JP2649714B2 - 電流／圧力変換器用の零点及びスパン調整回路 - Google Patents
電流／圧力変換器用の零点及びスパン調整回路Info
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- JP2649714B2 JP2649714B2 JP63281497A JP28149788A JP2649714B2 JP 2649714 B2 JP2649714 B2 JP 2649714B2 JP 63281497 A JP63281497 A JP 63281497A JP 28149788 A JP28149788 A JP 28149788A JP 2649714 B2 JP2649714 B2 JP 2649714B2
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- Japan
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- span adjustment
- adjustment circuit
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は電流／圧力変換器、特に斯種変換器における
零点及びスパン調整回路に関するものである。
零点及びスパン調整回路に関するものである。
発明の背景 パイプライン及びプロセス計装においては、物理的な
プロセス変数を検知し、それに応じて弁の如き制御装置
を作動させるのに電子制御ループが屡々用いられてい
る。大抵のアナログ又はデジタルプロセス制御系は制御
信号を伝送したり、又はフィールド（屋外）デバイスを
制御するのに４〜20ミリアンペアの範囲内で可変の電流
を用いている。例えば電流／圧力変換器の代表的なもの
は、制御器から４〜20mAの直流入力信号を受信して、制
御弁の如き最終制御素子に入力信号に比例する３〜15ps
ig（0.211〜1.055kg/cm2）の空気出力圧力を伝達する。
周囲温度の変化、供給圧力の変更、取付け位置及び他の
影響によっては斯様な影響を償うために電流／圧力変換
器の零設定点及び変換器の入／出力レンジ、即ちスパン
を調整する必要がある。
プロセス変数を検知し、それに応じて弁の如き制御装置
を作動させるのに電子制御ループが屡々用いられてい
る。大抵のアナログ又はデジタルプロセス制御系は制御
信号を伝送したり、又はフィールド（屋外）デバイスを
制御するのに４〜20ミリアンペアの範囲内で可変の電流
を用いている。例えば電流／圧力変換器の代表的なもの
は、制御器から４〜20mAの直流入力信号を受信して、制
御弁の如き最終制御素子に入力信号に比例する３〜15ps
ig（0.211〜1.055kg/cm2）の空気出力圧力を伝達する。
周囲温度の変化、供給圧力の変更、取付け位置及び他の
影響によっては斯様な影響を償うために電流／圧力変換
器の零設定点及び変換器の入／出力レンジ、即ちスパン
を調整する必要がある。
従来の零設定点調整技法では追加の零調整ばねの如き
機械的な手段を利用し、斯かるばねを空気フラッパーノ
ズル平衡システムに作用させて、出力圧力を所望圧力に
変化させる。他の機械的な零点調整技法ではノズル位置
の変化を利用するか、又は曲げ部材の捩れを変えること
によって出力圧力を調整する。圧力帰還装置の位置を変
化させるか、又は磁気分路による機械的なスパン調整技
法も利用されている。スパン調整の他の技法のものは電
流／圧力変換器の電流搬送コイルと並列にポテンシオメ
ータを用いている。
機械的な手段を利用し、斯かるばねを空気フラッパーノ
ズル平衡システムに作用させて、出力圧力を所望圧力に
変化させる。他の機械的な零点調整技法ではノズル位置
の変化を利用するか、又は曲げ部材の捩れを変えること
によって出力圧力を調整する。圧力帰還装置の位置を変
化させるか、又は磁気分路による機械的なスパン調整技
法も利用されている。スパン調整の他の技法のものは電
流／圧力変換器の電流搬送コイルと並列にポテンシオメ
ータを用いている。
斯様な従来の零点及びスパン調整技法は、電流／圧力
変換器への機械的結合を必要とし；不可能でないにして
も遠隔調整するのが困難であり；系の振動パーホーマン
スを著しく損ね；しかも温度補償に必要とされるサーミ
スタは従来のスパン調整用ポテンシオメータの抵抗値を
或る特定の値に対しその近似値としか得ない。
変換器への機械的結合を必要とし；不可能でないにして
も遠隔調整するのが困難であり；系の振動パーホーマン
スを著しく損ね；しかも温度補償に必要とされるサーミ
スタは従来のスパン調整用ポテンシオメータの抵抗値を
或る特定の値に対しその近似値としか得ない。
従って、電流／圧力変換器への機械的結合を何等必要
とせず、しかも電流／圧力変換器に対して遠隔設置して
制御ループ系の設計の融通性を著しく高めることのでき
る電流／圧力変換器用の零点及びスパン調整回路を提供
するのが望ましい。
とせず、しかも電流／圧力変換器に対して遠隔設置して
制御ループ系の設計の融通性を著しく高めることのでき
る電流／圧力変換器用の零点及びスパン調整回路を提供
するのが望ましい。
発明の概要 本発明の原理によれば、電流／圧力変換器に並列に零
点及びスパン調整回路を設けて、調整範囲に応じて所望
電流量をバイパスさせる。零点及びスパン調整回路は２
個の電流源を並列に具えている。一方の電流源は変換器
の入力電流レベルを出力圧力の零設定点の調整に対応す
べく調整する零点調整手段を具えている。第２電流源は
変換器の入力電流レベルをその入力電流に応答する出力
圧力のスパン調整に対応すべく調整するスパン調整手段
を具えている。
点及びスパン調整回路を設けて、調整範囲に応じて所望
電流量をバイパスさせる。零点及びスパン調整回路は２
個の電流源を並列に具えている。一方の電流源は変換器
の入力電流レベルを出力圧力の零設定点の調整に対応す
べく調整する零点調整手段を具えている。第２電流源は
変換器の入力電流レベルをその入力電流に応答する出力
圧力のスパン調整に対応すべく調整するスパン調整手段
を具えている。
出力圧力の零設定は入力電流信号に無関係であり、出
力圧力のスパン、即ちレンジは入力電流信号に比例す
る。零点及びスパン調整回路は、電流／圧力変換器を経
て流れる入力電流信号の一部を帰還させて、一方の電流
源にそれに比例したバイパス電流を発生させるようにす
る帰還抵抗も具えている。零設定点の調整は一方の電流
源の可変抵抗により行なう。スパン調整は並列電流源の
内の帰還信号に応答する方の電流源におけるスパン抵抗
の抵抗値を変えることによって行なうことができる。ス
パン調整は電流源への帰還入力端子への帰還抵抗の抵抗
値を変えるか、又はポテンシオメータを設けてスパン調
整用抵抗及び帰還抵抗の抵抗値を有効に変えることので
きるようにして行なうこともできる。
力圧力のスパン、即ちレンジは入力電流信号に比例す
る。零点及びスパン調整回路は、電流／圧力変換器を経
て流れる入力電流信号の一部を帰還させて、一方の電流
源にそれに比例したバイパス電流を発生させるようにす
る帰還抵抗も具えている。零設定点の調整は一方の電流
源の可変抵抗により行なう。スパン調整は並列電流源の
内の帰還信号に応答する方の電流源におけるスパン抵抗
の抵抗値を変えることによって行なうことができる。ス
パン調整は電流源への帰還入力端子への帰還抵抗の抵抗
値を変えるか、又はポテンシオメータを設けてスパン調
整用抵抗及び帰還抵抗の抵抗値を有効に変えることので
きるようにして行なうこともできる。
本発明による零点及びスパン調整回路を電流／圧力変
換器に用いることにより、この変換器の零設定点及びス
パン、即ちレンジを容易に調整することができる。従っ
て、本発明による零点及びスパン調整回路は電流／圧力
変換器に対して遠隔設置して制御ループ系の設計に当り
所望の顕著な融通性を持たらすことができる。
換器に用いることにより、この変換器の零設定点及びス
パン、即ちレンジを容易に調整することができる。従っ
て、本発明による零点及びスパン調整回路は電流／圧力
変換器に対して遠隔設置して制御ループ系の設計に当り
所望の顕著な融通性を持たらすことができる。
実施例の説明 以下図面につき本発明を説明する。
第１図は電流／圧力変換器12用の零点及びスパン調整
回路を示したものである。電流／圧力変換器12はプロセ
ス制御器からの入力電流信号Iiを受信して、この信号に
対応する出力圧力を発生して、例えば制御ループにおけ
る制御装置又は弁を制御する。例えば、電流／圧力変換
器12は４〜20mAの直流入力信号を受信して、その入力信
号に比例する３〜15psig（0.211〜1.055kg/cm2）の空気
出力圧力をライン14で最終制御素子に伝達する。回路10
は入力電流信号が4mAである時の所望圧力3psig（0.211k
g/cm2）に対して変換器の出力圧力を零調整することが
でき、又入力電流信号が20mAの全範囲（フルレンジ）に
達する時の15psig（1.055kg/cm2）のフルレンジに対し
て変換器の出力圧力を調整することもできる。入力電流
及びそれに対応する出力圧力に対しては他のレンジを用
いることもできる。
回路を示したものである。電流／圧力変換器12はプロセ
ス制御器からの入力電流信号Iiを受信して、この信号に
対応する出力圧力を発生して、例えば制御ループにおけ
る制御装置又は弁を制御する。例えば、電流／圧力変換
器12は４〜20mAの直流入力信号を受信して、その入力信
号に比例する３〜15psig（0.211〜1.055kg/cm2）の空気
出力圧力をライン14で最終制御素子に伝達する。回路10
は入力電流信号が4mAである時の所望圧力3psig（0.211k
g/cm2）に対して変換器の出力圧力を零調整することが
でき、又入力電流信号が20mAの全範囲（フルレンジ）に
達する時の15psig（1.055kg/cm2）のフルレンジに対し
て変換器の出力圧力を調整することもできる。入力電流
及びそれに対応する出力圧力に対しては他のレンジを用
いることもできる。
回路10は演算増幅器A1及びA2を具えており、これらの
各増幅器は変換器12に流れる入力電流Iiのいくらかを分
路、又はバイパスする。即ち、増幅器A2は抵抗RZを経
て、変換器12とは別に電流IZを分路する。同様に、増幅
器A1は抵抗RSを経て、変換器12とは別に電流ISを分路す
る。増幅器A1とA2による分路作用後の残りの電流を変換
器12を経て流れる電流ILとして示してある。
各増幅器は変換器12に流れる入力電流Iiのいくらかを分
路、又はバイパスする。即ち、増幅器A2は抵抗RZを経
て、変換器12とは別に電流IZを分路する。同様に、増幅
器A1は抵抗RSを経て、変換器12とは別に電流ISを分路す
る。増幅器A1とA2による分路作用後の残りの電流を変換
器12を経て流れる電流ILとして示してある。
変換器12を経て流れる電流ILの電流通路内に帰還抵抗
RFを接続して、増幅器A1の負端子に接続されるライン16
に帰還電圧を発生させるようにする。この帰還電圧は変
換器12を経る電流に応答して増幅器A1に入力を与えて、
この増幅器A1にそれ相当のバイパス電流を発生させる。
基準電圧源VRの正端子を増幅器A2の正入力端子に接続
し、基準電圧源VRの負端子を増幅器A1の正入力端子に接
続する。
RFを接続して、増幅器A1の負端子に接続されるライン16
に帰還電圧を発生させるようにする。この帰還電圧は変
換器12を経る電流に応答して増幅器A1に入力を与えて、
この増幅器A1にそれ相当のバイパス電流を発生させる。
基準電圧源VRの正端子を増幅器A2の正入力端子に接続
し、基準電圧源VRの負端子を増幅器A1の正入力端子に接
続する。
入力電流Iiはプロセス制御器から一定の駆動電流とし
て供給される。第１図から明らかなように、電流ISと、
IZと、ILとの和電流は入力駆動電流Iiに等しくする必要
がある。さらに、高利得差動演算増幅器A1及びA2の双方
の入力端子の電圧も本来等しくする必要がある。第１図
に基づく回路を用いる場合には、つぎのような式を得る
ことができる。即ち、 上式から明らかなように、変換器電流ILは定量値VR/R
Zにより低くすることができる。このことは、抵抗値RZ
を適当に調整することによりVR/RZの値を制御して零点
調整を行なえることを意味する。又、上式から明らかな
ように変換器電流ILは入力電流Iiに比例する量によって
低くすることもできる。このことは抵抗値RS又はRFか、
これらの抵抗値RSとRFとの合成抵抗値のいずれかを変化
させることにより入力電流Iiに比例する量を制御してス
パン、即ちレンジ調整を行なえることを意味する。
て供給される。第１図から明らかなように、電流ISと、
IZと、ILとの和電流は入力駆動電流Iiに等しくする必要
がある。さらに、高利得差動演算増幅器A1及びA2の双方
の入力端子の電圧も本来等しくする必要がある。第１図
に基づく回路を用いる場合には、つぎのような式を得る
ことができる。即ち、 上式から明らかなように、変換器電流ILは定量値VR/R
Zにより低くすることができる。このことは、抵抗値RZ
を適当に調整することによりVR/RZの値を制御して零点
調整を行なえることを意味する。又、上式から明らかな
ように変換器電流ILは入力電流Iiに比例する量によって
低くすることもできる。このことは抵抗値RS又はRFか、
これらの抵抗値RSとRFとの合成抵抗値のいずれかを変化
させることにより入力電流Iiに比例する量を制御してス
パン、即ちレンジ調整を行なえることを意味する。
従って、変換器の初期校正時には4mAの入力電流で変
換器12からライン14に出力される圧力が3psig（0.211kg
/cm2）に相当するまで零点調整抵抗RZの抵抗値を変化さ
せる。ついで入力電流を20mAにまで高くして、この場合
にライン14に出力される圧力が15psig（1.055kg/cm2）
として読取られるようにする。もし、そうならない場合
には出力圧力が15psig（1.055kg/cm2）に相当するまで
スパン調整用抵抗RSを調整する。この初期校正は変換器
12からの出力圧力が所望の精度レンジ内の値となるまで
繰返し行なうことができる。
換器12からライン14に出力される圧力が3psig（0.211kg
/cm2）に相当するまで零点調整抵抗RZの抵抗値を変化さ
せる。ついで入力電流を20mAにまで高くして、この場合
にライン14に出力される圧力が15psig（1.055kg/cm2）
として読取られるようにする。もし、そうならない場合
には出力圧力が15psig（1.055kg/cm2）に相当するまで
スパン調整用抵抗RSを調整する。この初期校正は変換器
12からの出力圧力が所望の精度レンジ内の値となるまで
繰返し行なうことができる。
抵抗RSは固定抵抗とすることもでき、この場合には第
１図に破線にて可変抵抗として示す抵抗RFによりスパン
調整をすることができる。スパン調整は、抵抗RSとRFと
の双方を可変抵抗とし、第１図に破線にて示すようにこ
れら２つの可変抵抗RS,RFを相互接続して行なうことも
できる。
１図に破線にて可変抵抗として示す抵抗RFによりスパン
調整をすることができる。スパン調整は、抵抗RSとRFと
の双方を可変抵抗とし、第１図に破線にて示すようにこ
れら２つの可変抵抗RS,RFを相互接続して行なうことも
できる。
第２図は２個の差動演算増幅器A1及びA2と、基準電圧
源VRとを１つの集積回路に組込んた本発明の実施例を示
す。図示の集積回路LM−10は多数市販されているものを
利用することができる。なお、第１図の例と比較する
に、第２図の例ではスパン調整用抵抗RS及び零点調整用
RZを75Ω及び50Ωの固定抵抗と共に直列に接続されるポ
テンシオメータと置換して、これらの調整の範囲を制限
する。
源VRとを１つの集積回路に組込んた本発明の実施例を示
す。図示の集積回路LM−10は多数市販されているものを
利用することができる。なお、第１図の例と比較する
に、第２図の例ではスパン調整用抵抗RS及び零点調整用
RZを75Ω及び50Ωの固定抵抗と共に直列に接続されるポ
テンシオメータと置換して、これらの調整の範囲を制限
する。
第２図の例はさらに変形することができ、例えば100
Ωのポテンシオメータを20Ωのポテンシオメータと置換
して、この20Ωのポテンシオメータの一端を75Ωの抵抗
に接続し、20Ωのポテンシオメータの他端を10Ωの帰還
抵抗に接続し、かつポテンシオメータの可変ワイパをポ
テンシオメータの前記他端部からプロセス制御器に直接
接続することができる。このような例ではスパン調整用
抵抗と帰還抵抗との双方の抵抗値を変化させてスパン調
整をする。さらに他の例では、上述した20Ωのポテンシ
オメータの可変ワイパを75Ωの抵抗に接続してプロセス
制御器へ戻すように20Ωのポテンシオメータを可変抵抗
として接続することもできる。
Ωのポテンシオメータを20Ωのポテンシオメータと置換
して、この20Ωのポテンシオメータの一端を75Ωの抵抗
に接続し、20Ωのポテンシオメータの他端を10Ωの帰還
抵抗に接続し、かつポテンシオメータの可変ワイパをポ
テンシオメータの前記他端部からプロセス制御器に直接
接続することができる。このような例ではスパン調整用
抵抗と帰還抵抗との双方の抵抗値を変化させてスパン調
整をする。さらに他の例では、上述した20Ωのポテンシ
オメータの可変ワイパを75Ωの抵抗に接続してプロセス
制御器へ戻すように20Ωのポテンシオメータを可変抵抗
として接続することもできる。
本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、幾
多の変更を加え得ることが勿論である。
多の変更を加え得ることが勿論である。
第１図は本発明の原理に基ずく電流／圧力変換器用の零
点及びスパン調整回路を示す概略ブロック線図； 第２図は集積回路を用いる本発明の実施例を示す概略ブ
ロック線図である。 10……零点及びスパン調整用回路 12……電流／圧力変換器、14……圧力伝達ライン 16……帰還電圧用ライン、Ii……入力電流信号 A1,A2……演算増幅器、RF……帰還抵抗 RZ……零点調整用抵抗、RS……スパン調整用抵抗
点及びスパン調整回路を示す概略ブロック線図； 第２図は集積回路を用いる本発明の実施例を示す概略ブ
ロック線図である。 10……零点及びスパン調整用回路 12……電流／圧力変換器、14……圧力伝達ライン 16……帰還電圧用ライン、Ii……入力電流信号 A1,A2……演算増幅器、RF……帰還抵抗 RZ……零点調整用抵抗、RS……スパン調整用抵抗
Claims (8)
- 【請求項１】入力電流信号を受信し、かつ対応する出力
圧力を発生せしめる電流／圧力変換器用の調整回路であ
って、入力電流信号に応答して出力圧力の零設定点を調
整すると共に出力圧力のスパンを調整するための零点及
びスパン調整回路が： 前記入力電流信号に結合される第１電流源と； 前記入力電流信号に結合される第２電流源と； 前記第１及び第２電流源を互いに、しかも前記電流／圧
力変換器と並列に接続して、前記電流／圧力変換器に流
れる前記入力電流信号の内の第１電流部分をバイパスす
ると共に前記入力電流信号の第２電流部分を前記電流／
圧力変換器を経て流し得るようにする手段； とを具えており、前記第１電流源が前記第２電流部分の
レベルを、出力圧力の零設定点に係わる前記調整に対応
すべく調整するための零点調整手段を含み；かつ、 前記第２電流源が前記第２電流部分のレベルを、入力電
流信号に対応する出力圧力の前記スパン調整に対応すべ
く調整するためのスパン調整手段を含むことを特徴とす
る電流／圧力変換器用の零点及びスパン調整回路。 - 【請求項２】前記零点調整手段が、入力電流信号に無関
係に出力圧力の前記零設定点を調整する手段を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の零点及びスパン調整回
路。 - 【請求項３】前記スパン調整手段が入力電流信号に比例
する出力圧力の前記スパンを調整するための手段を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の零点及びスパン調整
回路。 - 【請求項４】前記第１電流部分を前記第１電流源と前記
第２電流源との間にて分ける手段を含むことを特徴とす
る請求項３に記載の零点及びスパン調整回路。 - 【請求項５】前記零点調整手段が出力圧力の零設定点を
調整するための第１可変抵抗を含むことを特徴とする請
求項２に記載の零点及びスパン調整回路。 - 【請求項６】前記スパン調整手段が入力電源信号に応答
して出力圧力のスパンを調整するための第２可変抵抗を
含むことを特徴とする請求項５に記載の零点及びスパン
調整回路。 - 【請求項７】前記電流／圧力変換器と、前記第１及び第
２電流源とに結合される帰還抵抗を含むことを特徴とす
る請求項６に記載の零点及びスパン調整回路。 - 【請求項８】前記帰還抵抗の抵抗値を変えて前記スパン
調整を行なう手段を含むことを特徴とする請求項７に記
載の零点及びスパン調整回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US119836 | 1987-11-12 | ||
| US07/119,836 US4836011A (en) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Zero and span adjustment circuit for current/pressure transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162112A JPH01162112A (ja) | 1989-06-26 |
| JP2649714B2 true JP2649714B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=22386677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63281497A Expired - Lifetime JP2649714B2 (ja) | 1987-11-12 | 1988-11-09 | 電流／圧力変換器用の零点及びスパン調整回路 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4836011A (ja) |
| EP (1) | EP0316292B1 (ja) |
| JP (1) | JP2649714B2 (ja) |
| AU (1) | AU597195B2 (ja) |
| BR (1) | BR8805914A (ja) |
| CA (1) | CA1306043C (ja) |
| DE (1) | DE3850350T2 (ja) |
| FI (1) | FI93260C (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5105791A (en) * | 1990-12-21 | 1992-04-21 | Nye Jr Dudley D | Current to pressure/vacuum transducer |
| US5105790A (en) * | 1990-12-21 | 1992-04-21 | Nye Jr Dudley D | Current controlled fluid bleed |
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| CN112379246B (zh) * | 2020-11-17 | 2024-05-17 | 西北机电工程研究所 | 基于可穿戴设备的薄膜型压力传感器接口电路调试方法 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US447780A (en) * | 1891-03-10 | Gar brake and starter | ||
| US2874354A (en) * | 1954-10-15 | 1959-02-17 | Panellit Inc | Calibrating circuit for current measuring systems |
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