JP2960717B2 - 送信位置と受信位置との間で信号を伝送するための装置 - Google Patents

送信位置と受信位置との間で信号を伝送するための装置

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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信位置と受信位
置とが２線線路を介して相互接続されており、この２線
線路を介して２つの限界値間で変化するアナログの信号
電流が伝送され、この信号電流は送信位置内でセンサに
より検出される測定値を表し、かつ送信位置の動作に必
要な給電電流を形成し、送信位置内に送信位置のための
動作電圧を形成する回路が設けられ、送信位置内に制御
可能な電流源が設けられ、この電流源により２線線路を
介して流れる電流が測定値に依存して定められる、送信
位置と受信位置との間で信号を伝送するための装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】この形式の装置はヨーロッパ特許公開第
０７４４７２４号明細書から公知である。ただしこの公
知の装置では、送信位置においてセンサおよび測定用変
換器回路に給電される電力を最適化するための手段は説
明されていない。送信位置の動作電圧は常に一定に維持
されなくてはならず、その時点で流れている信号電流に
依存して、送信位置内部の給電電力を大きくまたは小さ
くする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に記載した形式の装置を提供して、送信位置内部で給電
される電力を最適化できるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、一定の動作電圧を形成する回路はスイッチングレギ
ュレータであり、送信位置に電圧源が設けられ、この電
圧源の出力電圧は信号電流に対して逆方向に変化し、こ
の電圧源はスイッチングレギュレータの入力電圧を形成
するように構成して解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明による装置内で使用される
スイッチングレギュレータは次のような性質を有してい
る。すなわちこのスイッチングレギュレータは、印加さ
れる入力電圧を一定の出力電圧に変換し、内部の損失を
無視できるため、その出力電圧は入力側での電力と等し
くなる。使用される入力電力は、電圧源の出力電圧を変
化させることにより測定値とは逆方向に変化させること
ができる。すなわち、測定値が低く小さい信号電流が生
じる場合には、スイッチングレギュレータの入力電圧は
上昇される。一方測定値が高く大きい信号電流が生じる
場合には、スイッチングレギュレータの入力電圧は低減
される。
【０００６】ドイツ連邦共和国特許出願第３９３４００
７号明細書から、給電電圧形成のためのスイッチングレ
ギュレータを測定用変換器回路およびセンサに対して使
用することが公知である。ただしこの公知の装置では、
スイッチングレギュレータの入力電圧によって給電され
る電力を調整することはできない。
【０００７】本発明の有利な実施形態および個々の態様
は従属請求項に記載されている。
【０００８】
【実施例】本発明の別の特徴および利点を実施例におい
て図に即して説明する。
【０００９】図１には概略的に送信位置１０が示されて
おり、この送信位置１０は２線線路１４を介して受信位
置１２と接続されている。送信位置１０は図示の実施例
では測定位置であり、この場合にはセンサ１６により測
定値（例えば温度、圧力、湿度、充てんレベル、流量）
が検出される。送信位置１０は固有のエネルギ源を有さ
ず、動作に必要な給電電流を２線線路１４を介して受信
位置１２内の電圧源１８から得ている。同じ２線線路１
４を介して、そのつど測定された測定値を表す測定値信
号が送信位置１０から受信位置１２へ伝送される。一般
的な技術に相応に測定値信号は２線線路１４を介して流
れる信号電流ＩＳであり、この信号電流は所定の２つの
値（通常は電流値４ｍＡ、２０ｍＡ）の間で変化する。
電圧源１８は直流電圧を送出するので、測定電流ＩＳは
直流電流である。
【００１０】測定値を検出するために送信位置１０はす
でに言及されたセンサ１６とこのセンサに接続される測
定用変換器回路２０とを有する。この測定用変換器回路
は出力側２２、２４でそのつど検出された２つの測定値
を表す信号を送出する。この２つの信号の目的は後述す
る。
【００１１】受信位置１２は評価回路２６を有し、この
評価回路は２線線路１４を介して伝送される信号電流Ｉ
Ｓから測定値の情報を得る。このために２線線路へ測定
抵抗２８が挿入され、この測定抵抗において、２線線路
を介して伝送される信号電流ＩＳに比例する電圧ＵＭが
形成され、評価回路２６へ供給される。図１の概略的な
回路図では受信位置１２にさらに、抵抗２８の他に負荷
となる抵抗３０が示されており、この負荷は２線線路１
４の受信側に配置される。
【００１２】信号電流ＩＳは送信位置１０内で、制御可
能な電流源３２により調整される。この電流源には測定
用変換器回路２０により出力側２４に送出される信号
が、求めるべき信号電流ＩＳのための制御信号として供
給される。そのつど検出された測定値に依存して２線線
路内を流れる信号電流ＩＳは電流源３２の相応の制御に
より定められる。
【００１３】図１からさらにわかるように、送信位置１
０は制御可能な電圧源３４および逓降形のスイッチング
レギュレータ３６を有する。この逓降形のスイッチング
レギュレータは測定用変換器回路２０およびセンサ１６
に対して一定の動作電圧を形成する目的で使用される。
スイッチングレギュレータ３６の入力電圧は電圧源３４
から供給され、電圧源３４の出力電圧の値は測定用変換
器回路２０から出力側２２に送出される信号により制御
可能である。
【００１４】スイッチングレギュレータ３６を制御可能
な電圧源３４と接続して使用することにより、測定用変
換器回路２０およびセンサ１６に常に最大限の電力を供
給することができる。スイッチングレギュレータ３６は
この場合に、入力電圧が上昇されても測定用変換器回路
２０およびセンサ１６の動作電圧を一定の値に維持す
る。このためスイッチングレギュレータ３６での入力電
圧の上昇により比較的高い入力電力が供給されると、比
較的高い出力電圧が得られる。センサ１６により検出さ
れた測定値のうち測定値領域の下方端の値では、信号電
流ＩＳは同様に信号電流領域の下方の値（上述の例によ
れば４ｍＡ）をとり、スイッチングレギュレータ３６で
の入力電力も低い値をとる。なぜならこの値は信号電流
と入力電圧の積から形成されるからである。測定用変換
器回路２０からの制御信号により電圧源３４の出力電圧
はこの場合に上昇され、スイッチングレギュレータ３６
の入力側に給電される電力も同様に上昇される。この上
昇された電力は測定用変換器回路２０およびセンサ１６
の動作のためにも使用される。
【００１５】センサ１６により検出された測定値が高
く、大きい信号電流ＩＳを生じさせる場合には、測定用
変換器回路２０からの制御信号を用いて、電圧源３４に
よりスイッチングレギュレータ３６の入力側に形成され
る入力電圧は低減される。なぜならこの場合には信号電
流ＩＳが大きいため測定用変換器回路２０およびセンサ
１６の動作のための電力も充分に供給されているからで
ある。
【００１６】電圧源３４により形成され、そのつど検出
される測定値に依存する電圧をどのような限界値間の範
囲で変化させるかは複数の要因に依存している。すなわ
ち例えば給電電圧源１８の出力電圧、測定抵抗２８およ
び抵抗３０から形成される受信位置１２内の負荷、申し
分のない動作のために送信位置１０で印加される最小端
子電圧ＵＫに依存する。
【００１７】図２のダイアグラムには、電圧源３４によ
り形成される電圧Ｕｅおよび信号電流ＩＳが測定値Ｍに
依存してどのように変化するかが示されている。測定値
Ｍはこの場合に正規化されて示されている。すなわちこ
の測定値は最小値で正規化値０を有し、最大値で正規化
値１を有する。上述の２線線路を使用する技術では信号
電流ＩＳは最小測定値において４ｍＡの値をとり、最大
測定値において２０ｍＡの値をとる。この実施例では、
最小測定値での入力電圧Ｕｅ１２Ｖが最大測定値での入
力電圧Ｕｅ１０Ｖに変化する。これらの値はここでは単
に例として示されているにすぎない。適用例に応じてこ
れらの値は変更されてよい。
【００１８】図３にはここで説明すべき装置の別の実施
例が示されている。図１の実施例とは異なってこの場合
には、電圧源３４は測定用変換器回路２０の出力信号に
よって制御されるのではなく、直接に送信位置での端子
電圧ＵＫにより制御される。端子電圧はこの目的に対し
ても使用可能である。なぜなら、センサ１６により検出
され、かつ信号電流ＩＳを生じさせる測定値に関連して
この端子電圧も同様に一義的だからである。受信位置１
２内を流れる信号電流ＩＳは再び端子電圧ＵＫを受信位
置内部の電圧降下に基づいて定める。
【００１９】上述のように実施することにより、前記装
置を用いて測定用変換器回路２０およびセンサ１６に給
電される電力を最適化することができる。この原理の適
用は所定の測定用変換器回路およびセンサに限定されな
い。例えばこの装置は簡単な手段で、パルス波レーダ方
式または周波数変調連続波レーダ方式によって作動され
るマイクロ波による充てんレベル測定装置において使用
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】送信位置と受信位置との間で信号を伝送するた
めの装置の第１の実施例の略図である。
【図２】測定値、信号電流、およびスイッチングレギュ
レータの入力電圧間の関係を説明するためのダイアグラ
ムである。
【図３】送信位置と受信位置との間で信号を伝送するた
めの装置の第２の実施例の略図である。
【符号の説明】
１０ 送信位置 １２ 受信位置 １４ ２線線路 １６ センサ １８、３４ 電圧源 ２０ 測定用変換器回路 ２２、２４ 出力側 ２６ 評価回路 ２８ 測定抵抗 ３０ 抵抗 ３２ 電流源 ３６ スイッチングレギュレータ
フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン クリューガー ドイツ連邦共和国 レーラッハ アレマ ネンヴェーク 18 (56)参考文献 特開 昭56−140495（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G08C 19/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信位置（１０）と受信位置（１２）と
    が２線線路（１４）を介して相互接続されており、 該２線線路を介して２つの限界値間で変化するアナログ
    の信号電流（ＩＳ）が伝送され、 該信号電流は前記送信位置（１０）でセンサ（１６）に
    より検出される測定値を表し、かつ前記送信位置（１
    ０）の動作に必要な給電電流を形成し、 前記送信位置（１０）に該送信位置（１０）に対して一
    定の動作電圧を形成する回路（３６）が設けられ、 前記送信位置（１０）に制御可能な電流源（３２）が設
    けられ、 該電流源により２線線路（１４）を介して流れる電流が
    測定値に依存して定められる、送信位置と受信位置との
    間で信号を伝送するための装置において、 前記一定の動作電圧を形成する回路（３６）はスイッチ
    ングレギュレータであり、 前記送信位置（１０）に電圧源（３４）が設けられ、 該電圧源の出力電圧は信号電流に対して逆方向に変化
    し、 前記電圧源は前記スイッチングレギュレータ（３６）の
    入力電圧を形成する、ことを特徴とする送信位置と受信
    位置との間で信号を伝送するための装置。
  2. 【請求項２】 前記電圧源（３４）は前記測定用変換器
    回路（２０）により形成される制御信号により制御さ
    れ、前記測定用変換器回路（２０）はセンサ（１６）か
    ら送出された測定値を表す信号を処理する、請求項１記
    載の装置。
  3. 【請求項３】 前記電圧源（３４）は、前記送信位置
    （１０）の入力端子から取り出された、２線線路（１
    ４）での電圧（ＵＫ）に相応する制御信号により制御さ
    れる、請求項１記載の装置。
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