JPH0115919B2 - - Google Patents
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- JPH0115919B2 JPH0115919B2 JP4375780A JP4375780A JPH0115919B2 JP H0115919 B2 JPH0115919 B2 JP H0115919B2 JP 4375780 A JP4375780 A JP 4375780A JP 4375780 A JP4375780 A JP 4375780A JP H0115919 B2 JPH0115919 B2 JP H0115919B2
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は各種のプロセス量を2線式線路に通ず
る電流値へ変換のうえ、遠隔の受信部等へ伝送す
る際に用いられるプロセス量信号伝送方式に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process variable signal transmission method used when converting various process variables into current values flowing through a two-wire line and transmitting the converted signals to a remote receiving section or the like.
かゝる伝送方式としては、従来「2線式電流伝
送装置」(特公昭49−42936)、「変位・電気信号変
換装置」(特公昭53−16696)により開示されてい
る直流電流を用いる方式、あるいは「2線式パル
ス発信装置」(特公昭50−7934)により開示され
ているパルス状の2値信号を用いる方式が採用さ
れており、いずれも2線式線路により受信部から
の電源供給を受けると共に、同一の2線式線路を
用いてプロセス量に応じた信号の伝送を行なうも
のとなつている。 As such a transmission method, there are methods using direct current that have been disclosed in the "Two-wire current transmission device" (Japanese Patent Publication No. 49-42936) and the "Displacement/Electrical Signal Converter" (Japanese Patent Publication No. 53-16696). Alternatively, a method using a pulsed binary signal disclosed in the "Two-wire Pulse Transmitter" (Special Publication No. 50-7934) has been adopted, and in both cases, power is supplied from the receiver via a two-wire line. At the same time, signals corresponding to the process amount are transmitted using the same two-wire line.
しかし、これらの方式においては、いずれも各
方式に応じた専用の受信部を必要とし、直流電流
方式とパルス信号方式とに応じて各個別の受信部
を設けねばならず、受信部を各方式共用とするこ
とのできない欠点を生じていた。 However, all of these methods require a dedicated receiving section for each method, and separate receiving sections must be provided for the DC current method and the pulse signal method, and the receiving section cannot be used for each method. It had a drawback that it could not be shared.
本発明は、従来のかゝる欠点を根本的に排除す
る目的を有し、パルス信号方式または直流信号方
式のいずれによる受信部においても受信を可能と
する極めて便利な、プロセス量信号伝送方式を提
供するものである。 The present invention has the purpose of fundamentally eliminating such drawbacks of the conventional methods, and provides an extremely convenient process amount signal transmission method that enables reception by either the pulse signal method or the DC signal method in the receiving section. It is something to do.
以下、実施例を示す図によつて本発明の詳細を
説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to figures showing examples.
第1図は、タービン形の容積式流量計をセンサ
TSとして用いた場合の回路図であり、流路1の
内部に設けられたタービン2、磁石3およびピツ
クアツプコイルPCにより構成されたセンサTSか
らは、第1図における各部の波形を示す第2図a
のとおり、流量に応じたパルス状の信号が発生さ
れ、この信号が抵抗器R1,R2を介して演算増幅
器A1の各入力へ与えられる。 Figure 1 shows a turbine-type positive displacement flowmeter as a sensor.
This is a circuit diagram when used as a TS, and from the sensor TS, which is composed of a turbine 2, a magnet 3, and a pickup coil PC provided inside a flow path 1, the waveforms of each part in FIG. 1 are shown in FIG. a
As shown, a pulse-like signal corresponding to the flow rate is generated, and this signal is applied to each input of the operational amplifier A1 via the resistors R1 and R2 .
演算増幅器A1の非反転入力は、抵抗器R3およ
びコンデンサC1により基準電位へ接続され、反
転入力には抵抗器R4により所定のバイアスが印
加されていると共に抵抗器R5およびコンデンサ
C2による負帰還が施されており、信号aは波形
整形を受けて第2図bに示すとおり、プロセス量
を表わすパルス信号となり、これが抵抗器R6と
コンデンサC3とにより時定数の定められた単安
定マルチバイブレータ等のパルス発生器PGを駆
動し、第2図cに示す一定のパルス幅を有するパ
ルス信号を発生させる。 The non-inverting input of operational amplifier A 1 is connected to the reference potential by resistor R 3 and capacitor C 1 , and the inverting input is connected to a predetermined bias by resistor R 4 and connected to resistor R 5 and capacitor C 1.
Negative feedback is applied by C 2 , and signal a undergoes waveform shaping to become a pulse signal representing the process amount as shown in Figure 2b, which is used to determine the time constant by resistor R 6 and capacitor C 3 . A pulse generator PG such as a monostable multivibrator is driven to generate a pulse signal having a constant pulse width as shown in FIG. 2c.
このパルス信号cは、電界効果形トランジスタ
(以下、FET)Q1を制御し、これにオン・オフ動
作を行なわせると共に、抵抗器R7を介して演算
増幅器A2の非反転入力へ印加され、ポテンシヨ
メータRV1により設定されたうえ、抵抗器R8を
経て印加される基準電圧との差として増幅された
うえ、FET・Q1と直列のFET・Q2を制御し、そ
のインピーダンスを可変してFET・Q1,Q2に通
ずる電流の波高値を制御する。 This pulse signal c controls a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) Q1 to turn it on and off, and is also applied to the non-inverting input of operational amplifier A2 via resistor R7 . , is set by potentiometer RV 1 , is amplified as a difference from the reference voltage applied via resistor R 8 , controls FET Q 2 in series with FET Q 1 , and changes its impedance. It is variable to control the peak value of the current flowing through FET Q 1 and Q 2 .
一方、出力端子TB1,TB2には2線式線路を介
して受信部の電源Bおよび負荷抵抗RLが接続さ
れており、この電源Bからの電圧を、FET・Q3
による定電流回路および定電圧ダイオードZDに
より安定化のうえ、演算増幅器A1,A2側の電源
電圧に用いると共に、出力端子TB1,TB2間に通
ずる電流値により、プロセス量としての流量を表
わすものとなつている。 On the other hand, the output terminals TB 1 and TB 2 are connected to the receiving section's power supply B and load resistor R L via a two-wire line, and the voltage from this power supply B is applied to the FET Q 3
It is stabilized by a constant current circuit and a constant voltage diode ZD, and is used for the power supply voltage of the operational amplifiers A 1 and A 2. The flow rate as a process amount is determined by the current value passed between the output terminals TB 1 and TB 2 . It has become something to express.
このため、FET・Q1,Q2およびポテンシヨメ
ータRV2に通ずる電流は、FET・Q1のオン・オ
フに伴なつて断続されると共に、2線式線路の分
布定数による影響を受け、第2図dに示すパルス
電流となるが、このパルス電流に応じて生ずるポ
テンシヨメータRV2の電圧が抵抗器R9を介し、
演算増幅器A2の非反転入力へ与えられ、かつ同
増幅器A2にはコンデンサC4,C5が付加され、積
分器としても動作するものとなつているため、こ
れらによりパルス電流(c)の平均値に基づく負帰還
の施された電流制御ループが構成されており、パ
ルス電流(c)の波高値が一定のものとして制御され
る。 Therefore, the current flowing through FETs Q 1 and Q 2 and potentiometer RV 2 is interrupted as FETs Q 1 turn on and off, and is also affected by the distributed constant of the two-wire line. The pulse current shown in FIG .
It is applied to the non-inverting input of operational amplifier A 2 , and since capacitors C 4 and C 5 are added to the amplifier A 2 and it also operates as an integrator, the pulse current (c) is A current control loop is configured with negative feedback based on the average value, and the peak value of the pulse current (c) is controlled to be constant.
したがつて、パルス電流(c)の平均値がセンサ
TSの検出値に応じたものとなり、同時にパルス
電流(c)のパルス数もセンサTSの検出値を表わす
ものとなるため、パルス電流(c)を積分回路により
平均化しまたは、可動線輪形計器等の平均値指示
計器へ通ずれば、これによつてセンサTSの検出
値が得られる一方、パルス電流(c)のパルス数を単
に計数し、あるいは、更にその計数値に任意の演
算を加えることによつて、センサTSの検出値が
得られるものとなり、直流信号方式またはパルス
信号方式いずれの受信部によつても受信が可能と
なる。 Therefore, the average value of the pulse current (c) is
The value corresponds to the detected value of the sensor TS, and at the same time, the number of pulses of the pulse current (c) also represents the detected value of the sensor TS. Therefore, the pulse current (c) is averaged by an integrating circuit, or a movable wire type meter, etc. , the detected value of the sensor TS can be obtained by simply counting the number of pulses of the pulse current (c), or further adding arbitrary calculations to the counted value. As a result, the detected value of the sensor TS can be obtained, and can be received by either a DC signal system or a pulse signal system receiving section.
第3図は、差動容量形センサを用いる場合の回
路図であり、固定電極SP1,SP2および可動電極
MPにより差動容量形センサDSが構成され、プ
ロセス量に応じて可動電極MPが固定電極SP1,
SP2間を移動し、静電容量Cs1、Cs2が差動的に変
化するものとなつている。 Figure 3 is a circuit diagram when using a differential capacitance type sensor, in which fixed electrodes SP 1 , SP 2 and movable electrodes are used.
MP constitutes a differential capacitance sensor DS, and depending on the process amount, the movable electrode MP is replaced by the fixed electrode SP 1 ,
The capacitance Cs 1 and Cs 2 change differentially as the capacitance moves between SP 2 and Cs 2 .
また静電容量Cs1、Cs2は、FET・Q4,Q5を介
してインバータIN1の入力へ接続され、インバー
タIN1の出力が抵抗器R10により帰還されるもの
となつており、FET・Q4,Q5が交互にオンとな
れば、静電容量Cs1またはCs2とインバータIN1お
よび抵抗器R10とにより、充放電形の弛張発振器
が構成され、静電容量Cs1またはCs2に応じた周波
数の発振出力がインバータIN1の出力から得られ
る。 Furthermore, the capacitances Cs 1 and Cs 2 are connected to the input of the inverter IN 1 via FETs Q 4 and Q 5 , and the output of the inverter IN 1 is fed back by the resistor R 10 . When FET Q 4 and Q 5 are turned on alternately, a charge/discharge type relaxation oscillator is configured by capacitance Cs 1 or Cs 2 , inverter IN 1 , and resistor R 10 , and capacitance Cs 1 Alternatively, an oscillation output with a frequency corresponding to Cs 2 can be obtained from the output of inverter IN 1 .
なお、インバータIN1としては出力の反転する
入力側スレシホールドレベルが、立上り時に高
く、立下り時に低いヒステリシス特性を有するも
のが用いられており、これによつて静電容量Cs1
に応じた周波数f1と、静電容量Cs2に応じた周波
数f2との発振が行なわれる。 Note that the inverter IN 1 has a hysteresis characteristic in which the input threshold level at which the output is inverted is high at the rising edge and low at the falling edge, and as a result, the capacitance Cs 1
Oscillation is performed at a frequency f 1 corresponding to the capacitance Cs 2 and a frequency f 2 corresponding to the capacitance Cs 2 .
この周波数f1またはf2は、カウンタCTにより
一定数のカウントが行なわれ、カウント出力nに
より、インバータIN2を介しあるいは介さずに
FET・Q4,Q5を制御しており、カウント出力n
が“L”(低レベル)のときにFET・Q4がオンと
なり、周波数f1の発振がなされ、これをカウンタ
CTがカウントし、カウントアツプによりカウン
ト出力nが“H”(高レベル)となれば、今度は
FET・Q5がオンとなつて周波数f2の発振が行な
われ、このカウントアツプによりカウント出力n
が“L”へ戻り、この動作を反復する。 This frequency f 1 or f 2 is determined by counting a certain number of times by a counter CT, and depending on the count output n, the frequency f 1 or f 2 is determined with or without inverter IN 2 .
Controls FET・Q 4 and Q 5 , and counts output n
When FET is “L” (low level), FET Q 4 turns on and oscillates at frequency f 1 , which is detected by the counter.
When the CT counts and the count output n becomes “H” (high level) due to the count up, this time
FET Q 5 turns on and oscillates at frequency f 2 , and this count up causes the count output n
returns to "L" and repeats this operation.
このため、第3図における各部の波形を示す第
4図aのとおり、カウント出力nからは周波数f1
のカウント期間t1と周波数f2のカウント期間t2と
を反復するパルス信号aが得られ、これのデユー
テイ比がプロセス量を表わすものとなる。 Therefore, as shown in Figure 4a, which shows the waveforms of each part in Figure 3, the frequency f 1 is calculated from the count output n.
A pulse signal a is obtained which repeats a count period t 1 of frequency f 2 and a count period t 2 of frequency f 2, and its duty ratio represents the process amount.
したがつて、出力端子TB1,TB2間に通ずるパ
ルス電流は、2線式線路の分布定数による影響を
受け、第4図bに示すものとなるが、そのデユー
テイ比がプロセス量に応じたものとなる。 Therefore, the pulse current flowing between the output terminals TB 1 and TB 2 is affected by the distribution constant of the two-wire line, and becomes as shown in Figure 4b, but the duty ratio varies depending on the process amount. Become something.
また、ポテンシヨメータRV2からの負帰還量を
適宜に定めればパルス信号aを抵抗器R7とコン
デンサC4との積分回路により平均化した電圧に
応じて、パルス信号bのパルス波高値が制御さ
れ、パルス電流(b)の平均値がプロセス量を表わす
ものとなり、直流電流方式の受信部により受信す
ることができる。 In addition, if the amount of negative feedback from the potentiometer RV 2 is determined appropriately, the pulse peak value of the pulse signal b can be adjusted according to the voltage averaged by the integrating circuit of the resistor R 7 and the capacitor C 4 . is controlled, and the average value of the pulse current (b) represents the process amount, which can be received by a direct current receiving section.
なお、パルス信号方式の受信部においては、パ
ルス電流(b)を波形整形により一定波高値のパルス
列としたうえ、“H”または“L”期間をクロツ
クパルス等によりカウントすれば、プロセス量を
得ることができる。 In addition, in a pulse signal type receiving section, the process amount can be obtained by shaping the pulse current (b) into a pulse train with a constant peak value and then counting the "H" or "L" period using a clock pulse, etc. Can be done.
このほか、第3図において、カウンタCTと演
算増幅器A2との間へ、ダイオード回路等の非線
形特性を有するものを挿入すれば、パルス信号b
の平均値AVとデユーテイ比DRとの関係が、第
5図に示すものとなり、差動容量形センサDSに
よるプロセス量の検出特性が2乗特性等の非直線
性である場合、これを補償することができる。 In addition, in Fig. 3, if a device with nonlinear characteristics such as a diode circuit is inserted between the counter CT and the operational amplifier A2 , the pulse signal b
The relationship between the average value AV of be able to.
たゞし、パルス電流(b)のパルス周期は影響を受
けないため、パルス電流(b)のデユーテイ比により
プロセス量の検出値をそのまゝ伝送することが可
能となり、同一のパルス電流(b)によつて、補償さ
れたデータと補償前のデータとが同時に伝送され
るものとなり、甚だ便利となる。 However, since the pulse period of the pulse current (b) is not affected, it becomes possible to transmit the detected value of the process amount as is, depending on the duty ratio of the pulse current (b). ), the compensated data and the uncompensated data can be transmitted simultaneously, which is extremely convenient.
なお、FET・Q1として他のスイツチング素子
を用いFET・Q2として他の可変インピーダンス
素子を用いても同様であり、条件に応じてセンサ
および各部の構成は任意の選定が可能である等、
本発明は種々の変形が自在である。 Note that it is also possible to use other switching elements as FET/Q 1 and other variable impedance elements as FET/Q 2 , and the configuration of the sensor and each part can be arbitrarily selected depending on the conditions.
The present invention is open to various modifications.
以上の説明により明らかなとおり本発明によれ
ば、直流電流方式、パルス信号方式いずれの受信
部にも適合する形態のプロセス量伝送が実現し、
送信部の共用が可能となるため、各種プロセス量
の検出結果伝送上、顕著な効果が得られる。 As is clear from the above explanation, according to the present invention, process amount transmission is realized in a form that is compatible with both DC current type and pulse signal type receiving units.
Since the transmitter can be shared, a significant effect can be obtained in transmitting the detection results of various process quantities.
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図
は第1図における各部の波形を示す図、第3図は
他の実施例を示す回路図、第4図は第3図におけ
る各部の波形を示す図、第5図は非直線性の補償
特性を示す図である。
Q1,Q2……FET(電界効果形トランジスタ)、
A2……演算増幅器、R1〜R9……抵抗器、RV1,
RV2……ポテンシヨメータ、C3,C4……コンデ
ンサ、TB1,TB2……出力端子。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing waveforms of each part in FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing the waveforms of each part, and FIG. 5 is a diagram showing the compensation characteristics of nonlinearity. Q 1 , Q 2 ...FET (field effect transistor),
A 2 ... operational amplifier, R 1 to R 9 ... resistor, RV 1 ,
RV 2 ... Potentiometer, C 3 , C 4 ... Capacitor, TB 1 , TB 2 ... Output terminal.
Claims (1)
手段と、このパルス信号により2線式線路に通じ
る電流を断続してパルス電流とする開閉素子と、
この開閉素子に直列に接続されて前記パルス電流
に基づく帰還電圧と前記パルス信号とが入力され
前記パルス電流の波高値を制御して前記2線式線
路に送出する制御手段とを具備し、前記パルス電
流の平均値を前記プロセス量に対応するようにし
たことを特徴とする2線式のプロセス量信号伝送
方式。1. A means for generating a pulse signal corresponding to a process amount, and a switching element that uses the pulse signal to intermittent a current flowing through a two-wire line to generate a pulse current;
a control means connected in series to the switching element to which a feedback voltage based on the pulse current and the pulse signal are input, controls a peak value of the pulse current and sends it to the two-wire line; A two-wire process quantity signal transmission system, characterized in that the average value of the pulse current corresponds to the process quantity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4375780A JPS56140494A (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Process amount signal transmitting system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4375780A JPS56140494A (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Process amount signal transmitting system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56140494A JPS56140494A (en) | 1981-11-02 |
| JPH0115919B2 true JPH0115919B2 (en) | 1989-03-22 |
Family
ID=12672625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4375780A Granted JPS56140494A (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Process amount signal transmitting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56140494A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230443A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | Sensor device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129596U (en) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | シンク・エンジニアリング株式会社 | Flow meter for fluids such as liquids |
| JPS59201535A (en) * | 1983-04-30 | 1984-11-15 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Method and apparatus of analog-digital communication |
| JPH0466527U (en) * | 1990-10-23 | 1992-06-11 | ||
| JP2512732Y2 (en) * | 1990-11-16 | 1996-10-02 | 株式会社豊田中央研究所 | Optical telemeter device |
-
1980
- 1980-04-02 JP JP4375780A patent/JPS56140494A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230443A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | Sensor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56140494A (en) | 1981-11-02 |
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