が接続され、これらの間に一定の電圧である1次電圧V
1を得ている。
【0005】この1次電圧V1はスイッチング電源12
の一次端子T5と接続点CN1に接続された共通端子T
6との間に印加され、その二次端子T7と共通端子T6
との間に電圧変成された直流の二次電圧V2が出力され
る。この二次電圧V2は物理量を電気信号に変換するセ
ンサ13及びこの電気信号を信号処理するマイクロプロ
セッサを搭載した信号処理回路14等に供給される。
【0006】センサ13は圧力などの物理量を電気信号
に変換して信号処理回路14に出力する。信号処理回路
14はこの電気信号に対して直線性補正などの信号処理
をしてパルス幅信号PWMとして出力する。同時に液晶
表示素子LCDにも必要に応じて出力し表示する。
【0007】15、16はこのパルス幅信号PWMを所
定のレベルにレベル変換するための基準電圧VR1、VR2
を発生する基準電圧源であり,これらの基準電圧源1
5、16はスイッチSW1の切換端の各一端と接続点C
N1との間に接続されている。
【0008】スイッチSW1の共通端は抵抗R4とコン
デンサC1で構成されるフイルタFLに接続され、パル
ス幅信号PWMにより切り換えられる。したがって、ス
イッチSW1の共通端にはレベルが基準電圧VR1とVR2
の間でパルス幅信号PWMにより切り換えられるパルス
状の信号が得られ、フイルタFLはこの信号を平滑して
対応するアナログ信号とする。
【0009】このアナログ信号はバッフア増幅器Q3に
よりバッフアリングされてその出力端にセンサ信号Va
として出力される。誤差増幅器Q4の反転入力端(−)
には基準電圧VR1を抵抗R5とR6で分圧した分圧電圧
が印加され、その非反転入力端(+)には帰還抵抗R2
の両端に発生した帰還電圧Vfとセンサ信号Vaの和の電
圧を抵抗R7、R8及び帰還抵抗R2で分圧した分圧電
圧が印加されている。
【0010】そして、誤差増幅器Q4はこれらの分圧電
圧が一致するようにトランジスタQ2のベース電流を制
御し、この結果としてトランジスタQ2のコレクタ電流
によりトランジスタQ1のベース電流が制御される。こ
れにより、トランジスタQ1はセンサ信号Vaに対応し
た統一の電流信号I0(=4mA〜20mA)として2
本の伝送線L1、L2を介して受信抵抗R1に出力す
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような2線式伝送器10においては、この伝送器に異常
が生じたときには、液晶表示素子LCDに“Erro
r”などの文字を表示してこの異常を外部に知らせる
が、液晶表示素子LCDはバックライトを設けない限り
暗い場所では見えにくく異常表示素子としては問題があ
る。
【0012】そこで、発光ダイオードLEDを用いるこ
とが考えられるが、この発光ダイオードLEDを発光さ
せるためには数mAの電流を流す必要があので、4mA
以下の電流信号I0で動作させる必要のある2線式伝送
器10では、発光ダイオードLEDを異常表示素子とし
て使用されていない。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、負荷側から2本の伝送線を
介して電流の供給を受けると共に測定すべき物理量をセ
ンサにより電気信号に変換しこれを信号処理回路で信号
処理して先の伝送線を介して先の負荷側に電流信号とし
て伝送する2線式伝送器において、この先の電流信号が
流れる主電流経路に直列に接続された発光素子と、この
発光素子に並列に接続されたスイッチ素子と、先の2線
式伝送器に異常が発生したときに先のスイッチ素子を開
放して先の発光素子を発光させ先の異常を点灯状態で外
部に知らせる駆動回路とを具備するようにしたものであ
る。
【0014】
【作 用】発光素子は、負荷側から2本の伝送線を介し
て電流の供給を受けると共に測定すべき物理量をセンサ
により電気信号に変換しこれを信号処理回路で信号処理
して先の伝送線を介して先の負荷側に電流信号が流れる
主電流経路に直列に挿入されている。
【0015】そして、スイッチ素子がこの発光素子に並
列に接続されており、駆動回路は先の2線式伝送器に異
常が発生したときに先のスイッチ素子を開放して先の発
光素子を発光させ先の異常を暗所でも点灯状態で外部に
知らせる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示すブロック
図である。なお、図3に示す従来の2線式伝送器と同一
の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にその
説明を省略する。
【0017】図1に示す2線式伝送器20は、図3に示
す回路に加えて、CPU監視回路21、駆動回路22、
スイッチ素子23、発光ダイオード(LED)24など
が追加されている。
【0018】トランジスタQ1とスイッチング電源12
の一次端子T5との間には、オン抵抗の小さいPチャン
ネルMOS形FETなどで構成されたスイッチ素子23
が接続されている。さらに、スイッチ素子23には発光
ダイオード(LED)24が並列に接続されている。
【0019】そして、スイッチ素子23は、トランジス
タQ1のコレクタ側がソースSで、一次端子T5側がド
レインにそれぞれ接続され、ゲートGには駆動回路22
から駆動信号S3が印加されている。
【0020】CPU監視回路21は、スイッチング電源
12の二次電圧V2で付勢され、CPUを搭載する信号
処理回路14に異常があるかないかの監視をしてステイ
タス信号S2を出力する。
【0021】駆動回路22は、トランジスタQ5、6
インバータQ7、抵抗R9〜R13などにより構成されてい
る。トランジスタQ5は信号処理回路14からのステイ
タス信号S1を受信し抵抗R9とR10で分圧した分圧電圧
がベースに印加され、そのコレクタにはトランジスタQ
1の電圧V0が抵抗R11を介して印加され、エミッタは接
続点CN1に共通電位点として接続されている。
【0022】この場合のステイタス信号S1は、信号処
理回路14中のCPUは正常であるが、周辺回路が異常
のとき、例えばセンサ13が故障して通常のセンサ信号
の正常範囲を越えたときなどにそのレベルが変更されて
出力される。
【0023】トランジスタQ6はステイタス信号S2を抵
抗R12とR13で分圧した分圧電圧がベースに印加され、
エミッタは接続点CN1に、そのコレクタはワイアード
ORの回路構成としてトランジスタQ5のコレクタに接
続されている。
【0024】この場合のステイタス信号S2は、信号処
理回路14中のCPUが異常なときに出力されるもので
あり、例えばウオッチドックタイマなどが内蔵されてお
り、正常なときはCPUにより定期的にカウンタをクリ
アしているが、異常になるとカウンタがフローを起こす
ことなどから、ソフトの異常を判断してレベルを変更し
て出力される。
【0025】さらに、トランジスタQ5のコレクタは、
電圧V0で付勢されたインバータQ7の入力端に印加さ
れ、その出力端に現れる駆動信号S3でスイッチ素子2
3を構成するPチャンネルMOS形FETのゲートを駆
動する。
【0026】次に、以上のように構成された実施例の動
作について説明する。通常は、スイッチ23がオンとな
っているので、図3に示す場合と同様に、センサ13は
圧力などの物理量を電気信号に変換して信号処理回路1
4に出力し、信号処理回路14はこの電気信号に対して
直線性補正などの信号処理をしてパルス幅信号PWMと
して出力する。
【0027】このパルス幅信号PWMは、スイッチSW
1、フイルタFL、バッフア増幅器Q3、誤差増幅器Q
4、トランジスタQ2、トランジスタQ1を介して電流
信号I0として伝送線L1、L2を介して受信抵抗R1
に伝送されている。
【0028】次に、駆動回路22を含む付加した回路の
動作について説明する。先ず、正常時はステイタス信号
1、S2は、“Lレベル”、異常時は“Hレベル”にな
るように構成されているものとする。
【0029】したがって、正常状態では、ステイタス信
号S1、S2が、“Lレベル”になっているので、トラン
ジスタQ5、Q6はオフになっている。このためインバー
タQ 7の入力端は“Hレベル”となり、その出力端のス
テイタス信号S3は“Lレベル”となっている。
【0030】このため、スイッチ23を構成するPチャ
ンネルMOS形FETはゲート電圧が0Vの近傍までバ
イアスされるので、スイッチ23はオン状態となる。こ
のときに、電流信号I0が流れる主電流経路は、トラン
ジスタQ1−スイッチ素子23−ダイオードD3−帰還
抵抗R2の経路となる。
【0031】この場合に、MOS形FETのドレイン/
ソース間の抵抗値は5Ω以下であるので、20mAの電
流信号I0においても、発光ダイオード24の両端電圧
は100mV程度であり、一方、発光ダイオード24の
点灯電圧は1V以上であるので、発光ダイオード24は
点灯しない。
【0032】異常状態では、ステイタス信号S1或いは
2が“Hレベル”となるので、トランジスタQ5或いは
6がオンとなる。このためインバータQ7の入力端は
“Lレベル”となり、その出力端のステイタス信号S3
は“Hレベル”となる。
【0033】そこで、スイッチ素子23を構成するPチ
ャンネルMOS形FETはゲート電圧がソース電圧の近
傍までバイアスされるので、スイッチ素子23はオフと
なる。このときに、電流信号I0が流れる主電流経路
は、トランジスタQ1−発光ダイオード24−ダイオー
ドD3−帰還抵抗R2の経路となる。したがって、発光
ダイオード24が点灯し、外部に異常発生を知らせるこ
とができる。
【0034】なお、いずれの場合も、インバータQ7
電源電圧は、ダイオードD2と発光ダイオード24の電
圧降下の和以下であり、インバータQ7の最大定格は越
えないように構成することはできる。
【0035】図2は、図1に示す2線式伝送器の表示面
の近傍を示す部分表示部である。液晶表示素子LCDと
その近傍に発光ダイオード24を配置することにより、
暗所でも発光ダイオード24の点灯により異常を容易に
視認することができる。
【0036】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、電流制限を受ける2線式伝送器に
おいても、電流信号を有効に使用する構成とすることに
より、発光に要する電流の大きい発光ダイオードを使用
して暗所でも異常を外部に容易に視認させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1に示す2線式伝送器の表示面の近傍を示す
部分表示部である。
【図3】従来の2線式伝送器の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】 10、20 2線式伝送器 11 外部回路 12 スイッチング電源 13 センサ 14 信号処理回路 21 CPU監視回路 22 駆動回路 23 スイッチ素子 24 発光ダイオード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負荷側から2本の伝送線を介して電流の供
    給を受けると共に測定すべき物理量をセンサにより電気
    信号に変換しこれを信号処理回路で信号処理して前記伝
    送線を介して前記負荷側に電流信号として伝送する2線
    式伝送器において、この前記電流信号が流れる主電流経
    路に直列に接続された発光素子と、この発光素子に並列
    に接続されたスイッチ素子と、前記2線式伝送器に異常
    が発生したときに前記スイッチ素子を開放して前記発光
    素子を発光させ前記異常を点灯状態で外部に知らせる駆
    動回路とを具備することを特徴とする2線式伝送器。
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