JP4830058B2 - 2線式伝送器 - Google Patents
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Description
図5は、2線式伝送器の従来技術を説明するための図である。図示した2線式伝送器10は、センサSによって出力されるセンサ信号M1、M2を増幅するオペアンプ1と、オペアンプ1から出力されたセンサ信号Vsnsの電圧値に応じて接続先が切り替えられるスイッチ3と、スイッチ3に接続された抵抗素子5、6、7を備えている。また、2線式伝送器10は、基準電圧発生部4と、スイッチ3に接続される抵抗素子6、抵抗素子7の大きさによって出力電流Ioutが変化するオペアンプ2を備えている。
センサSは、例えば、磁気、温度、圧力といった物理量を検出するセンサである。
オペアンプ1は、連続的に変化するセンサ信号Vsnsを出力する。センサ信号Vsnsが所定の閾値を超えると、スイッチ3の接続先が抵抗素子6から抵抗素子7に切り替わる。オペアンプ2の出力信号Voutとグラウンド(GND)の電位差は、抵抗素子5、スイッチ3に接続されている抵抗素子6または抵抗素子7によって分圧される。分圧された電位に応じた信号は、フィードバック信号Vfbとしてオペアンプ2に入力される。オペアンプ2は、基準電圧発生部4によって生成されると基準電圧Vrefとフィードバック信号Vfbの電圧値を等しくするように動作する。
一方、フィードバック信号Vfbが低下すると、オペアンプ2は出力電流Ioutを減少させるように動作する。この結果、オペアンプ2の出力信号Voutは、基準電圧Vrefとフィードバック信号Vfbとが等しくなるように上昇する。
Vout=Vref+(R0/R)・Vref …(1)
センセSから出力されるセンサ信号Vsnsは、連続的に変化する。そして、センサ信号Vsnsが所定のしきい値を超えた場合に、スイッチ3の接続先が抵抗素子6から抵抗素子7に切り替えられる。
本発明は、上記した点に鑑みて行われたものであり、センサ信号を連続的なアナログ信号に変換することにより、センサ信号の連続的な変化を反映した信号が得られ、しかも後段の演算にかかる構成や処理を簡易化することができる2線式伝送器を提供することを目的とする。
[0010] また、本発明の2線式伝送器は、上記した発明において、第1伝送路が、第1抵抗素子(例えば図3に示した抵抗素子107)を介して電源(例えば図3に示したVcc)に接続されることが望ましい。
また、本発明の2線式伝送器は、上記した発明において、前記増幅器が、入力された前記入力信号と前記中間電位とが等しくなるように、前記制御信号を出力することが望ましい。
また、本発明の2線式伝送器は、上記した発明において、前記電流生成回路が、前記中間電位に基づき、前記電流を生成する電流源を含むことが望ましい。
また、本発明の2線式伝送器は、上記した発明において、前記第1伝送路に接続され、前記アナログ電圧信号を受信する受信機(例えば図3に示したCPU受信器106)をさらに含むことが望ましい。
また、本発明の2線式伝送器は、上記した発明において、前記センサ信号を出力するセンサをさらに含むことが望ましい。
また、本発明の2線式伝送器は、上記した発明において、前記第1伝送路に接続される前記第1抵抗素子と、前記第1抵抗素子に接続される前記電源と、をさらに含むことが望ましい。
請求項3に記載の発明によれば、伝送路と基準伝送路との間の中間電位と、入力信号とを増幅器に出力し、この信号に基づいてアナログ電圧信号を生成することができる。増幅器は、入力された入力信号と中間電位とが等しくなるように動作する。このため、増幅器の出力が入力信号に応じて変化するので、入力信号を反映したアナログ信号を得ることができる。
請求項5に記載の発明によれば、電流生成回路が、中間電位に基づいて電流を生成する電流源を含むから、伝送路と基準伝送路との間の電位を簡易に制御することができる。
請求項7に記載の発明によれば、伝送路に接続される受信機をさらに設けたので、伝送路に出力されるアナログ信号から例えばセンサによって検出された検出値を直接得ることができる。このため、受信器以降の段における入力信号、例えばセンサ信号の演算を簡易化することができる。
請求項9に記載の発明によれば、センサによって検出された温度、磁気、圧力などの情報を容易に抽出することができる。
請求項10に記載の発明によれば、センサを含むコンパクトな2線式伝送器が実現できる。
請求項11に記載の発明によれば、抵抗素子及び抵抗素子に接続される電源を含むコンパクトな2線式伝送器が実現できる。
(実施形態1)
・回路構成
図1は、本発明の実施形態1の2線式伝送器を説明するための回路図である。図示した2線式伝送器は、センサSを備えている。センサSは、例えば、磁気、温度、圧力といった物理量を検出し、センサ信号V1として出力するセンサである。ここで、2線式伝送器は、センサSを備えているとしたが、2線式伝送器には含まず外部に別途センサSを備える構成としてもよい。
また、中間電位生成回路100は、伝送路N1と基準伝送路N2との間に直列接続された抵抗素子103と抵抗素子104とを含み、抵抗素子103と抵抗素子104との間からフィードバック信号V2を出力している。
なお、実施形態1の2線式伝送器は、出力信号V3がプルアップされるように外部電源が図示しない抵抗素子を介して伝送路N1に接続され、基準伝送路N2はGNDに設置される。
次に、以上述べた2線式伝送器の動作について説明する。
出力信号V3とGNDの電位差は、抵抗素子103、抵抗素子104によって分圧される。フィードバック信号V2は、抵抗素子103、抵抗素子104に分圧された電圧を示す信号である。オペアンプ101は、センサ信号V1、フィードバック信号V2が等しくなるように動作する。
具体的には、オペアンプ101は、センサ信号V1が上昇すると、出力電流I3を減少させて出力電圧V3を上昇させるように電流源102を制御する。この動作により、抵抗素子103、104に流れる電流が増加してフィードバック信号V2が上昇する。出力電流I3の減少分はセンサ信号V1の上昇分に対応しているから、センサ信号V1の上昇に応じてフィードバック信号V2が上昇し、センサ信号V1、フィードバック信号V2は等しくなる。すなわち、オペアンプ101の出力信号V3は、センサ信号V1とフィードバック信号V2とが等しくなるように上昇する。
V3=(1+(R0/R1))・V1 …式(2)
上記した式(2)によれば、本実施形態の2線式伝送器では、センサ信号V1が連続的なアナログ電圧信号に変換されることが明らかである。
図2は、式(2)によって表される出力信号V3とセンサ信号V1との関係を示した図であって、縦軸に出力信号V3を、横軸にセンサ信号V1を示している。図2によれば、センサ信号V1が連続的なアナログ電圧信号に変換される、すなわち、出力信号V3がセンサ信号V1に比例していることが分かる。
図3は、本発明の実施形態2の2線式伝送器を説明するための回路図である。なお、実施形態2では、図3中に示した構成のうち、図1に示した構成と同様の構成については同様の符号を付し、説明を一部略するものとする。
・構成
実施形態2の2線式伝送器は、図1に示した実施形態の2線式伝送器に受信機CPU106を接続して構成されている。また、図3では、伝送路N1に接続された外部電源Vccや抵抗素子107、基準伝送路N2に接続されるGND線を明示し、2線式伝送器が使用されている状態を表すものとする。2線式伝送器は、外部電源Vccから抵抗素子107、伝送路N1を介して出力信号V3にかかる電力の供給を受ける。
受信器CPU106は、2線式伝送器の出力信号V3を入力し、センサSによって検出された物理量の大きさや強度等を検出する構成である。図3の回路では、2線式伝送器の内部で電流源102以外のすべての電流源をまとめて電流源105と表現し、出力電流I3以外のすべての電流の総和をI4として示すものとする。
次に、実施形態2の2線式伝送器の動作を説明する。
実施形態2の2線式伝送器の出力信号V3は、抵抗素子107を介して外部電源Vccにプルアップされている。センサ信号V1が低下して出力電流I3が増加すると、実施形態2では、抵抗素子107における電圧降下が増加して出力信号V3の電圧が低下する。このため、実施形態2では、センサ信号V1の低下に応じて連続的に低下する出力信号V3を得ることができる。
一方、センサ信号V1が上昇して出力電流I3が減少すると、抵抗素子107における電圧降下が減少し、出力信号V3の電圧が上昇する。このため、実施形態2では、センサ信号V1の上昇に応じて連続的に上昇する出力信号V3を得ることができる。
したがって、実施形態2の2線式伝送器は、センサ信号V1を、センサ信号V1に比例する連続的なアナログ電圧信号V3に変換することができる。
また、受信機CPU106は、2線式伝送器からの出力信号V3を受信することにより、センサSによって検出された温度、磁気、圧力等に関する情報を得ることができる。
また、従来技術では出力信号Voutの電圧を基準電圧Vref以下にすることができないが、実施形態2の2線式伝送器ではそのような制約はない。実施形態2は、抵抗素子103及び抵抗素子104の値を変えることにより、出力信号V3の電圧を任意に得ることができる。
図4は、本発明の実施形態3の2線式伝送器を説明するための回路図である。なお、実施形態3では、図4中に示した構成のうち、図1に示した構成と同様の構成については同様の符号を付し、説明を一部略するものとする。
・構成
実施形態3の2線式伝送器は、図1に示した実施形態1の2線式伝送器に、A/D変換器401、デジタル演算器402、D/A変換器403を追加して構成されている。また、実施形態3の図4においても、2線式伝送器の内部で電流源102以外のすべての電流源をまとめて電流源105と表現し、出力電流I3以外のすべての電流の総和をI4として示すものとする。
センサ信号V1はA/D変換器401によってデジタル信号に変換される。変換後のデジタル信号は、デジタル演算器402によって演算処理された後、D/A変換器403によってアナログ信号V1’に変換される。このような実施形態3によれば、センサ信号V1を任意の特性のアナログ信号V1’に変換した後に、実施形態1と同様の処理をすることができる。
実施形態3は、例えば、センサ信号のオフセットや感度を補正した後、出力信号V3に変換する場合に有利である。
101 オペアンプ
102、105 電流源
103、104、107 抵抗素子
106 CPU受信機
401 A/D変換器
402 デジタル演算器
403 D/A変換器
Claims (10)
- 入力信号に基づくアナログ電圧信号を第1伝送路に出力する2線式伝送器であって、前記第1伝送路と第2伝送路との中間電位を生成する中間電位生成回路と、
前記入力信号と前記中間電位とが供給される増幅器と、
前記増幅器によって出力される制御信号に基づいて、前記第1伝送路から前記第2伝送路に流れる電流を生成する電流生成回路と、
を含み、
前記増幅器は、
入力された前記入力信号と前記中間電位とが等しくなるように、前記制御信号を出力することを特徴とする2線式伝送器。 - 前記第1伝送路は、
第1抵抗素子を介して電源に接続されることを特徴とする請求項1に記載の2線式伝送器。 - 前記中間電位生成回路は、
前記第1伝送路と前記第2伝送路との間に直列接続された第2抵抗素子と第3抵抗素子とを含み、前記第2抵抗素子と前記第3抵抗素子との間において前記中間電位を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の2線式伝送器。 - 前記電流生成回路は、
前記中間電位に基づき、前記電流を生成する電流源を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の2線式伝送器。 - 前記アナログ電圧信号は、前記第1伝送路を介して前記増幅器に電力として供給されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の2線式伝送器。
- 前記第1伝送路に接続され、前記アナログ電圧信号を受信する受信機をさらに含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の2線式伝送器。
- 前記入力信号がアナログ信号であり、前記入力信号をデジタル信号に変換して加工する加工回路と、
前記加工回路によって加工されたデジタル信号を、アナログ信号に変換して前記増幅器に出力するデジタル・アナログ変換回路と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の2線式伝送器。 - 前記入力信号はセンサから出力されるセンサ信号であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の2線式伝送器。
- 前記センサ信号を出力するセンサをさらに含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の2線式伝送器。
- 前記第1伝送路に接続される前記第1抵抗素子と、前記第1抵抗素子に接続される前記電源と、をさらに含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の2線式伝送器。
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US20140074303A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | Kevin M. Haynes | Two-wire transmitter terminal power diagnostics |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5737279Y2 (ja) * | 1975-06-11 | 1982-08-17 | ||
US6437581B1 (en) * | 1999-04-27 | 2002-08-20 | Micronas Gmbh | Two wire sensor device |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4205327A (en) * | 1978-03-13 | 1980-05-27 | Rosemount Inc. | Two wire current transmitter with adjustable current control linearization |
US4206397A (en) * | 1978-03-13 | 1980-06-03 | Rosemount Inc. | Two wire current transmitter with improved voltage regulator |
JPS5737279A (en) * | 1980-08-15 | 1982-03-01 | Fujitsu Ltd | Decca coordinate converter |
JPS5947697A (ja) | 1982-08-11 | 1984-03-17 | 横河電機株式会社 | 2線式伝送回路 |
FR2668257B1 (fr) * | 1990-10-18 | 1994-05-13 | Telemecanique | Detecteur du type deux fils a tension regulee. |
US5373226A (en) * | 1991-11-15 | 1994-12-13 | Nec Corporation | Constant voltage circuit formed of FETs and reference voltage generating circuit to be used therefor |
US5481200A (en) * | 1993-09-15 | 1996-01-02 | Rosemont Inc. | Field transmitter built-in test equipment |
JP3051038B2 (ja) * | 1994-10-12 | 2000-06-12 | 日立造船株式会社 | ごみ貯留装置 |
DE19723645B4 (de) * | 1997-06-05 | 2006-04-13 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Anordnung zur Signalübertragung zwischen einer Geberstelle und einer Empfangsstelle |
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DE19930661A1 (de) * | 1999-07-02 | 2001-01-18 | Siemens Ag | Meßumformer |
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DE10119471A1 (de) | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Micronas Gmbh | Verfahren und Zweidrahtsensor zur Messung einer physikalischen Größe |
JP2004062374A (ja) | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Seiko Instruments Inc | ボルテージ・レギュレータ |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5737279Y2 (ja) * | 1975-06-11 | 1982-08-17 | ||
US6437581B1 (en) * | 1999-04-27 | 2002-08-20 | Micronas Gmbh | Two wire sensor device |
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