JP2610509B2 - しきい値検出回路を備えた２線式送信機 - Google Patents
しきい値検出回路を備えた２線式送信機Info
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- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は２線式送信機の出力を改善するためのしきい
値検出回路に関するものである。発明の要約 本発明は、検出されるべきパラメータを表わす送信機
出力を供給するための２線式電流送信機に関するもので
ある。送信機は、パラメータに応答するセンサを有する
検出手段と、センサを励起するための励起出力を供給す
るための励起手段とから成る。検出手段は、励起出力お
よび被検出パラメータの関数として変化するセンサ出力
を供給する。送信機は、センサ出力に結合されて、セン
サ出力の関数である送信機出力を２線式回路に供給する
出力手段を有する。しかし、励起出力の望ましくない変
化は、検出されるべきパラメータを実質的に表わさない
センサ出力を生じさせる可能性がある。
値検出回路に関するものである。発明の要約 本発明は、検出されるべきパラメータを表わす送信機
出力を供給するための２線式電流送信機に関するもので
ある。送信機は、パラメータに応答するセンサを有する
検出手段と、センサを励起するための励起出力を供給す
るための励起手段とから成る。検出手段は、励起出力お
よび被検出パラメータの関数として変化するセンサ出力
を供給する。送信機は、センサ出力に結合されて、セン
サ出力の関数である送信機出力を２線式回路に供給する
出力手段を有する。しかし、励起出力の望ましくない変
化は、検出されるべきパラメータを実質的に表わさない
センサ出力を生じさせる可能性がある。
本発明によれば、送信機はセンサ出力に結合されたし
きい値検知手段を有し、このしきい値検知手段は励起出
力の上記望ましくない変化に応答して発生される予定の
センサ出力値に対応する、少なくとも１つの予定のしき
い値を有する。しきい値検知手段はセンサ出力をしきい
値に対して比較し、この比較の関数として、その検知出
力を出力手段に供給する。励起出力の望ましくない変化
検知に続いて、例えば、出力手段はそのような事象を表
わす明確な送信機出力を供給し、これによって送信機の
出力を改善する。
きい値検知手段を有し、このしきい値検知手段は励起出
力の上記望ましくない変化に応答して発生される予定の
センサ出力値に対応する、少なくとも１つの予定のしき
い値を有する。しきい値検知手段はセンサ出力をしきい
値に対して比較し、この比較の関数として、その検知出
力を出力手段に供給する。励起出力の望ましくない変化
検知に続いて、例えば、出力手段はそのような事象を表
わす明確な送信機出力を供給し、これによって送信機の
出力を改善する。
１つの好ましい実施例では、検出手段は、励起出力が
センサ出力の関数として変化するように、センサ出力を
励起手段にフィードバックするための手段をさらに備え
ている。他の好ましい実施例では、励起手段は、センサ
を励起するための、時間と共に変化する発振器出力を供
給する発振手段を備え、フィードバック手段は、センサ
出力および発振手段に結合されて、発振器出力をセンサ
出力の関数として制御する制御手段をさらに備えてい
る。
センサ出力の関数として変化するように、センサ出力を
励起手段にフィードバックするための手段をさらに備え
ている。他の好ましい実施例では、励起手段は、センサ
を励起するための、時間と共に変化する発振器出力を供
給する発振手段を備え、フィードバック手段は、センサ
出力および発振手段に結合されて、発振器出力をセンサ
出力の関数として制御する制御手段をさらに備えてい
る。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるしきい値検出回路を有する２
線式送信機の好ましい実施例のブロック図である。
線式送信機の好ましい実施例のブロック図である。
第2A図および第2B図は、しきい値検出回路を有する２
線式送信機のもう１つの好ましい実施例の回路図であ
る。
線式送信機のもう１つの好ましい実施例の回路図であ
る。
好ましい実施例の詳細な説明 第１図で、本発明に従って作られた２線式送信機の好
ましい実施例を総括的に符号10で示す。送信機10は、矢
印12で示すように、検出されるべきパラメータに結合さ
れる。矢印12のパラメータは絶対ゲージ圧または差圧、
温度、pH、流量、導電度等であることができる。送信機
10は矢印12におけるパラメータを検出し、検出パラメー
タを表わす送信機出力を供給する。
ましい実施例を総括的に符号10で示す。送信機10は、矢
印12で示すように、検出されるべきパラメータに結合さ
れる。矢印12のパラメータは絶対ゲージ圧または差圧、
温度、pH、流量、導電度等であることができる。送信機
10は矢印12におけるパラメータを検出し、検出パラメー
タを表わす送信機出力を供給する。
送信機10は、パラメータに応答するセンサ16と、線20
を介して励起出力を供給し、センサ16を励起するための
励起手段18とを有する検出手段14を備える。検出手段14
は、励起出力および検出されるべきパラメータの関数と
して変化するセンサ出力を供給する。センサ出力は線22
を介して出力手段24と結合され、センサ出力の関数とし
ての送信機出力を２線式ループ26に供給する。
を介して励起出力を供給し、センサ16を励起するための
励起手段18とを有する検出手段14を備える。検出手段14
は、励起出力および検出されるべきパラメータの関数と
して変化するセンサ出力を供給する。センサ出力は線22
を介して出力手段24と結合され、センサ出力の関数とし
ての送信機出力を２線式ループ26に供給する。
好ましい一実施例では、センサ出力ままた、線28を介
してしきい値検出手段30に結合される。しきい値検出回
路については後で詳しく説明する。
してしきい値検出手段30に結合される。しきい値検出回
路については後で詳しく説明する。
送信機10はさらに、線36および38を介して２線式ルー
プ26に結合された出力端子32および34を備える。作動用
電源40が、線36と42の間でループ26と直列に接続され、
送信機10に給電する。送信機10はさらに、線46に結合さ
れて、ループ電流ＩTの一部分を受け取り、通常の方法
によって制御された励起レベルで他の送信機回路を付勢
する調整器（レギュレータ）44を備える。ほぼ全てのル
ープ電流ＩTは共通導体48に沿って、抵抗50を介して出
力端子34に戻される。
プ26に結合された出力端子32および34を備える。作動用
電源40が、線36と42の間でループ26と直列に接続され、
送信機10に給電する。送信機10はさらに、線46に結合さ
れて、ループ電流ＩTの一部分を受け取り、通常の方法
によって制御された励起レベルで他の送信機回路を付勢
する調整器（レギュレータ）44を備える。ほぼ全てのル
ープ電流ＩTは共通導体48に沿って、抵抗50を介して出
力端子34に戻される。
出力手段24はさらに、線46を介して出力端子32に結合
され、また線52に沿って抵抗50を介して出力端子34に結
合された電流制御手段を備える。出力手段24はループ26
の電流ＩTを検出パラメータの関数として制御する。し
たがって、電流ＩTは送信機の出力である。ループ電流
ＩTは、好ましくは、4-20ミリアンペアの電流等の直流
電流であり、さらに検出パラメータに直線的に比例する
ことが好ましい。出力手段24はまた、抵抗50に発生した
電位を検出するため、線54を介して出力端子34にも結合
される。このようにして抵抗50に発生された電位はルー
プ電流ＩTを表わす。出力手段24はしたがって、ループ
電流ＩTを監視し、かつループ電流ＩTの閉ループ制御を
もたらすことができる。
され、また線52に沿って抵抗50を介して出力端子34に結
合された電流制御手段を備える。出力手段24はループ26
の電流ＩTを検出パラメータの関数として制御する。し
たがって、電流ＩTは送信機の出力である。ループ電流
ＩTは、好ましくは、4-20ミリアンペアの電流等の直流
電流であり、さらに検出パラメータに直線的に比例する
ことが好ましい。出力手段24はまた、抵抗50に発生した
電位を検出するため、線54を介して出力端子34にも結合
される。このようにして抵抗50に発生された電位はルー
プ電流ＩTを表わす。出力手段24はしたがって、ループ
電流ＩTを監視し、かつループ電流ＩTの閉ループ制御を
もたらすことができる。
抵抗56はループ26の線38と42の間に接続されている。
ループ電流ＩTは抵抗56を通って流れる。抵抗56に結合
された利用装置58は、抵抗56に発生した電位を利用す
る。利用装置58は制御コンピュータ、ループ制御装置、
表（チャート）記録装置、計器またはその他の表示、記
録または制御装置から成ることができる。
ループ電流ＩTは抵抗56を通って流れる。抵抗56に結合
された利用装置58は、抵抗56に発生した電位を利用す
る。利用装置58は制御コンピュータ、ループ制御装置、
表（チャート）記録装置、計器またはその他の表示、記
録または制御装置から成ることができる。
しかし、励起出力に生ずる望ましくない変化が、実質
的に検出パラメータを表わさないセンサ出力および送信
機出力を生じさせる恐れがある。本発明によれば、しき
い値検出手段30が励起出力のそのような望ましくない変
化を検出するように働く。
的に検出パラメータを表わさないセンサ出力および送信
機出力を生じさせる恐れがある。本発明によれば、しき
い値検出手段30が励起出力のそのような望ましくない変
化を検出するように働く。
しきい値検出手段30は、励起出力のそのような望まし
くない変化に応答して発生される予定のセンサ出力値に
ほぼ対応する少なくとも１つの予定しきい値を有する。
しきい値検出手段30はセンサ出力をしきい値に対して比
較し、このような比較の関数として、線60を介して検出
器出力を出力手段24に供給する。励起出力の望ましくな
い変化の検出に続いて、例えば、出力手段24はそのよう
な検出された励起出力の変化を表わす特有の送信機出力
を供給し、これによって送信機10の出力を改善する。
くない変化に応答して発生される予定のセンサ出力値に
ほぼ対応する少なくとも１つの予定しきい値を有する。
しきい値検出手段30はセンサ出力をしきい値に対して比
較し、このような比較の関数として、線60を介して検出
器出力を出力手段24に供給する。励起出力の望ましくな
い変化の検出に続いて、例えば、出力手段24はそのよう
な検出された励起出力の変化を表わす特有の送信機出力
を供給し、これによって送信機10の出力を改善する。
好ましい一実施例では、検出手段14はさらに、励起出
力がセンサ出力の関数として変化するように、破線62で
示すように、センサ出力を検出手段14にフィードバック
するための手段を備える。したがって、センサ16および
励起手段18は閉ループ関係で動作し、励起出力の望まし
くない変化が、少なくとも１つの予定センサ出力値に応
答して発生される。そのような予定センサ出力値にほぼ
対応するしきい値が選択され、これに対してセンサ出力
が比較され、励起出力の望ましくない変化が検出され
る。
力がセンサ出力の関数として変化するように、破線62で
示すように、センサ出力を検出手段14にフィードバック
するための手段を備える。したがって、センサ16および
励起手段18は閉ループ関係で動作し、励起出力の望まし
くない変化が、少なくとも１つの予定センサ出力値に応
答して発生される。そのような予定センサ出力値にほぼ
対応するしきい値が選択され、これに対してセンサ出力
が比較され、励起出力の望ましくない変化が検出され
る。
本発明のもう１つの好ましい実施例では圧力差（Ｐ2
−Ｐ1）等の、検出されるべきパラメータを表わす送信
機出力を供給するための２線式送信機の一部が、第２図
に符号77で示される。送信機77は、差圧を検出するため
の検出手段80を備え、検出手段80は、破線で囲まれて示
され、圧力差に応答するセンサ88を有する。センサ88
は、励起手段84に結合されている。前記励起手段は、励
起出力および検出されるべき圧力の差の関数として変化
するセンサ出力を、検出手段80が発生するように、セン
サ88を励起するための励起出力を供給する。
−Ｐ1）等の、検出されるべきパラメータを表わす送信
機出力を供給するための２線式送信機の一部が、第２図
に符号77で示される。送信機77は、差圧を検出するため
の検出手段80を備え、検出手段80は、破線で囲まれて示
され、圧力差に応答するセンサ88を有する。センサ88
は、励起手段84に結合されている。前記励起手段は、励
起出力および検出されるべき圧力の差の関数として変化
するセンサ出力を、検出手段80が発生するように、セン
サ88を励起するための励起出力を供給する。
センサ88は、固定コンデンサ142および144を介して整
流ダイオードのアレイ146に結合された容量性圧力検出
セル140を備える。センサ88はさらに、選択された固定
抵抗148,150,152,154,156,158およびサーミスタ162およ
び164を備える。これらは、共に検出セル140および固定
コンデンサ142および144と結合され、検出セル140のア
ナログ温度補償をもたらす補償要素である。
流ダイオードのアレイ146に結合された容量性圧力検出
セル140を備える。センサ88はさらに、選択された固定
抵抗148,150,152,154,156,158およびサーミスタ162およ
び164を備える。これらは、共に検出セル140および固定
コンデンサ142および144と結合され、検出セル140のア
ナログ温度補償をもたらす補償要素である。
第２図に概略的に示す検出セル140は、「差圧トラン
スジューサ」と題された、ロジャー・エル・フリック
（Roger L.Frick）に対する米国特許第3,618,390号、ま
たは「分離された検出ダイヤフラムを備えた容量性圧力
トランスジューサ」と題されたロジャー・エル・フリッ
クに対する米国特許番号第4,370,890号に記載されたよ
うな、容量差トランスジューサを備える。これらの特許
は本発明と同じ譲受人によって所有されている。
スジューサ」と題された、ロジャー・エル・フリック
（Roger L.Frick）に対する米国特許第3,618,390号、ま
たは「分離された検出ダイヤフラムを備えた容量性圧力
トランスジューサ」と題されたロジャー・エル・フリッ
クに対する米国特許番号第4,370,890号に記載されたよ
うな、容量差トランスジューサを備える。これらの特許
は本発明と同じ譲受人によって所有されている。
第２のパラメータ、すなわち圧力の差は、例えば、導
管内に配置されたオリフィスを通るプロセス流体の流速
を測定するのに有用であり、この場合、オリフィスの下
流の第１の圧力Ｐ1とオリフィスの上流の第２の圧力Ｐ2
とは、流体がオリフィスの両側に加える圧力に相当す
る。
管内に配置されたオリフィスを通るプロセス流体の流速
を測定するのに有用であり、この場合、オリフィスの下
流の第１の圧力Ｐ1とオリフィスの上流の第２の圧力Ｐ2
とは、流体がオリフィスの両側に加える圧力に相当す
る。
検出コイル140は、２つの離隔された固定コンデンサ
・プレート140Bおよび140Cの間に配置されている可撓性
検出ダイヤフラム140Aを備える。コンデンサ・プレート
140Bおよび140Cは検出セル140の凹状壁上に設けられ、
さらに検出ダイヤフラム140Aによって分離され、一対の
可変コンデンサＣ1およびＣ2を形成する。これらのコン
デンサの容量は、コンデンサ・プレート140Bおよび140C
に対する検出ダイヤフラム140Aの位置に比例して変化す
る。
・プレート140Bおよび140Cの間に配置されている可撓性
検出ダイヤフラム140Aを備える。コンデンサ・プレート
140Bおよび140Cは検出セル140の凹状壁上に設けられ、
さらに検出ダイヤフラム140Aによって分離され、一対の
可変コンデンサＣ1およびＣ2を形成する。これらのコン
デンサの容量は、コンデンサ・プレート140Bおよび140C
に対する検出ダイヤフラム140Aの位置に比例して変化す
る。
検出ダイヤフラム140Aの一方の側は第１の圧力Ｐ1に
結合され、その反対側は第２の圧力Ｐ2に結合される。
検出ダイヤフラム140Aに加えられる圧力の差はしたがっ
て、ダイヤフラムを低圧側に向かって屈曲させることに
なり、その結果、コンデンサＣ2およびＣ1の容量を変化
させ、それらの容量差は、検出されるべきプロセス流体
圧の差（Ｐ2−Ｐ1）を表わすことになる。
結合され、その反対側は第２の圧力Ｐ2に結合される。
検出ダイヤフラム140Aに加えられる圧力の差はしたがっ
て、ダイヤフラムを低圧側に向かって屈曲させることに
なり、その結果、コンデンサＣ2およびＣ1の容量を変化
させ、それらの容量差は、検出されるべきプロセス流体
圧の差（Ｐ2−Ｐ1）を表わすことになる。
励起手段84は抵抗168,170,172,174,176および178、コ
ンデンサ180,182,184,186,188,190および192、増幅器19
4および196、トランジスタ198,および励起を行なうため
の互いに結合された５つの巻線を有する変圧器200から
成る。センサ88と関連した励起手段84の動作はほぼ、
「容量信号を直流電流信号に変換するためのトランスジ
ューサ回路」と題されたロジャー・エル・フリックに対
する米国特許第3,646,538号に記載された通りであり、
この特許は本発明と同じ譲受人によって所有され、また
引用により本明細書に組み込まれている。
ンデンサ180,182,184,186,188,190および192、増幅器19
4および196、トランジスタ198,および励起を行なうため
の互いに結合された５つの巻線を有する変圧器200から
成る。センサ88と関連した励起手段84の動作はほぼ、
「容量信号を直流電流信号に変換するためのトランスジ
ューサ回路」と題されたロジャー・エル・フリックに対
する米国特許第3,646,538号に記載された通りであり、
この特許は本発明と同じ譲受人によって所有され、また
引用により本明細書に組み込まれている。
送信機77はさらに出力手段90を備える。出力手段90は
線89Aを介してセンサ出力に結合され、表示、記録また
は制御目的用の適当な利用装置94への伝送のため、２線
式ループ93に結合された送信機出力端子92に、線91を介
して送信機出力を供給する。送信機出力は、センサ出力
を表わす4-20ミリアンペアの電流等、予定の範囲を有す
るループ電流ＩT等の直流であることが好ましい。出力
手段90はA/D変換器99、マイクロコンピュータ98、D/A変
換器82および電流制御装置66から成る。
線89Aを介してセンサ出力に結合され、表示、記録また
は制御目的用の適当な利用装置94への伝送のため、２線
式ループ93に結合された送信機出力端子92に、線91を介
して送信機出力を供給する。送信機出力は、センサ出力
を表わす4-20ミリアンペアの電流等、予定の範囲を有す
るループ電流ＩT等の直流であることが好ましい。出力
手段90はA/D変換器99、マイクロコンピュータ98、D/A変
換器82および電流制御装置66から成る。
センサ出力は、線89Aを介して、A/D変換器99に結合さ
れる。A/D変換器99はセンサ出力のA/D変換を行ない、変
換されたディジタル出力をマイクロコンピュータ98に供
給する。マイクロコンピュータ98は、A/D変換器99から
のディジタル出力の関数として所望の送信機出力値を計
算し、計算された送信機出力値を表わすマイクロコンピ
ュータ出力をD/A変換器82に供給する。D/A変換器82はマ
イクロコンピュータ出力のD/A変換を行ない、計算され
た送信機出力値を表わす出力を電流制御装置66に供給す
る。
れる。A/D変換器99はセンサ出力のA/D変換を行ない、変
換されたディジタル出力をマイクロコンピュータ98に供
給する。マイクロコンピュータ98は、A/D変換器99から
のディジタル出力の関数として所望の送信機出力値を計
算し、計算された送信機出力値を表わすマイクロコンピ
ュータ出力をD/A変換器82に供給する。D/A変換器82はマ
イクロコンピュータ出力のD/A変換を行ない、計算され
た送信機出力値を表わす出力を電流制御装置66に供給す
る。
電流制御装置66は、ループ電流ＩTが計算された送信
機出力値を表わすようにループ電流ＩTの振幅等をD/A変
換器82からの出力の関数として制御するための手段を備
える。センサ88および励起手段84と協同する出力手段90
の動作はほぼ、「２線式送信機の出力を改善するための
ディジタル変換装置」と題された、1986年10月２日出願
の関連米国特許出願第914,648号に記載された通りであ
る。この出願も本発明と同じ譲受人によって所有され、
引用により本明細書に組み込まれている。
機出力値を表わすようにループ電流ＩTの振幅等をD/A変
換器82からの出力の関数として制御するための手段を備
える。センサ88および励起手段84と協同する出力手段90
の動作はほぼ、「２線式送信機の出力を改善するための
ディジタル変換装置」と題された、1986年10月２日出願
の関連米国特許出願第914,648号に記載された通りであ
る。この出願も本発明と同じ譲受人によって所有され、
引用により本明細書に組み込まれている。
励起手段84は、時間と共に変化する発振器出力を供給
して検出セル140を励起するための通常の発振回路201を
備える。この実施例では、検出手段80はさらに、発振器
の出力がセンサ出力の関数として変化するように、セン
サ出力を発振回路201にフィードバックするための手段
を備える。センサ出力は、センサ・コネクタ２および４
から、フィードバックとして、線203および205を介し
て、それぞれ発振回路201に結合され、そのノード207で
加算され、発振器出力の周波数と振幅の積、およびコン
デンサＣ1およびＣ2の容量の和に比例する制御電流“I
c"を生成する。
して検出セル140を励起するための通常の発振回路201を
備える。この実施例では、検出手段80はさらに、発振器
の出力がセンサ出力の関数として変化するように、セン
サ出力を発振回路201にフィードバックするための手段
を備える。センサ出力は、センサ・コネクタ２および４
から、フィードバックとして、線203および205を介し
て、それぞれ発振回路201に結合され、そのノード207で
加算され、発振器出力の周波数と振幅の積、およびコン
デンサＣ1およびＣ2の容量の和に比例する制御電流“I
c"を生成する。
センサ88は、検出された圧力差（Ｐ2−Ｐ1）を表わす
センサ電流“Is"を、線202を介してノード206に結合す
る。センサ88はまた、アナログ温度補償電流“It"を、
線204を介してノード206に結合する。したがって、セン
サ電流Isおよび温度補償電流Itはノード206で加算さ
れ、発振器出力の周波数および振幅の積、およびコンデ
ンサＣ1およびＣ2の容量の差に比例する温度補償済セン
サ出力を形成する。このセンサ出力は線89Aを介して出
力手段90に結合される。
センサ電流“Is"を、線202を介してノード206に結合す
る。センサ88はまた、アナログ温度補償電流“It"を、
線204を介してノード206に結合する。したがって、セン
サ電流Isおよび温度補償電流Itはノード206で加算さ
れ、発振器出力の周波数および振幅の積、およびコンデ
ンサＣ1およびＣ2の容量の差に比例する温度補償済セン
サ出力を形成する。このセンサ出力は線89Aを介して出
力手段90に結合される。
励起手段84はさらに、発振器出力をセンサ出力の関数
として制御するための手段を備える。この実施例では、
発振器制御増幅器194は、発振器出力の振幅を制御電流I
cの関数として制御するための手段を備える。発振器制
御増幅器194は、好ましくは、高利得演算増幅器であ
り、その反転端子194Aおよび非反転端子194Bに供給され
る電位から得られる差入信号に応答して、抵抗170を介
し、線209に沿って発振器供給（作動）電流“Io"を供給
する。
として制御するための手段を備える。この実施例では、
発振器制御増幅器194は、発振器出力の振幅を制御電流I
cの関数として制御するための手段を備える。発振器制
御増幅器194は、好ましくは、高利得演算増幅器であ
り、その反転端子194Aおよび非反転端子194Bに供給され
る電位から得られる差入信号に応答して、抵抗170を介
し、線209に沿って発振器供給（作動）電流“Io"を供給
する。
反転端子194Aに供給された電位は制御電流Icを代表
し、非反転端子194Bに供給される電位は固定電位であ
る。非反転端子194Bにおける固定電位および抵抗器170
の抵抗値は、通常の条件下での送信機77の動作の間、例
えば、発振回路201の所期の制御が維持されている間
中、所期の発振器出力が供給されるように選択される。
コンデンサ188は、動的安定性をもたらすように、発振
器制御増幅器194の出力と反転入力端子194Aの間に接続
される。
し、非反転端子194Bに供給される電位は固定電位であ
る。非反転端子194Bにおける固定電位および抵抗器170
の抵抗値は、通常の条件下での送信機77の動作の間、例
えば、発振回路201の所期の制御が維持されている間
中、所期の発振器出力が供給されるように選択される。
コンデンサ188は、動的安定性をもたらすように、発振
器制御増幅器194の出力と反転入力端子194Aの間に接続
される。
動作時には、発振器制御増幅器194によって得られた
差入力信号が発振器供給電流Ioに変化を生じさせ、発振
器出力の振幅を変化させる。駆動されている検出セル14
0からの出力は、変化させられた発振器出力および検出
されているパラメータの関数であり、制御電流Icとして
発振器制御増幅器194にフィードバックされる。前記増
幅器194は、それに応じて、発振器供給電流Ioをさらに
調節する。励起手段84およびセンサ88はしたがって閉ル
ープ関係で動作し、通常の動作条件の間、比較的一定の
レベルに制御電流Icを維持する。
差入力信号が発振器供給電流Ioに変化を生じさせ、発振
器出力の振幅を変化させる。駆動されている検出セル14
0からの出力は、変化させられた発振器出力および検出
されているパラメータの関数であり、制御電流Icとして
発振器制御増幅器194にフィードバックされる。前記増
幅器194は、それに応じて、発振器供給電流Ioをさらに
調節する。励起手段84およびセンサ88はしたがって閉ル
ープ関係で動作し、通常の動作条件の間、比較的一定の
レベルに制御電流Icを維持する。
発振回路201の周波数は変圧器200のインダクタンス、
およびこの回路に関連した容量、主として、発振器出力
によって駆動される可変コンデンサＣ1およびＣ2の容量
によって決定され、これらの全てが共振周波数決定回路
として共同作用する。１つの好ましい実施例において
は、発振器出力の周波数は、例えば、検出セル140の動
作の通常の範囲内にある圧力差に結合され、発振回路20
1の所望の制御が維持されるとき、約30キロヘルツの所
望の発振器周波数の付近で僅かに変動する。
およびこの回路に関連した容量、主として、発振器出力
によって駆動される可変コンデンサＣ1およびＣ2の容量
によって決定され、これらの全てが共振周波数決定回路
として共同作用する。１つの好ましい実施例において
は、発振器出力の周波数は、例えば、検出セル140の動
作の通常の範囲内にある圧力差に結合され、発振回路20
1の所望の制御が維持されるとき、約30キロヘルツの所
望の発振器周波数の付近で僅かに変動する。
通常の条件下での送信機77の動作中、発振回路201
は、例えば、検出された圧力差を表わすセンサ出力が発
生されるように制御される。例えば、圧力差の増大が送
信機77によって検出されると、Ｃ1およびＣ2の容量の和
の関数である制御電流Icは、制御された発振回路201に
よる補正の前に瞬間的に増大する。発振回路201の所期
の制御を維持するように、発振器制御増幅器194は、そ
の反転端子194Aに生じた、増大された電位に応答して発
振器供給電流Ioの減少をもたらすであろう。この増大さ
れた電位は、増大された制御電流Icの関数である。
は、例えば、検出された圧力差を表わすセンサ出力が発
生されるように制御される。例えば、圧力差の増大が送
信機77によって検出されると、Ｃ1およびＣ2の容量の和
の関数である制御電流Icは、制御された発振回路201に
よる補正の前に瞬間的に増大する。発振回路201の所期
の制御を維持するように、発振器制御増幅器194は、そ
の反転端子194Aに生じた、増大された電位に応答して発
振器供給電流Ioの減少をもたらすであろう。この増大さ
れた電位は、増大された制御電流Icの関数である。
そのような調節は、通常の条件下での送信機77の動作
中、発振器制御増幅器194によって連続的に行なわれる
ので、事実上ほぼ一定の制御電流レベルが維持され、感
知された圧力差に比例する送信機出力が提供される。
中、発振器制御増幅器194によって連続的に行なわれる
ので、事実上ほぼ一定の制御電流レベルが維持され、感
知された圧力差に比例する送信機出力が提供される。
しかし、発振回路201の所期の制御が失われると、発
振器出力に望ましくない変化が引き起こされ、検出され
るべき圧力差を実質的に表わさないセンサ出力および送
信機出力がもたらされるようになる。所期の制御のその
ような喪失は、例えば、これらに限られる訳ではない
が、変圧器200、発振制御増幅器194、検出コイル140お
よび整流ダイオード146等の励起手段84またはセンサ88
を構成する構成素子の欠陥、ならびに、検出セル140
を、セルの通常の動作範囲を超える動作条件、例えば、
過大圧力にさらすことに起因して生じる可能性がある。
振器出力に望ましくない変化が引き起こされ、検出され
るべき圧力差を実質的に表わさないセンサ出力および送
信機出力がもたらされるようになる。所期の制御のその
ような喪失は、例えば、これらに限られる訳ではない
が、変圧器200、発振制御増幅器194、検出コイル140お
よび整流ダイオード146等の励起手段84またはセンサ88
を構成する構成素子の欠陥、ならびに、検出セル140
を、セルの通常の動作範囲を超える動作条件、例えば、
過大圧力にさらすことに起因して生じる可能性がある。
例えば、コンデンサ・プレート140Bが配置されている
検出セル140の凹状壁に接して検出ダイヤフラム140Aが
押圧される（bottom out）ほどに、第２の圧力Ｐ2が第
１の圧力Ｐ1よりも十分に大きいときの送信機77の動作
を考えてみる。
検出セル140の凹状壁に接して検出ダイヤフラム140Aが
押圧される（bottom out）ほどに、第２の圧力Ｐ2が第
１の圧力Ｐ1よりも十分に大きいときの送信機77の動作
を考えてみる。
各々の可変コンデンサＣ1およびＣ2の容量は検出ダイ
ヤフラム140Aとそれぞれのコンデンサ・プレート140Bお
よび140Cの間の間隔に逆比例するので、過大圧力条件下
で、検出ダイヤフラムが検出セル140の一方の側に押圧
接触されることは、屈曲を受ける可変コンデンサに大き
な容量値を生じる可能性があり、またときには、検出ダ
イヤフラムと隣接コンデンサ・プレートの間に短絡が発
生する可能性がある。そして、このような過大圧力条件
は制御電流Icを大幅に増大させることがある。
ヤフラム140Aとそれぞれのコンデンサ・プレート140Bお
よび140Cの間の間隔に逆比例するので、過大圧力条件下
で、検出ダイヤフラムが検出セル140の一方の側に押圧
接触されることは、屈曲を受ける可変コンデンサに大き
な容量値を生じる可能性があり、またときには、検出ダ
イヤフラムと隣接コンデンサ・プレートの間に短絡が発
生する可能性がある。そして、このような過大圧力条件
は制御電流Icを大幅に増大させることがある。
そのような過大圧力条件に起因して生じる制御電流Ic
は、それに応答して発振器制御増幅器194によってなさ
れる発振器供給電流Ioの減少が、発振回路201を所期の
周波数で駆動するのには不十分な発振器供給電流Ioしか
発生させなくなるほど、十分に大きくなる可能性があ
る。
は、それに応答して発振器制御増幅器194によってなさ
れる発振器供給電流Ioの減少が、発振回路201を所期の
周波数で駆動するのには不十分な発振器供給電流Ioしか
発生させなくなるほど、十分に大きくなる可能性があ
る。
その結果、発振回路201は、その周波数および振幅が
減少された発振器出力を生じるような、望ましくない共
振周波数のモードに移行し、それによって、発振回路20
1の所期の制御を維持するのに必要とされるレベル以下
に制御電流Icを減少させる可能性がある。発振器出力の
そのような望ましくない変化はセンサ出力にエラーを生
じさせ、検出されているパラメータを実質的に表わさな
い送信機出力を発生する恐れがある。
減少された発振器出力を生じるような、望ましくない共
振周波数のモードに移行し、それによって、発振回路20
1の所期の制御を維持するのに必要とされるレベル以下
に制御電流Icを減少させる可能性がある。発振器出力の
そのような望ましくない変化はセンサ出力にエラーを生
じさせ、検出されているパラメータを実質的に表わさな
い送信機出力を発生する恐れがある。
本発明によれば、送信機77はさらに、ノード211にお
ける制御電流Icを表わす電位に、線89Bを介して結合さ
れたしきい値検出手段100を備える。しきい値検出手段1
00は抵抗器102,104,106,108および110、コンデンサ11
2、増幅器114、トランジスタ116および118から成る。発
振器出力の関数である制御電流Icの実際の値を表わす電
位が、線89Bを介して増幅器114の非反転入力端子114Bに
結合されている。
ける制御電流Icを表わす電位に、線89Bを介して結合さ
れたしきい値検出手段100を備える。しきい値検出手段1
00は抵抗器102,104,106,108および110、コンデンサ11
2、増幅器114、トランジスタ116および118から成る。発
振器出力の関数である制御電流Icの実際の値を表わす電
位が、線89Bを介して増幅器114の非反転入力端子114Bに
結合されている。
抵抗器102および104は直列に接続され、固定電位を増
幅器114の反転入力端子114Aに供給する抵抗分圧器を形
成する。固定電位は、望ましくない制御電流値に対応す
る予定のしきい値を形成する。増幅器114は差動増幅器
として動作し、その非反転端子114Bに与えられた電位
を、その反転端子114Aに与えられた電位と比較し、その
ような比較の結果を表わす出力を発生する。
幅器114の反転入力端子114Aに供給する抵抗分圧器を形
成する。固定電位は、望ましくない制御電流値に対応す
る予定のしきい値を形成する。増幅器114は差動増幅器
として動作し、その非反転端子114Bに与えられた電位
を、その反転端子114Aに与えられた電位と比較し、その
ような比較の結果を表わす出力を発生する。
動作時に、例えば、非反転端子114Bに供給されるよう
な実際の制御電流値が、反転端子114Aに供給されるよう
な予定のしきい値を超えることが検出されたときは、発
振回路201の所望の制御が維持され、大きな増幅器出力
値が生じていることを示す。しかし、そのような予定の
しきい値に等しいか、またはそれよりも小さい実際の制
御電流値が検出されたときは、励起手段84またはセンサ
88の回路故障状態、または過大圧力状態等のため、所望
の発振回路制御がもはや維持できない状態であることを
示し、小さな増幅器出力が発生される。
な実際の制御電流値が、反転端子114Aに供給されるよう
な予定のしきい値を超えることが検出されたときは、発
振回路201の所望の制御が維持され、大きな増幅器出力
値が生じていることを示す。しかし、そのような予定の
しきい値に等しいか、またはそれよりも小さい実際の制
御電流値が検出されたときは、励起手段84またはセンサ
88の回路故障状態、または過大圧力状態等のため、所望
の発振回路制御がもはや維持できない状態であることを
示し、小さな増幅器出力が発生される。
したがって、増幅器114の出力は、所望の発振回路制
御のそのような喪失に応じて引き起こされる発振器出力
の望ましくない変化の発生を表わす。
御のそのような喪失に応じて引き起こされる発振器出力
の望ましくない変化の発生を表わす。
好ましい実施例では、抵抗器106,108および110、コン
デンサ112、およびトランジスタ116および118は、増幅
器114の出力をレベル・シフトするための手段を構成す
るように、互いに接続され、しきい値検出手段100によ
り、線101を介して出力手段90に供給される検出出力
を、マイクロコンピュータ98の入力要求に適合させる。
所望の発振回路制御が維持される動作の間、例えば、増
幅器114によって供給される高（レベル）出力値はトラ
ンジスタ116および118をオンにバイアスしないので、マ
イクロコンピュータ98の入力要求に適合する高論理レベ
ルを有する検出器出力値を発生するように、抵抗器110
によってレベル・シフトが行なわれる。
デンサ112、およびトランジスタ116および118は、増幅
器114の出力をレベル・シフトするための手段を構成す
るように、互いに接続され、しきい値検出手段100によ
り、線101を介して出力手段90に供給される検出出力
を、マイクロコンピュータ98の入力要求に適合させる。
所望の発振回路制御が維持される動作の間、例えば、増
幅器114によって供給される高（レベル）出力値はトラ
ンジスタ116および118をオンにバイアスしないので、マ
イクロコンピュータ98の入力要求に適合する高論理レベ
ルを有する検出器出力値を発生するように、抵抗器110
によってレベル・シフトが行なわれる。
しかし、所望の発振器回路制御の喪失の検出に続いて
は、同様にマイクロコンピュータ98と適合する低論理レ
ベルを有する選択された検出器出力値を発生するよう
に、低い増幅器出力がレベル・シフトされる。検出器出
力はコンデンサ112によって平滑化される。そのような
レベル・シフトは、例えば、しきい値検出手段100およ
びマイクロコンピュータ98が、異なる電位を有する電源
から付勢されることを可能にする。マイクロコンピュー
タ98はさらに、選択された出力値に応答する手段を備え
るので、そのような望ましくない発振器出力の変化を表
わす明確な送信機出力が出力手段90によって発生され
る。
は、同様にマイクロコンピュータ98と適合する低論理レ
ベルを有する選択された検出器出力値を発生するよう
に、低い増幅器出力がレベル・シフトされる。検出器出
力はコンデンサ112によって平滑化される。そのような
レベル・シフトは、例えば、しきい値検出手段100およ
びマイクロコンピュータ98が、異なる電位を有する電源
から付勢されることを可能にする。マイクロコンピュー
タ98はさらに、選択された出力値に応答する手段を備え
るので、そのような望ましくない発振器出力の変化を表
わす明確な送信機出力が出力手段90によって発生され
る。
送信機77によって供給される明確な送信機出力は、例
えば、予定の送信機出力範囲の上または下の予定レベ
ル、例えば、4-20ミリアンペアのループ電流よりも大き
いか、または小さい電流レベルへのループ電流のシフト
であることができる。
えば、予定の送信機出力範囲の上または下の予定レベ
ル、例えば、4-20ミリアンペアのループ電流よりも大き
いか、または小さい電流レベルへのループ電流のシフト
であることができる。
好ましい実施例では、例えば、明確な送信機出力は、
検出ダイヤフラム140Aをコンデンサ・プレート140Bに対
して押圧接触させることによって引き起こされる正の過
大圧力から生じる、発振器出力の望ましくない変化を表
わす20.8ミリアンペアのループ電流、および、検出ダイ
ヤフラムをコンデンサ・プレート140Cに対して押圧接触
させることによって引き起こされる負の過大圧力から生
じる、発振器出力の望ましくない変化を表わす3.9ミリ
アンペアのループ電流から成ることができる。
検出ダイヤフラム140Aをコンデンサ・プレート140Bに対
して押圧接触させることによって引き起こされる正の過
大圧力から生じる、発振器出力の望ましくない変化を表
わす20.8ミリアンペアのループ電流、および、検出ダイ
ヤフラムをコンデンサ・プレート140Cに対して押圧接触
させることによって引き起こされる負の過大圧力から生
じる、発振器出力の望ましくない変化を表わす3.9ミリ
アンペアのループ電流から成ることができる。
好ましい実施例と関連して本発明を説明したが、本発
明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および
細部において変更を行なうことができることを当業者は
認識するであろう。
明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および
細部において変更を行なうことができることを当業者は
認識するであろう。
Claims (7)
- 【請求項１】検出すべきパラメータを表わす送信機出力
を供給するための２線式電流送信機において、 パラメータに応答するセンサおよび、センサに結合され
て、センサを励起するための励起出力を供給するための
励起手段を有し、励起出力および検出されるべきパラメ
ータの関数として変化するセンサ出力を供給する検出手
段と、 センサ出力に結合されて、センサ出力の関数である送信
機出力を２線式線路に供給する出力手段と、 少なくとも１つの予定しきい値を有し、送信機出力がさ
らに励起出力の望ましくない変化を表わすように、その
出力をセンサ出力およびしきい値の関数として上記出力
手段に供給する、センサ出力に結合されたしきい値検知
手段とを具備した２線式電流送信機。 - 【請求項２】上記検出手段は、励起出力がセンサ出力の
関数として変化するように、センサ出力を上記励起手段
にフィードバックするための手段をさらに備えた請求の
範囲１の送信機。 - 【請求項３】望ましくない変化は少なくとも１つの予定
センサ出力値に応答して発生され、しきい値は予定のセ
ンサ出力値を表わす請求の範囲２の送信機。 - 【請求項４】上記しきい値検知手段は、センサ出力とし
きい値を比較し、この比較の関数として検知出力を供給
する手段を備えた請求の範囲３の送信機。 - 【請求項５】上記出力手段は上記しきい値検知手段に結
合されており、また選択された検知手段出力値を表わす
明確な送信機出力を供給するための手段を含む請求の範
囲４の送信機。 - 【請求項６】上記励起手段は、時間と共に変化する発振
器出力を供給してセンサを励起するための発振手段を備
えた請求の範囲３の送信機。 - 【請求項７】上記フィードバック手段はさらに、センサ
出力および発振手段に結合されて、発振器出力をセンサ
出力の関数として制御する制御手段を備えた請求の範囲
６の送信機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/107,297 US4804958A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Two-wire transmitter with threshold detection circuit |
| US107,297 | 1987-10-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03500584A JPH03500584A (ja) | 1991-02-07 |
| JP2610509B2 true JP2610509B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=22315908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63508528A Expired - Fee Related JP2610509B2 (ja) | 1987-10-09 | 1988-10-05 | しきい値検出回路を備えた２線式送信機 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4804958A (ja) |
| EP (1) | EP0386042B1 (ja) |
| JP (1) | JP2610509B2 (ja) |
| KR (1) | KR960005748B1 (ja) |
| CN (1) | CN1016542B (ja) |
| CA (1) | CA1280486C (ja) |
| DE (1) | DE3878253T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989003619A1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5245333A (en) * | 1991-09-25 | 1993-09-14 | Rosemount Inc. | Three wire low power transmitter |
| EP0543037B1 (de) * | 1991-11-19 | 1995-09-13 | Siemens Aktiengesellschaft | In einen integrierten Schaltkreis integrierte parametrierbare Ausgabeschaltung |
| JP3172041B2 (ja) * | 1994-06-17 | 2001-06-04 | 株式会社東芝 | 通信装置 |
| US5535243A (en) * | 1994-07-13 | 1996-07-09 | Rosemount Inc. | Power supply for field mounted transmitter |
| US5705978A (en) * | 1995-09-29 | 1998-01-06 | Rosemount Inc. | Process control transmitter |
| ATE423303T1 (de) * | 2000-05-19 | 2009-03-15 | Flowtec Ag | Gesteuerte stromquellen von zwei-leiter- messgeräten |
| DE10034684A1 (de) | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Endress Hauser Gmbh Co | Meßeinrichtung zur Messung einer Prozeßvariablen |
| DE10045097B4 (de) * | 2000-09-12 | 2004-05-13 | Siemens Ag | Sensorkopf, Steuermodul und Mehrfachsensor |
| DE10202028A1 (de) * | 2002-01-18 | 2003-07-24 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Transmitter |
| WO2005017851A1 (en) * | 2003-08-07 | 2005-02-24 | Rosemount Inc. | Process device with loop override |
| US7280048B2 (en) * | 2003-08-07 | 2007-10-09 | Rosemount Inc. | Process control loop current verification |
| US7018800B2 (en) * | 2003-08-07 | 2006-03-28 | Rosemount Inc. | Process device with quiescent current diagnostics |
| US8180466B2 (en) * | 2003-11-21 | 2012-05-15 | Rosemount Inc. | Process device with supervisory overlayer |
| US7187158B2 (en) | 2004-04-15 | 2007-03-06 | Rosemount, Inc. | Process device with switching power supply |
| DE102004019392A1 (de) | 2004-04-19 | 2005-12-08 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Digitaler Messumformer mit Stromsignal |
| US7046180B2 (en) * | 2004-04-21 | 2006-05-16 | Rosemount Inc. | Analog-to-digital converter with range error detection |
| US7464721B2 (en) * | 2004-06-14 | 2008-12-16 | Rosemount Inc. | Process equipment validation |
| DE102005009459A1 (de) * | 2005-01-26 | 2006-07-27 | Ranft, Georg, Dr. | Schaltungsanordnung für eine Ausgangsstufe an analogen Transmittern |
| DE102005047894B4 (de) * | 2005-10-06 | 2010-05-12 | Abb Ag | Verfahren zur Prüfung der Betriebsfähigkeit von Messumformern |
| US7970063B2 (en) * | 2008-03-10 | 2011-06-28 | Rosemount Inc. | Variable liftoff voltage process field device |
| DE102008027221A1 (de) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Verfahren zur Bestimmung zumindest eines ersten internen Parameters eines Sensors |
| US8786128B2 (en) | 2010-05-11 | 2014-07-22 | Rosemount Inc. | Two-wire industrial process field device with power scavenging |
| US8519863B2 (en) | 2010-10-15 | 2013-08-27 | Rosemount Inc. | Dynamic power control for a two wire process instrument |
| FR2971841B1 (fr) | 2011-02-22 | 2013-09-13 | Schneider Electric Ind Sas | Detecteur et dispositif de configuration du detecteur |
| US9020768B2 (en) | 2011-08-16 | 2015-04-28 | Rosemount Inc. | Two-wire process control loop current diagnostics |
| US10367612B2 (en) | 2015-09-30 | 2019-07-30 | Rosemount Inc. | Process variable transmitter with self-learning loop diagnostics |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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