JP3047038B2 - 受信装置 - Google Patents

受信装置

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JP3047038B2
JP3047038B2 JP4019005A JP1900592A JP3047038B2 JP 3047038 B2 JP3047038 B2 JP 3047038B2 JP 4019005 A JP4019005 A JP 4019005A JP 1900592 A JP1900592 A JP 1900592A JP 3047038 B2 JP3047038 B2 JP 3047038B2
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adjustment
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惇 木村
正明 山口
雄 岩本
寛 林
龍作 久保田
剛志 西島
稔 翠川
康男 笠原
晃 井上
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電流信号を受信してバ
ルブ、電動バルブ、或いは電気/空気変換器などの制御
対象をこの電流信号に対応するステム変位、或いは空気
圧信号などの物理量に変換するために使用する受信装置
に係り、特にゼロ点、或いはスパンの調整が操作性良く
実行することができるように改良した受信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の受信装置のゼロ点調整と
スパン調整は、電流信号を既知の所定の値に設定した状
態で、いずれも各々の可変抵抗を調節して出荷時のゼロ
点或いはスパン値と異なるか否かチエックして、出荷時
と違っているときには手動で可変抵抗を調節して別々に
設定し直すことにより実行してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の受信装置はゼロ/スパンの調整に際して電
流信号を可変する必要があり、しかもゼロ点とスパンに
ついて2度に亘る調整が必要で手間がかかる上に、ゼロ
点とスパンのそれぞれについて人為的に設定をする関係
から設定誤差が発生する余地が多い。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、2本の伝送線を介して電流
信号が入力される入力端子と、先の電流信号を用いて回
路電源を作る定電圧回路と先の電流信号に対応する電圧
信号を発生させる入力抵抗と調整抵抗とが先の入力端子
間に直列に接続された直列回路と、制御信号で開閉が制
御されこの入力抵抗と調整抵抗に発生する電圧に関連す
る電圧を切り換えて調整信号として出力するスイッチ素
子と、先の電圧信号と制御対象から帰還されるフイード
バック信号とが入力されこれ等の信号が一致するように
演算して先の制御対象に制御信号を出力すると共にスパ
ン或いはゼロ点に対応する先の電流信号が入力された状
態で先の制御信号を出力し先の調整信号に対応する値を
制御対象に出力して帰還されるデータと予め記憶された
出荷のときのゼロ値或いはスパン値との偏差を演算しこ
れらを補正演算する演算手段と、先の演算手段にゼロ/
スパンの自動補正を行う演算開始を指令する設定手段と
を具備するようにしたものである。
【0005】
【作 用】入力端子には2本の伝送線を介して電流信号
が入力される。定電圧回路は先の電流信号を用いて回路
電源を作る。また、入力抵抗には先の電流信号に対応す
る電圧信号を発生させる。制御信号で開閉が制御される
スイッチ素子はこの入力抵抗と調整抵抗に発生する電圧
に関連する電圧を切り換えて調整信号として出力する。
【0006】そして、先の電圧信号と制御対象から帰還
されるフイードバック信号とが入力される演算手段は、
これ等の信号が一致するように演算して先の制御対象に
制御信号を出力すると共にスパン或いはゼロ点に対応す
る先の電流信号が入力された状態で先の制御信号を出力
し先の調整信号に対応する値を制御対象に出力して帰還
されるデータと予め記憶された出荷のときのゼロ値或い
はスパン値との偏差を演算しこれらを補正演算する。こ
の補正演算は、設定手段により先の演算手段にゼロ/ス
パンの自動補正を行う演算開始を指令することによって
開始される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示すブロック
図、図2はこの実施例を制御対象としてバルブを選定し
ポジショナとして使用したときの構成を示す構成図であ
る。
【0008】2線式伝送路Lは伝送線L1、L2から構成
され、入力端子T1、T2に接続されている。この入力端
子T1、T2には、さらに定電圧回路CVRと入力抵抗R
iと調整抵抗RAが直列に接続され、定電圧回路CVRと
入力抵抗Riとの接続点は回路の共通電位点COMとさ
れている。
【0009】定電圧回路CVRは抵抗R1、R2、R3
4、R5、ツエナダイオードDZ1、ダイオードD1、
算増幅器A1、トランジスタQ1などで構成されている。
入力端子T1と共通電位点COMとの間には、抵抗R1
ツエナダイオードDZ 1との直列回路、抵抗R2とR3
直列回路、演算増幅器A1の電源端、ダイオードD1と抵
抗R4とトランジスタQ1のコレクタとエミッタ、抵抗R
5が直列に接続された直列回路が接続されている。
【0010】また、抵抗R1とツエナダイオードDZ1
接続点にはツエナー電圧VZ1が、抵抗R2とR3の接続点
には入力端子T1と共通電位点COMとの間に発生する
回路電圧VBを分圧した分圧電圧V1が発生し、これ等の
電圧は演算増幅器A1の反転入力端(−)と非反転入力
端(+)に印加される。そして、その出力端の電圧でト
ランジスタQ1のベース電流を制御する。
【0011】ここで、電流信号ILが入力端子T1とT2
に流入すると、その一部は抵抗R1とツエナダイオード
DZ1との直列回路に流れ、ツエナダイオードDZ1の両
端にツエナー電圧VZ1を発生させる。
【0012】この場合の電流信号ILは、例えば4〜2
0mAの統一された電流信号として調節計等から伝送さ
れる。そして、この電流信号ILは4mAが0%、20
mAが100%となるレンジとして伝送される。
【0013】演算増幅器A1は分圧電圧V1がツエナー電
圧VZ1に一致するようにトランジスタQ1のコレクタと
エミッタの間に流れる電流I1を制御して抵抗R2とR3
の直列回路の両端の回路電圧VBが一定になるように制
御している。
【0014】演算増幅器A2、抵抗R6〜R8でレベルシ
フト回路LSCを構成し、入力抵抗Riに電流信号IL
よって発生した信号電圧Viは、制御電圧CSで開閉が
制御されるスイッチSW1の接点a、cを介して非反転
入力端(+)が抵抗R6を介して共通電位点COMに接
続され反転入力端(−)が出力端と抵抗R7を介して接
続された演算増幅器A2の反転入力端(−)に抵抗R8
介して入力される。
【0015】回路電圧VBで付勢された演算増幅器A2
出力端に発生した電圧はアナログ/デジタル変換器AD
C1に出力されここでデジタル信号に変換されてマイク
ロプロセッサμPの制御のもとに不揮発性メモリE2
ROMに格納される。
【0016】マイクロプロセッサμPは不揮発性メモリ
2PROMに格納された演算手順とデータを用いて所
定の演算を実行してデジタル/アナログ変換器DAC1
を介して図2に示す電空変換器E/Pにアナログ信号A
Sとして出力する。
【0017】この電空変換器E/Pは格別電源の供給を
受けずに給気圧PSの供給を受けながらアナログ信号A
Sで駆動されて対応する空気圧信号PSを出力する。駆
動装置DRはこの空気圧信号PSに対応してバルブVを
駆動しそのバルブ開度に対応するシャフトの変位DSを
図1に示す受信装置RECのアナログ/デジタル変換器
ADC2に出力する。
【0018】そして、マイクロプロセッサμPは信号電
圧Viに一致するようにアナログ信号ASを操作して変
位DSを制御する。以上のようにして、受信装置REC
は、通常は、電流信号ILに対応するアナログ信号A
S、ひいてはバルブ開度になるようにして制御対象であ
るバルブVに送出している。
【0019】しかしながら、この受信装置RECを用い
るシステムは稼働中にゼロ点或いはスパンが変動を起こ
すことがあり、このような場合には、ゼロ点(0%)或
いはスパン(100%)をチェックする必要がある。
【0020】このため、次に説明するスパン/ゼロのチ
エック機能が付加される。調整抵抗RAは調整電圧を発
生させる抵抗であり、この調整抵抗RAの入力端子T1
はスイッチSW1の接点bに接続されている。そして、
調整抵抗RAの値は入力抵抗R iの4倍に設定されてい
る。
【0021】従って、電流信号ILが4mAの場合に、
スイッチSW1の接点がa側に切り換えられているとき
に発生する電圧が0%のときには、接点がbに切り換え
られると接点bには100%に対応する電圧が発生する
こととなる。
【0022】マイクロプロセッサμPには設定器SET
からゼロ/スパンの自動補正を行う演算開始を指令する
指令信号S0が入力され、更にこのマイクロプロセッサ
μPからはスイッチSW1の開閉を制御する制御信号C
Sが指令信号S0と連動して出力される。
【0023】不揮発性メモリE2PROMには、受信装
置RECとバルブVなどが組み合わされてポジショナと
して出荷された時点の0%と100%に対応する出荷デ
ータH0、H100、および駆動装置DRから帰還された変
位DSに対応する変位データHXが格納される。
【0024】さらに、出荷データH0、H100と変位デー
タHXとの偏差αが所定値の中にないときはこれを補正
することとなるが、この補正演算を実行するに必要な係
数、演算式などもこの不揮発性メモリE2PROMに格
納されている。
【0025】次に、以上のように構成された受信装置R
ECのスパン/ゼロの調整について図3に示すフロー図
を用いて説明する。スパン/ゼロの調整に先立って、ま
ずステップ1として電流信号ILを4mA(0%相当)
に設定する。
【0026】ステップ2においては、マイクロプロセッ
サμPに設定器SETからゼロ/スパンの自動補正を行
う演算開始を指令する指令信号S0を設定する。マイク
ロプロセッサμPはこの指令信号S0に基づいて制御信
号CSをスイッチSW1に出力してスイッチSW1をa接
点に切り換える。
【0027】この状態では、入力抵抗Riから0%に対
応する調整電圧V0を出力し、この電圧はアナログ/デ
ジタル変換器ADC1でデジタル信号に変換されてマイ
クロプロセッサμPの制御の下に不揮発性メモリE2
ROMに読み込まれる。
【0028】そして、この0%に対応するデータはデジ
タル/アナログ変換器DAC1を介して図2に示す電空
変換器E/Pにアナログ信号ASとして出力される。
【0029】この結果、アナログ信号ASに対応するバ
ルブ開度が駆動装置DRから帰還されアナログ/デジタ
ル変換器ADC2を介して変位データHX(X=0)と
してマイクロプロセッサμPの制御のもとに不揮発性メ
モリE2PROMの所定エリアに格納される。
【0030】ステップ3では、出荷データH0と変位デ
ータHX(X=0)とが比較され、これ等の偏差αが不
揮発性メモリE2PROMに格納されている演算手順に
基づいて算出される。
【0031】ステップ4はこの偏差αの絶対値が所定誤
差、例えば0.05%以内に入るか否かが判断される。
判断の結果、0.05%を越えているときは、次のステ
ップ5に移行する。偏差αが0.05%以内のときは、
そのままステップ6にスキップする。
【0032】このステップ5では、0%の出荷データH
0を+αして補正した補正データH0’として不揮発性メ
モリE2PROMの所定エリアに格納してステップ6に
移行する。
【0033】ステップ6は100%データのチエックを
実行する。ここではマイクロプロセッサμPは制御信号
CSによりスイッチSW1の接点をそれぞれ接点bに切
り換える。この操作により100%に対応する調整電圧
100がアナログ/デジタル変換器ADC1を介してマ
イクロプロセッサμPの制御の基に不揮発性メモリE 2
PROMに取り込まれる。そして、この100%に対応
するデータがデジタル/アナログ変換器DAC1を介し
て図2に示す電空変換器E/Pにアナログ信号ASとし
て出力される。
【0034】この結果、アナログ信号ASに対応するバ
ルブ開度が駆動装置DRから帰還されアナログ/デジタ
ル変換器ADC2を介して変位データHX(X=10
0)としてマイクロプロセッサμPの制御のもとに不揮
発性メモリE2PROMの所定エリアに格納される。
【0035】次に、ステップ7に移行し、ここで出荷デ
ータH100と変位データHX(X=100)とが比較さ
れ、これ等の偏差βが例えば不揮発性メモリE2PRO
Mに格納されている演算手順に基づいて算出される。
【0036】ステップ8はこの偏差βの絶対値が所定誤
差、例えば0.05%以内に入るか否かが判断される。
判断の結果、0.05%を越えているときは、次のステ
ップ9に移行する。偏差βが0.05%以内のときは、
チエックを終了する。
【0037】ステップ9では、スパンに関する出荷デー
タH100のスパン係数をβ分だけ補正した補正データH
100’として不揮発性メモリE2PROMの所定エリアに
格納して終了する。この後、スイッチSW1を接点a側
に切り換えて通常の測定に移る。
【0038】以上のようにして、設定器SETによりゼ
ロ/スパンの自動補正を行う演算開始を行うことにより
出力される指令信号S0に基づいてステップ1からステ
ップ9に亘る演算が自動的に実行される。
【0039】図4はレベルシフト回路を2個設け、シフ
トした電圧に変換してからスイッチSW2に出力する場
合の例を示している。レベルシフト回路LSCの他に、
同様な構成をもつレベルシフト回路LSC’を設けてい
る。このレベルシフト回路LSC’は抵抗R6、R7、R
8、及び演算増幅器A2’で構成されている。
【0040】図5は電流信号をスパン相当の20mAに
予め設定したときの実施例を示している。抵抗R9〜R
12、スイッチSW3、演算増幅器A3で増幅回路と減算回
路とを制御信号CSによりスイッチSW3を切り換えて
実現する。
【0041】たとえば、抵抗Ri=4*R2に設定してお
き、RA=10Ω、Ri=40Ωに設定すると、0%のと
きは(RA+Ri)−Ri=RAの演算を実行して0%の調
整電圧を発生させる。つまり、10Ω*20mA=0.
2ボルトを発生させる。100%のときは(RA+Ri
から100%の調整電圧を発生させる。つまり、50Ω
*20mA=1.0ボルトを発生させる。なお、抵抗を
3個付加して0、50、100%の調整電圧を発生して
直線性の補正を行っても良い。
【0042】図6は図1に示す受信装置RECを電空変
換器E/Pと組み合わせて出力される空気圧信号PSを
空気圧/電気変換器P/Eを介して電気信号に変換しこ
れを変位信号DSとして受信装置RECに帰還して全体
として電流/空気圧変換器を構成した場合の構成を示
す。
【0043】このほかに、この受信装置RECの後段に
制御対象として電動バルブなどを接続しても良い。さら
に、定電圧回路CVRは単にツエナダイオードだけで構
成しても良い。
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、電流信号として所定の値を設定す
ることにより単に設定手段によりゼロ/スパン調整開始
の指令を与えるだけで自動的にゼロ/スパン調整が実行
され、従来に比べてこれらのチェックが簡単になり、操
作性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1に示す実施例と組み合わせたポジショナの
構成を示す構成図である。
【図3】図1に示す実施例の動作を説明するフロー図で
ある。
【図4】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図5】本発明の更に他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図6】図1に示す受信装置を用いて電流/空気圧変換
器を構成した場合の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1、L2 伝送線 CVR 定電圧回路 LSC、LSC’ レベルシフト回路 μP マイクロプロセッサ E2PROM 不揮発性メモリ ADC1、ADC2 アナログ/デジタル変換器 DAC1 デジタル/アナログ変換器 SET 設定器 RA 調整抵抗 Ri 入力抵抗 CS 制御信号 SW1、SW2、SW3 スイッチ DR 駆動装置 REC 受信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 寛 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 久保田 龍作 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 西島 剛志 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 翠川 稔 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 笠原 康男 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 井上 晃 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横 河電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−203460(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 3/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2本の伝送線を介して電流信号が入力され
    る入力端子と、前記電流信号を用いて回路電源を作る定
    電圧回路と前記電流信号に対応する電圧信号を発生させ
    る入力抵抗と調整抵抗とが前記入力端子間に直列に接続
    された直列回路と、制御信号で開閉が制御されこの入力
    抵抗と調整抵抗に発生する電圧に関連する電圧を切り換
    えて調整信号として出力するスイッチ素子と、前記電圧
    信号と制御対象から帰還されるフイードバック信号とが
    入力されこれ等の信号が一致するように演算して前記制
    御対象に制御信号を出力すると共にスパン或いはゼロ点
    に対応する前記電流信号が入力された状態で前記制御信
    号を出力し前記調整信号に対応する値を制御対象に出力
    して帰還されるデータと予め記憶された出荷のときのゼ
    ロ値或いはスパン値との偏差を演算しこれらを補正演算
    する演算手段と、前記演算手段にゼロ/スパンの自動補
    正を行う演算開始を指令する設定手段とを具備すること
    を特徴とする受信装置。
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