JP5035612B2 - 2-wire transmitter - Google Patents

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Description

本発明は、2線式伝送器に関し、特に、物理量の測定精度を向上する2線式伝送器に関するものである。   The present invention relates to a two-wire transmitter, and more particularly to a two-wire transmitter that improves the measurement accuracy of a physical quantity.

特開平5−166093号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-166093

特許文献1に、以下と同様の構成および動作が開示されている。   Patent Document 1 discloses the same configuration and operation as described below.

2線式伝送器は、プロセス制御を行うプラント設備の一部を構成し、物理量(プロセス量)である流量、圧力または温度などを検出および演算して、コントローラに演算値を電流信号として伝送する。この2線式伝送器について、図4を用いて説明する。 The two-wire transmitter constitutes a part of plant equipment that performs process control, detects and calculates a flow rate, pressure, temperature, or the like, which is a physical quantity (process quantity), and transmits the calculated value as a current signal to the controller. . This two-wire transmitter will be described with reference to FIG.

図4において、2線式伝送器21は、可変レギュレータ23、定電圧回路24、信号処理回路25を備えている。   In FIG. 4, the two-wire transmitter 21 includes a variable regulator 23, a constant voltage circuit 24, and a signal processing circuit 25.

2線式伝送器21は、信号処理回路25で検出される物理量に対応した伝送電流Ioをコントローラへ伝送し、2線式伝送器21の内部で消費した電流を伝送電流Ioから差し引いた余剰電流I22を負荷22に流す。   The 2-wire transmitter 21 transmits a transmission current Io corresponding to the physical quantity detected by the signal processing circuit 25 to the controller, and surplus current obtained by subtracting the current consumed in the 2-wire transmitter 21 from the transmission current Io. I22 is passed through the load 22.

直流電源20の正極(+)は、伝送線L1を介して2線式伝送器21の端子T1に接続され、負極(−)は、負荷抵抗11および伝送線L2を介して端子T2に接続される。 The positive electrode (+) of the DC power supply 20 is connected to the terminal T1 of the two-wire transmitter 21 via the transmission line L1, and the negative electrode (−) is connected to the terminal T2 via the load resistor 11 and the transmission line L2. The

伝送電流Ioは、直流電源20の正極(+)から端子T1を介して2線式伝送器21の内部へ流れ、端子T2および負荷抵抗11を介して直流電源20の負極(−)へ流れる。   The transmission current Io flows from the positive electrode (+) of the DC power source 20 to the inside of the two-wire transmitter 21 via the terminal T1, and flows to the negative electrode (−) of the DC power source 20 via the terminal T2 and the load resistor 11.

このとき、伝送電流Ioは、信号処理回路25で検出される物理量に対応した信号電圧Vs1および伝送電流Ioに比例する帰還電圧Vf1を入力した演算増幅器Q5並びにトランジスタQ3およびQ4により制御されて、信号電圧Vs1に対応した電流(例えば4mAから20mAの範囲)となる。   At this time, the transmission current Io is controlled by the operational amplifier Q5 and the transistors Q3 and Q4 to which the signal voltage Vs1 corresponding to the physical quantity detected by the signal processing circuit 25 and the feedback voltage Vf1 proportional to the transmission current Io are input. The current corresponds to the voltage Vs1 (for example, a range of 4 mA to 20 mA).

伝送電流Ioは、内部回路の消費電流I2と負荷22に流れる電流I22に分かれ、この電流I22は、伝送電流Ioから内部回路の消費電流I2を差し引いた電流(以下「余剰電流I22」という)である。余剰電流I22は、演算増幅器Q5の出力VC1に基づき負荷22のインピーダンスを変化させることにより制御される。   The transmission current Io is divided into a consumption current I2 of the internal circuit and a current I22 flowing through the load 22, and this current I22 is a current obtained by subtracting the consumption current I2 of the internal circuit from the transmission current Io (hereinafter referred to as “excess current I22”). is there. The surplus current I22 is controlled by changing the impedance of the load 22 based on the output VC1 of the operational amplifier Q5.

また、可変レギュレータ23には、トランジスタQ3のコレクタ電圧V2および帰還電圧Vf1が加えられて、帰還電圧Vf1に対応する電圧V3および電流I3を出力する。 Further, the collector voltage V2 of the transistor Q3 and the feedback voltage Vf1 are added to the variable regulator 23, and the voltage V3 and the current I3 corresponding to the feedback voltage Vf1 are output.

出力電圧V3は、定電圧回路24に入力されて、定電圧回路24は、定電圧Vd1および電流Id1を出力する。定電圧Vd1および電流Id1は、センサ(図示しない)を含む信号処理回路25へ電力を供給する。 The output voltage V3 is input to the constant voltage circuit 24, and the constant voltage circuit 24 outputs the constant voltage Vd1 and the current Id1. The constant voltage Vd1 and the current Id1 supply power to the signal processing circuit 25 including a sensor (not shown).

可変レギュレータ23において、帰還電圧Vf1(伝送電流Ioに比例)と出力電圧V3とは、逆関数の関係となる。さらに、出力電圧V3と出力電流I3は、逆関数の関係となる。このため、伝送電流Ioが増加すると、出力電圧V3が減少して、出力電流I3は増加する。 In the variable regulator 23, the feedback voltage Vf1 (proportional to the transmission current Io) and the output voltage V3 have an inverse function relationship. Furthermore, the output voltage V3 and the output current I3 have an inverse function relationship. For this reason, when the transmission current Io increases, the output voltage V3 decreases and the output current I3 increases.

例えば、伝送電流Ioが4mAのとき、可変レギュレータ23の出力電圧V3は11V、出力電流I3は3.2mAとなる。このとき、負荷22に流れる余剰電流I22は、約0.8mAとなる。 For example, when the transmission current Io is 4 mA, the output voltage V3 of the variable regulator 23 is 11 V and the output current I3 is 3.2 mA. At this time, the surplus current I22 flowing through the load 22 is about 0.8 mA.

また、伝送電流Ioが20mAのとき、可変レギュレータ23の出力電圧V3は7V、出力電流I3は5.1mAとなる。このとき、負荷22に流れる余剰電流I22は、約14.9mAとなる。 When the transmission current Io is 20 mA, the output voltage V3 of the variable regulator 23 is 7 V and the output current I3 is 5.1 mA. At this time, the surplus current I22 flowing through the load 22 is about 14.9 mA.

信号処理回路25に含まれるセンサに供給する電力を多くすれば、物理量検出信号の電圧は大きくなるとともに、物理量検出信号のS/N比(検出信号電圧対ノイズ電圧比)が大きくなり、物理量の測定精度が向上する。   If the power supplied to the sensor included in the signal processing circuit 25 is increased, the voltage of the physical quantity detection signal increases, and the S / N ratio (detection signal voltage to noise voltage ratio) of the physical quantity detection signal increases. Measurement accuracy is improved.

このため、2線式伝送器21は、なるべく余剰電流I22を減少させ、この減少分を定電圧回路24の出力電流Id1として信号処理回路25に含まれるセンサへ流して、センサへの供給電流を増加させることが望ましい。   For this reason, the two-wire transmitter 21 reduces the surplus current I22 as much as possible, and sends this decrease to the sensor included in the signal processing circuit 25 as the output current Id1 of the constant voltage circuit 24, thereby supplying the current supplied to the sensor. It is desirable to increase.

しかし、2線式伝送器21は、余剰電流I22を検出、監視していない。このため、可変レギュレータ23および定電圧回路24が、信号処理回路25に含まれるセンサへの供給電流を増加した場合、余剰電流I22が0mAになり、トランジスタQ3のコレクタ電圧V2が低下して、可変レギュレータ23、定電圧回路24および信号処理回路25などの内部回路が動作しなくなることがある。   However, the two-wire transmitter 21 does not detect and monitor the surplus current I22. Therefore, when the variable regulator 23 and the constant voltage circuit 24 increase the supply current to the sensor included in the signal processing circuit 25, the surplus current I22 becomes 0 mA, the collector voltage V2 of the transistor Q3 decreases, and the variable current becomes variable. Internal circuits such as the regulator 23, the constant voltage circuit 24, and the signal processing circuit 25 may not operate.

本発明の目的は、2線式伝送器に関し、2線式伝送器の動作に支障を生じない範囲で、センサを含む物理量検出部へ供給する電力を増加することにより、物理量検出信号のS/N比を大きくして物理量の測定精度を向上する2線式伝送器を提供することである。   An object of the present invention relates to a two-wire transmitter, and by increasing the power supplied to a physical quantity detector including a sensor within a range that does not hinder the operation of the two-wire transmitter, It is to provide a two-wire transmitter that increases the N ratio to improve the physical quantity measurement accuracy.

このような目的を達成するために、請求項1の発明は、
物理量検出部により物理量を検出し、この物理量に対応した伝送電流が供給される2線式伝送器において、
可変電圧を出力し、前記伝送電流の一部である余剰電流を検出して検出信号を出力する可変電圧出力部と、
前記検出信号に基づいて前記可変電圧を変更する可変電圧設定信号を前記可変電圧出力部へ出力する可変電圧設定部と、
前記可変電圧が入力されて、この入力電圧に基づいて前記物理量検出部へ電力を供給する定電圧出力部と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention of claim 1
In a two-wire transmitter in which a physical quantity is detected by a physical quantity detector and a transmission current corresponding to the physical quantity is supplied,
A variable voltage output unit that outputs a variable voltage, detects a surplus current that is part of the transmission current, and outputs a detection signal;
A variable voltage setting unit that outputs a variable voltage setting signal for changing the variable voltage based on the detection signal to the variable voltage output unit;
A constant voltage output unit that receives the variable voltage and supplies power to the physical quantity detection unit based on the input voltage;
It is provided with.

請求項2の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に基づいて前記可変電圧を階段状に変更する、
ことを特徴とする。
The invention of claim 2 is the invention of claim 1,
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage stepwise based on the detection signal;
It is characterized by that.

請求項3の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に比例して前記可変電圧を変更する、
ことを特徴とする。
The invention of claim 3 is the invention of claim 1,
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage in proportion to the detection signal;
It is characterized by that.

請求項4の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に基づいて前記可変電圧を曲線状に変更する、
ことを特徴とする。
The invention of claim 4 is the invention of claim 1,
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage into a curve based on the detection signal;
It is characterized by that.

請求項5の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の発明において、
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に対応したデューティ比を有するパルス幅変調信号を平滑した信号により前記可変電圧を変更する、
ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4,
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage by a signal obtained by smoothing a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the detection signal;
It is characterized by that.

請求項6の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の発明において、
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に対応したデジタル信号をDA変換した信号により前記可変電圧を変更する、
ことを特徴とする。
The invention of claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 4,
The variable voltage setting signal is:
The variable voltage is changed by a signal obtained by DA-converting a digital signal corresponding to the detection signal.
It is characterized by that.

請求項7の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の発明において、
前記検出信号は、
前記余剰電流に対応した電圧をAD変換する、
ことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6,
The detection signal is
AD conversion of the voltage corresponding to the surplus current,
It is characterized by that.

請求項8の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の発明において、
前記検出信号は、
前記余剰電流に対応した電圧をVF変換する、
ことを特徴とする。
The invention of claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 6,
The detection signal is
VF conversion of the voltage corresponding to the surplus current,
It is characterized by that.

請求項9の発明は、請求項1から8のいずれか一項に記載の発明において、
前記可変電圧出力部は、
前記可変電圧を分圧した電圧と前記可変電圧設定信号の電圧とを等しい電圧値とするようにトランジスタを介して前記余剰電流を制御する演算増幅器を用いて前記可変電圧を出力する、
ことを特徴とする。
The invention of claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8,
The variable voltage output unit includes:
The variable voltage is output using an operational amplifier that controls the surplus current through a transistor so that the voltage obtained by dividing the variable voltage and the voltage of the variable voltage setting signal are equal to each other.
It is characterized by that.

本発明によれば、2線式伝送器に関し、2線式伝送器の動作に支障を生じない範囲で、余剰電流の検出信号に基づいてセンサを含む物理量検出部へ供給する電力を増加することにより、物理量検出信号のS/N比を大きくして物理量の測定精度を向上する2線式伝送器を実現できる。 According to the present invention, the power supplied to the physical quantity detection unit including the sensor is increased based on the detection signal of the surplus current within a range that does not interfere with the operation of the two-wire transmitter. Thus, it is possible to realize a two-wire transmitter that increases the S / N ratio of the physical quantity detection signal and improves the physical quantity measurement accuracy.

[第1の実施例]
図1は、本発明を適用した2線式伝送器のブロック図であり、これを用いて第1の実施例を説明する。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of a two-wire transmitter to which the present invention is applied, and a first embodiment will be described using this.

本発明の2線式伝送器100は、物理量(プロセス量)である流量、圧力または温度などを検出および演算して、コントローラ(図示しない)などに演算値を電流信号として伝送する。 The two-wire transmitter 100 of the present invention detects and calculates a flow rate, pressure, temperature, etc., which are physical quantities (process quantities), and transmits the calculated value as a current signal to a controller (not shown).

本実施例は、余剰電流Irを検出して、この検出信号に基づいてセンサを含む物理量検出部へ供給する電力を変更するものである。 In this embodiment, the surplus current Ir is detected, and the power supplied to the physical quantity detection unit including the sensor is changed based on the detection signal.

2線式伝送器100は、物理量検出部30、演算部40、可変電圧出力部50、可変電圧設定部60、定電圧出力部70、電流伝送部80および伝送電流制御部90を備えている。   The two-wire transmitter 100 includes a physical quantity detection unit 30, a calculation unit 40, a variable voltage output unit 50, a variable voltage setting unit 60, a constant voltage output unit 70, a current transmission unit 80, and a transmission current control unit 90.

2線式伝送器100の外部に設けられた直流電源110の正極端子(+)は、伝送線L100を介して2線式伝送器100の端子T100に接続され、負極端子(−)は、負荷抵抗Rs110および伝送線L101を介して端子T101に接続される。端子T100およびT101は、電流伝送部80に接続される。   The positive terminal (+) of the DC power supply 110 provided outside the two-wire transmitter 100 is connected to the terminal T100 of the two-wire transmitter 100 via the transmission line L100, and the negative terminal (−) is a load. The resistor Rs110 and the transmission line L101 are connected to the terminal T101. Terminals T100 and T101 are connected to the current transmission unit 80.

つぎに、電流伝送部80の構成について説明する。   Next, the configuration of the current transmission unit 80 will be described.

端子T100は、トランジスタQ80のエミッタ端子に接続され、トランジスタQ80のベース端子は、トランジスタQ82のコレクタ端子に接続される。   Terminal T100 is connected to the emitter terminal of transistor Q80, and the base terminal of transistor Q80 is connected to the collector terminal of transistor Q82.

トランジスタQ82のエミッタ端子は、抵抗R83およびダイオードD80を介して伝送電流検出抵抗Rs80の一端に接続され、伝送電流検出抵抗Rs80の他端は、端子T101に接続される。 The emitter terminal of the transistor Q82 is connected to one end of the transmission current detection resistor Rs80 via the resistor R83 and the diode D80, and the other end of the transmission current detection resistor Rs80 is connected to the terminal T101.

なお、ダイオードD80のカソード端子と伝送電流検出抵抗Rs80の一端との接続点の電圧は、共通電圧Vcomとする。 The voltage at the connection point between the cathode terminal of the diode D80 and one end of the transmission current detection resistor Rs80 is the common voltage Vcom.

トランジスタQ80のコレクタ端子は、ダイオードD81のアノード端子に接続され、ダイオードD81のカソード端子は、可変電圧出力部50のトランジスタ(例えば、電界効果トランジスタ)Q50のドレイン端子に接続される。なお、D81のカソード端子と共通電圧Vcomとの間には、定電圧ダイオードおよびキャパシターが並列に接続される。 The collector terminal of the transistor Q80 is connected to the anode terminal of the diode D81, and the cathode terminal of the diode D81 is connected to the drain terminal of the transistor (for example, field effect transistor) Q50 of the variable voltage output unit 50. A constant voltage diode and a capacitor are connected in parallel between the cathode terminal of D81 and the common voltage Vcom.

つぎに、伝送電流制御部90の構成について説明する。 Next, the configuration of the transmission current control unit 90 will be described.

演算部40の出力は、抵抗R90を介して演算増幅器A90の非反転入力端子(+)に接続され、演算増幅器A90の非反転入力端子(+)と共通電圧Vcomとの間に、キャパシターC90が接続される。なお、演算部40については後述する。 The output of the arithmetic unit 40 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A90 via the resistor R90, and the capacitor C90 is connected between the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A90 and the common voltage Vcom. Connected. The calculation unit 40 will be described later.

演算増幅器A90の出力端子は、抵抗R91を介して演算増幅器A91の反転入力端子(−)に接続されるとともに、演算増幅器A91の反転入力端子(−)は、抵抗R92を介して伝送電流検出抵抗Rs80と端子T101との接続点に接続される。 The output terminal of the operational amplifier A90 is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier A91 via the resistor R91, and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier A91 is connected to the transmission current detection resistor via the resistor R92. It is connected to the connection point between Rs80 and terminal T101.

演算増幅器A91の出力端子は、抵抗R80および抵抗R81を介してトランジスタQ82のベース端子に接続される。 The output terminal of the operational amplifier A91 is connected to the base terminal of the transistor Q82 via a resistor R80 and a resistor R81.

つぎに、演算部40および物理量検出部30の構成について説明する。 Next, the configuration of the calculation unit 40 and the physical quantity detection unit 30 will be described.

物理量検出部30は、センサ(図示しない)を含み、センサにより流量、圧力または温度などの物理量を検出して出力する。   The physical quantity detection unit 30 includes a sensor (not shown), and detects and outputs a physical quantity such as a flow rate, pressure, or temperature by the sensor.

演算部40は、物理量検出部30から出力される物理量検出信号を受け取り、物理量を演算する。 The calculation unit 40 receives the physical quantity detection signal output from the physical quantity detection unit 30 and calculates the physical quantity.

つぎに、可変電圧出力部50の構成について説明する。可変電圧出力部50は、余剰電流検出部51を備えている。 Next, the configuration of the variable voltage output unit 50 will be described. The variable voltage output unit 50 includes a surplus current detection unit 51.

トランジスタQ50のドレイン端子は、抵抗R50の一端および定電圧出力部70の入力に接続される。トランジスタQ50のドレイン端子の電圧は、可変電圧出力部50の可変電圧V50である。 The drain terminal of the transistor Q50 is connected to one end of the resistor R50 and the input of the constant voltage output unit 70. The voltage of the drain terminal of the transistor Q50 is the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50.

抵抗R50の他端は、抵抗R51の一端に接続され、抵抗R51の他端は、共通電圧Vcomに接続される。 The other end of the resistor R50 is connected to one end of the resistor R51, and the other end of the resistor R51 is connected to the common voltage Vcom.

抵抗R50と抵抗R51との接続点は、演算増幅器A50の反転入力端子(−)に接続され、演算増幅器A50の出力端子は、トランジスタQ50のゲート端子に接続される。トランジスタQ50のソース端子は、余剰電流検出部51を介して共通電圧Vcomに接続される。 The connection point between the resistor R50 and the resistor R51 is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier A50, and the output terminal of the operational amplifier A50 is connected to the gate terminal of the transistor Q50. The source terminal of the transistor Q50 is connected to the common voltage Vcom via the surplus current detector 51.

余剰電流検出部51は、余剰電流検出抵抗Rs50およびAD変換部52を備えている。余剰電流検出抵抗Rs50の一端は、トランジスタQ50のソース端子に接続され、他端は共通電圧Vcomに接続される。 The surplus current detection unit 51 includes a surplus current detection resistor Rs50 and an AD conversion unit 52. One end of the surplus current detection resistor Rs50 is connected to the source terminal of the transistor Q50, and the other end is connected to the common voltage Vcom.

余剰電流検出抵抗Rs50とトランジスタQ50のソース端子との接続点は、AD変換部52の入力に接続される。AD変換部52の出力は、可変電圧設定部60の可変電圧設定制御部61の入力に接続される。 A connection point between the surplus current detection resistor Rs50 and the source terminal of the transistor Q50 is connected to an input of the AD conversion unit 52. The output of the AD conversion unit 52 is connected to the input of the variable voltage setting control unit 61 of the variable voltage setting unit 60.

つぎに、可変電圧設定部60の構成について説明する。可変電圧設定部60は、可変電圧設定制御部61を備えている。 Next, the configuration of the variable voltage setting unit 60 will be described. The variable voltage setting unit 60 includes a variable voltage setting control unit 61.

可変電圧設定制御部61の出力は、抵抗R62の一端に接続される。抵抗R62の他端は、演算増幅器A50の非反転入力端子(+)に接続されるとともに、抵抗R62の他端と共通電圧Vcomとの間にキャパシターC62が接続される。 The output of the variable voltage setting control unit 61 is connected to one end of the resistor R62. The other end of the resistor R62 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A50, and a capacitor C62 is connected between the other end of the resistor R62 and the common voltage Vcom.

可変電圧設定制御部61の電源端子は、定電圧出力部70の出力電圧V70に接続され、この基準電圧端子は、共通電圧Vcomに接続される。 The power supply terminal of the variable voltage setting control unit 61 is connected to the output voltage V70 of the constant voltage output unit 70, and the reference voltage terminal is connected to the common voltage Vcom.

つぎに、定電圧出力部70について説明する。定電圧出力部70の出力電圧V70は、物理量検出部30、演算部40および可変電圧設定制御部61の電源端子に接続され、これらの基準電圧端子は、共通電圧Vcomに接続される。 Next, the constant voltage output unit 70 will be described. The output voltage V70 of the constant voltage output unit 70 is connected to the power supply terminals of the physical quantity detection unit 30, the calculation unit 40, and the variable voltage setting control unit 61, and these reference voltage terminals are connected to the common voltage Vcom.

つぎに、2線式伝送器100の動作について説明する。 Next, the operation of the two-wire transmitter 100 will be described.

まず、物理量検出部30および演算部40の動作について説明する。 First, operations of the physical quantity detection unit 30 and the calculation unit 40 will be described.

物理量検出部30および演算部40は、流量、圧力または温度などの物理量を検出して演算する。 The physical quantity detection unit 30 and the calculation unit 40 detect and calculate a physical quantity such as a flow rate, pressure, or temperature.

例えば電磁流量計の場合、物理量検出部30は、測定流体に磁界を与え、電磁誘導により測定流体中に発生する起電力を検出する。この起電力は、測定流体の流速に対応しているため、演算部40は、物理量検出部30から出力された物理量検出信号を受け取り、流速および流量を演算する。 For example, in the case of an electromagnetic flow meter, the physical quantity detection unit 30 applies a magnetic field to the measurement fluid and detects an electromotive force generated in the measurement fluid by electromagnetic induction. Since this electromotive force corresponds to the flow velocity of the measurement fluid, the calculation unit 40 receives the physical quantity detection signal output from the physical quantity detection unit 30 and calculates the flow rate and the flow rate.

また、流量測定は、渦式流量測定であってもよい。物理量検出部30は、圧力伝送器の場合には圧力を検出し、温度伝送器の場合には温度を検出する。 The flow rate measurement may be a vortex flow rate measurement. The physical quantity detection unit 30 detects pressure in the case of a pressure transmitter, and detects temperature in the case of a temperature transmitter.

つぎに、電流伝送部80および伝送電流制御部90の動作について説明する。 Next, operations of the current transmission unit 80 and the transmission current control unit 90 will be described.

演算部40は、演算値に対応した信号を出力する。例えば、演算部40の出力は、演算流量値に対応したデューティ比を有するパルス幅変調信号である。 The computing unit 40 outputs a signal corresponding to the computed value. For example, the output of the computing unit 40 is a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the computed flow rate value.

演算部40の出力は、抵抗R90とキャパシターC90から構成されるローパスフィルタにより高周波数信号成分を減衰され、平滑される。平滑された信号は、電圧フォロワを構成する演算増幅器A90を介して出力される。 The output of the arithmetic unit 40 is attenuated and smoothed by a high-frequency signal component by a low-pass filter including a resistor R90 and a capacitor C90. The smoothed signal is output via an operational amplifier A90 that constitutes a voltage follower.

演算増幅器A91の反転入力端子(−)には、演算増幅器A90の出力が抵抗R91を介して入力され、伝送電流検出抵抗Rs80と端子T101との接続点の電圧Vs80が抵抗R92を介して入力される。 The output of the operational amplifier A90 is input to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier A91 via the resistor R91, and the voltage Vs80 at the connection point between the transmission current detection resistor Rs80 and the terminal T101 is input via the resistor R92. The

演算増幅器A91の反転入力端子(−)の電圧が、ほぼ非反転入力端子(+)の電圧(共通電圧Vcom)に等しくなるように、演算増幅器A91の出力は、抵抗R80および抵抗R81を介してトランジスタQ82にベース電流を流す。 The output of the operational amplifier A91 is passed through the resistor R80 and the resistor R81 so that the voltage at the inverting input terminal (−) of the operational amplifier A91 is substantially equal to the voltage at the non-inverting input terminal (+) (common voltage Vcom). A base current is passed through transistor Q82.

トランジスタQ82のベース電流により、トランジスタQ82のコレクタ電流(トランジスタQ80のベース電流)、トランジスタQ80のエミッタ電流およびコレクタ電流が流れる。 Due to the base current of transistor Q82, a collector current of transistor Q82 (base current of transistor Q80), an emitter current and a collector current of transistor Q80 flow.

これにより、伝送電流Isが、直流電源110の正極端子(+)から端子T100を介して2線式伝送器100の内部に流入し、伝送電流検出抵抗Rs80、端子T101および負荷抵抗Rs110を介して直流電源110の負極端子(−)に流出する。 As a result, the transmission current Is flows from the positive terminal (+) of the DC power supply 110 into the two-wire transmitter 100 via the terminal T100, and passes through the transmission current detection resistor Rs80, the terminal T101, and the load resistor Rs110. It flows out to the negative terminal (−) of the DC power supply 110.

2線式伝送器100の内部は、直流電源110から、端子T100、T101間の電圧および伝送電流Isの供給を受けて動作する。 The inside of the two-wire transmitter 100 operates by receiving a voltage between the terminals T100 and T101 and a transmission current Is from a DC power supply 110.

例えば、演算流量値が1時間あたり0立方メートルの場合、演算部40の出力信号のデューティ比は20%、伝送電流Isは4mAとなる。また、1時間あたり6立方メートルの場合、デューティ比は80%、伝送電流Isは20mAとなる。このように、2線式伝送器100は、直流電源110から演算値に対応した伝送電流Isの供給を受ける。 For example, when the calculated flow rate value is 0 cubic meters per hour, the duty ratio of the output signal of the calculation unit 40 is 20% and the transmission current Is is 4 mA. In the case of 6 cubic meters per hour, the duty ratio is 80% and the transmission current Is is 20 mA. Thus, the two-wire transmitter 100 is supplied with the transmission current Is corresponding to the calculated value from the DC power supply 110.

つぎに、可変電圧出力部50および定電圧出力部70の動作について説明する。 Next, operations of the variable voltage output unit 50 and the constant voltage output unit 70 will be described.

伝送電流Isは、トランジスタQ80のエミッタ、コレクタ端子およびダイオードD81を介して可変電圧出力部50に流れる。 The transmission current Is flows to the variable voltage output unit 50 via the emitter and collector terminals of the transistor Q80 and the diode D81.

可変電圧出力部50から出力される電流I50は、定電圧出力部70の入力へ流れ、定電圧出力部70、可変電圧設定部60、演算部40および物理量検出部30で消費される。 The current I50 output from the variable voltage output unit 50 flows to the input of the constant voltage output unit 70 and is consumed by the constant voltage output unit 70, the variable voltage setting unit 60, the calculation unit 40, and the physical quantity detection unit 30.

余剰電流Irは、トランジスタQ50のドレイン、ソース端子および余剰電流検出部51を介して共通電圧Vcomへ流れる。余剰電流Irは、伝送電流Isの一部であり、内部回路の消費電流I50を伝送電流Isから差し引いたものである。言い換えれば、余剰電流Irは、2線式伝送器100の内部回路の消費電流の余裕分(マージン)である。 The surplus current Ir flows to the common voltage Vcom via the drain and source terminals of the transistor Q50 and the surplus current detection unit 51. The surplus current Ir is a part of the transmission current Is, and is obtained by subtracting the consumption current I50 of the internal circuit from the transmission current Is. In other words, the surplus current Ir is a margin of current consumption of the internal circuit of the two-wire transmitter 100.

可変電圧出力部50の演算増幅器A50の反転入力端子(−)に入力される電圧Vdivと、非反転入力端子(+)に入力される可変電圧設定信号V60の電圧とを等しくするように、演算増幅器A50の出力は、トランジスタQ50を介して余剰電流Irを制御する。 The operation is performed so that the voltage Vdiv input to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier A50 of the variable voltage output unit 50 is equal to the voltage of the variable voltage setting signal V60 input to the non-inverting input terminal (+). The output of the amplifier A50 controls the surplus current Ir through the transistor Q50.

この制御により、可変電圧出力部50から出力される可変電圧V50は、下記式(1)で表すことができる。 With this control, the variable voltage V50 output from the variable voltage output unit 50 can be expressed by the following equation (1).

Figure 0005035612
Figure 0005035612

なお、電圧Vdivは、抵抗R50および抵抗R51により、可変電圧出力部50の可変電圧V50を分圧した電圧である。 The voltage Vdiv is a voltage obtained by dividing the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 by the resistor R50 and the resistor R51.

定電圧出力部70へ入力される可変電圧V50、入力電流I50、出力電圧V70および出力電流I70の関係は、入出力電力の変換効率Tを用いて、下記式(2)で表すことができる。変換効率Tは、0から1の間の値である。なお、定電圧出力部70の出力電圧V70は一定電圧値である。 The relationship among the variable voltage V50, the input current I50, the output voltage V70, and the output current I70 input to the constant voltage output unit 70 can be expressed by the following formula (2) using the conversion efficiency T of input / output power. The conversion efficiency T is a value between 0 and 1. The output voltage V70 of the constant voltage output unit 70 is a constant voltage value.

Figure 0005035612
Figure 0005035612

定電圧出力部70は、可変電圧設定部60、演算部40および物理量検出部30へ、可変電圧出力部50の可変電圧V50に関連した電力(V70とI70との積)を供給する。 The constant voltage output unit 70 supplies electric power (product of V70 and I70) related to the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 to the variable voltage setting unit 60, the calculation unit 40, and the physical quantity detection unit 30.

可変電圧出力部50の可変電圧V50は、可変電圧設定部60の可変電圧設定信号V60に関連し、可変電圧設定信号V60は、余剰電流検出部51の出力電圧V51および余剰電流Irに関連する。可変電圧設定部60は、余剰電流検出部51の出力電圧V51に対し任意の特性を有する可変電圧設定信号V60を出力する。 The variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 is related to the variable voltage setting signal V60 of the variable voltage setting unit 60, and the variable voltage setting signal V60 is related to the output voltage V51 of the surplus current detection unit 51 and the surplus current Ir. The variable voltage setting unit 60 outputs a variable voltage setting signal V60 having an arbitrary characteristic with respect to the output voltage V51 of the surplus current detection unit 51.

可変電圧出力部50の可変電圧V50と余剰電流Irとの関係について、図2を用いて説明する。 The relationship between the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 and the surplus current Ir will be described with reference to FIG.

図2(a)において、余剰電流Irは、可変電圧出力部50の可変電圧V50と比例関係にある。図2(b)において、余剰電流Irの変化に対して、可変電圧出力部50の可変電圧V50は階段状に変化する。図2(c)において、余剰電流Irの変化に対して、可変電圧出力部50の可変電圧V50は曲線状に変化する。 In FIG. 2A, the surplus current Ir is proportional to the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50. In FIG. 2B, the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 changes stepwise with respect to the change of the surplus current Ir. In FIG. 2C, the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 changes in a curve with respect to the change of the surplus current Ir.

まず、図2(a)の動作について説明する。伝送電流Isが4mAの場合、余剰電流Irは値IrA、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Aとなる(A点)。 First, the operation of FIG. 2A will be described. When the transmission current Is is 4 mA, the surplus current Ir has a value IrA, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 has a value V50A (point A).

流量などの物理量が大きくなり、伝送電流Isが20mAになった場合、余剰電流Irが増加して、余剰電流Irは値IrB、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Bとなる(B点)。 When the physical quantity such as the flow rate becomes large and the transmission current Is becomes 20 mA, the surplus current Ir increases, the surplus current Ir becomes the value IrB, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 becomes the value V50B (B point).

このとき、可変電圧出力部50の可変電圧V50が増加するため、式(2)より、定電圧出力部70の出力電流I70も増加する。定電圧出力部70の出力電流I70が増加するとともに、余剰電流Irは減少することにより、余剰電流Irは値IrC、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Cとなる(C点)。 At this time, since the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 increases, the output current I70 of the constant voltage output unit 70 also increases from Equation (2). As the output current I70 of the constant voltage output unit 70 increases and the surplus current Ir decreases, the surplus current Ir becomes the value IrC, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 becomes the value V50C (point C).

図2(c)の動作はつぎのようになる。伝送電流Isが4mAの場合、余剰電流Irは値IrG、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Gとなる(G点)。 The operation of FIG. 2C is as follows. When the transmission current Is is 4 mA, the surplus current Ir has a value IrG, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 has a value V50G (point G).

流量などの物理量が大きくなり、伝送電流Isが20mAになった場合、余剰電流Irが増加して、余剰電流Irは値IrH、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Hとなる(H点)。 When the physical quantity such as the flow rate increases and the transmission current Is becomes 20 mA, the surplus current Ir increases, the surplus current Ir becomes the value IrH, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 becomes the value V50H (H point).

このとき、可変電圧出力部50の可変電圧V50が増加するため、式(2)より、定電圧出力部70の出力電流I70も増加するとともに、余剰電流Irは減少することにより、余剰電流Irは値IrI、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Iとなる(I点)。 At this time, since the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 increases, the output current I70 of the constant voltage output unit 70 also increases and the surplus current Ir decreases from the equation (2). The value IrI and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 become the value V50I (point I).

つぎに、図2(b)の動作について説明する。伝送電流Isが4mAの場合、余剰電流Irは値IrD、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Dとなる(D点)。 Next, the operation of FIG. 2B will be described. When the transmission current Is is 4 mA, the surplus current Ir has a value IrD, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 has a value V50D (point D).

流量などの物理量が大きくなり、伝送電流Isが20mAになった場合、余剰電流Irが増加して、余剰電流Irは値IrE、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Eとなる(E点)。 When the physical quantity such as the flow rate becomes large and the transmission current Is becomes 20 mA, the surplus current Ir increases, the surplus current Ir becomes the value IrE, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 becomes the value V50E (E point).

このとき、可変電圧出力部50の可変電圧V50が増加するため、式(2)より、定電圧出力部70の出力電流I70も増加する。そして、定電圧出力部70の出力電流I70が増加するとともに、余剰電流Irは減少することにより、余剰電流Irは値IrF、および可変電圧出力部50の可変電圧V50は値V50Eとなる(F点)。 At this time, since the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 increases, the output current I70 of the constant voltage output unit 70 also increases from Equation (2). As the output current I70 of the constant voltage output unit 70 increases and the surplus current Ir decreases, the surplus current Ir becomes the value IrF, and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 becomes the value V50E (point F). ).

E点からF点に変化する間、可変電圧出力部50の可変電圧V50は、値V50Eと一定であるため、図2(a)と比較して、可変電圧出力部50の可変電圧V50の変動を抑えることができる。 During the change from the point E to the point F, the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 is constant to the value V50E. Therefore, the variation of the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 is compared with FIG. Can be suppressed.

さらに、可変電圧出力部50の余剰電流検出部51および可変電圧設定部60の動作を用いて、図2の動作を詳しく説明する。 2 will be described in detail using the operations of the surplus current detection unit 51 and the variable voltage setting unit 60 of the variable voltage output unit 50.

余剰電流検出抵抗Rs50は、この抵抗に流れる余剰電流Irを検出し、この検出信号の電圧は余剰電流Irに比例する。AD変換部52は、この検出信号の電圧を受け取り、この電圧に対応したデジタル信号に変換し、可変電圧設定制御部61へデジタル信号を出力する。 The surplus current detection resistor Rs50 detects the surplus current Ir flowing through the resistor, and the voltage of the detection signal is proportional to the surplus current Ir. The AD converter 52 receives the voltage of the detection signal, converts it to a digital signal corresponding to this voltage, and outputs the digital signal to the variable voltage setting controller 61.

可変電圧設定制御部61は、AD変換部52のデジタル信号出力に対応したデューティ比を有するパルス幅変調信号V61を出力する。 The variable voltage setting control unit 61 outputs a pulse width modulation signal V61 having a duty ratio corresponding to the digital signal output of the AD conversion unit 52.

パルス幅変調信号V61は、抵抗R62とキャパシターC62から構成されるローパスフィルタにより高周波数信号成分を減衰され、平滑される。平滑された信号は、ほぼ直流化されていて、可変電圧設定部60の可変電圧設定信号V60として、演算増幅器A50の非反転入力端子(+)へ出力される。 The pulse width modulation signal V61 is attenuated and smoothed by a high-frequency signal component by a low-pass filter including a resistor R62 and a capacitor C62. The smoothed signal is substantially DC and is output to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A50 as the variable voltage setting signal V60 of the variable voltage setting unit 60.

例えば、図2(a)において、余剰電流Irが値IrA(A点)から値IrB(B点)に増加した場合、AD変換部52の出力V51のデジタル値が増加する。可変電圧設定制御部61は、このデジタル値の増加に比例して、パルス幅変調信号V61のデューティ比を増加させる。 For example, in FIG. 2A, when the surplus current Ir increases from the value IrA (point A) to the value IrB (point B), the digital value of the output V51 of the AD converter 52 increases. The variable voltage setting control unit 61 increases the duty ratio of the pulse width modulation signal V61 in proportion to the increase in the digital value.

同様に、図2(b)または(c)において、可変電圧設定制御部61は、AD変換部52の出力V51のデジタル値の増加に対し、階段状または曲線状にパルス幅変調信号V61のデューティ比を増加させる。なお、可変電圧設定制御部61は、図2(a)、(b)または(c)のいずれか一つの動作を任意に行うことができる。 Similarly, in FIG. 2B or FIG. 2C, the variable voltage setting control unit 61 increases the duty of the pulse width modulation signal V61 in a stepped or curved manner with respect to an increase in the digital value of the output V51 of the AD converting unit 52. Increase the ratio. Note that the variable voltage setting control unit 61 can arbitrarily perform any one of the operations shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C.

パルス幅変調信号V61のデューティ比の増加とともに、可変電圧設定部60の可変電圧設定信号V60の直流電圧が増加する。そして、式(1)に表すように、可変電圧出力部50の可変電圧V50が増加して、値V50Bとなる。 As the duty ratio of the pulse width modulation signal V61 increases, the DC voltage of the variable voltage setting signal V60 of the variable voltage setting unit 60 increases. Then, as expressed in Expression (1), the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 increases to become a value V50B.

図2(a)、(b)または(c)において、伝送電流Isが4mAから20mAに変化した場合、可変電圧出力部50の可変電圧V50は、値V50Aから値V50C、値V50Dから値V50Eまたは値V50Gから値V50Iへ増加するため、式(2)より、定電圧出力部70の出力電力も増加する。これにより、定電圧出力部70から物理量検出部30へ供給される電力が増加するため、物理量検出信号の電圧が増加し、S/N比が大きくなり物理量の測定精度が向上する。 2A, 2B, or 2C, when the transmission current Is changes from 4 mA to 20 mA, the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 is changed from the value V50A to the value V50C, the value V50D to the value V50E, or Since the value V50G increases to the value V50I, the output power of the constant voltage output unit 70 also increases from Expression (2). Thereby, since the electric power supplied from the constant voltage output unit 70 to the physical quantity detection unit 30 increases, the voltage of the physical quantity detection signal increases, the S / N ratio increases, and the measurement accuracy of the physical quantity improves.

また、例えば、センサが絶縁劣化などの故障を生じて、物理量検出部30の消費電力が増加して、2線式伝送器100が、供給電流不足により動作不良を生じる恐れがある。 In addition, for example, the sensor may have a failure such as insulation deterioration, the power consumption of the physical quantity detection unit 30 may increase, and the 2-wire transmitter 100 may malfunction due to insufficient supply current.

しかし、このとき、図2(a)、(b)または(c)において、余剰電流Irは減少して可変電圧出力部50の可変電圧V50も減少するため、式(2)より、定電圧出力部70の出力電力も減少する。このため、2線式伝送器100が、供給電流不足により動作不良を生じることを防止できる。 However, at this time, in FIG. 2 (a), (b) or (c), the surplus current Ir decreases and the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 50 also decreases. The output power of the unit 70 is also reduced. For this reason, it is possible to prevent the 2-wire transmitter 100 from malfunctioning due to insufficient supply current.

本実施例によって、2線式伝送器に関し、2線式伝送器の動作に支障を生じない範囲で、余剰電流の検出出力に基づいてセンサを含む物理量検出部へ供給する電力を増加することにより、物理量検出信号のS/N比を大きくして物理量の測定精度を向上する2線式伝送器を実現できる。 According to this embodiment, by increasing the power supplied to the physical quantity detection unit including the sensor based on the detection output of the surplus current within a range that does not hinder the operation of the two-wire transmitter in the two-wire transmitter. A two-wire transmitter that increases the S / N ratio of the physical quantity detection signal and improves the physical quantity measurement accuracy can be realized.

[第2の実施例]
第2の実施例を、図3を用いて説明する。図3は、本発明を適用した2線式伝送器のブロック図の他の例であり、図1と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is another example of a block diagram of a two-wire transmitter to which the present invention is applied. The same components as those in FIG.

本実施例と第1の実施例である図1との相違点は、可変電圧出力部55の余剰電流検出部56および可変電圧設定部65である。以下において、この相違点について説明する。 The difference between the present embodiment and FIG. 1 which is the first embodiment is the surplus current detection unit 56 and the variable voltage setting unit 65 of the variable voltage output unit 55. This difference will be described below.

まず、余剰電流検出部56の構成について説明する。余剰電流検出部56は、余剰電流検出抵抗Rs50およびVF変換部(電圧信号−周波数信号変換)57を備えている。 First, the configuration of the surplus current detection unit 56 will be described. The surplus current detection unit 56 includes a surplus current detection resistor Rs 50 and a VF conversion unit (voltage signal-frequency signal conversion) 57.

余剰電流検出抵抗Rs50とトランジスタQ50のソース端子との接続点は、VF変換部57の入力に接続され、VF変換部57の出力は、可変電圧設定部65の可変電圧設定制御部66の入力に接続される。 The connection point between the surplus current detection resistor Rs50 and the source terminal of the transistor Q50 is connected to the input of the VF conversion unit 57, and the output of the VF conversion unit 57 is connected to the input of the variable voltage setting control unit 66 of the variable voltage setting unit 65. Connected.

つぎに、可変電圧設定部65の構成について説明する。可変電圧設定部65は、可変電圧設定制御部66およびDA変換部(デジタル信号−アナログ信号変換)67を備えている。 Next, the configuration of the variable voltage setting unit 65 will be described. The variable voltage setting unit 65 includes a variable voltage setting control unit 66 and a DA conversion unit (digital signal-analog signal conversion) 67.

可変電圧設定制御部66の出力は、DA変換部67の入力に接続され、DA変換部67の可変電圧設定信号V67は、演算増幅器A50の非反転入力端子(+)に接続される。 The output of the variable voltage setting controller 66 is connected to the input of the DA converter 67, and the variable voltage setting signal V67 of the DA converter 67 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A50.

可変電圧設定制御部66およびDA変換部67の電源端子は、定電圧出力部70の出力電圧V70に接続され、これらの基準電圧端子は、共通電圧Vcomに接続される。 The power supply terminals of the variable voltage setting control unit 66 and the DA conversion unit 67 are connected to the output voltage V70 of the constant voltage output unit 70, and these reference voltage terminals are connected to the common voltage Vcom.

つぎに、余剰電流検出部56および可変電圧設定部65の動作について説明する。 Next, operations of the surplus current detection unit 56 and the variable voltage setting unit 65 will be described.

VF変換部57は、余剰電流検出抵抗Rs50に発生した検出信号を受け取り、この検出信号の電圧に対応した周波数信号に変換して、可変電圧設定制御部66へ出力する。 The VF conversion unit 57 receives the detection signal generated in the surplus current detection resistor Rs50, converts it to a frequency signal corresponding to the voltage of this detection signal, and outputs it to the variable voltage setting control unit 66.

可変電圧設定制御部66は、VF変換部57の周波数信号出力に対応したデジタル値信号V66を出力する。 The variable voltage setting control unit 66 outputs a digital value signal V66 corresponding to the frequency signal output of the VF conversion unit 57.

DA変換部67は、可変電圧設定制御部66のデジタル信号出力V66を受け取り、このデジタル信号出力V66を可変電圧設定信号V67にDA変換(デジタル信号−アナログ信号変換)し、演算増幅器A50の非反転入力端子(+)へ出力する。 The DA converter 67 receives the digital signal output V66 of the variable voltage setting control unit 66, DA-converts this digital signal output V66 into a variable voltage setting signal V67 (digital signal-analog signal conversion), and non-inverts the operational amplifier A50. Output to the input terminal (+).

例えば、図2(a)において、余剰電流Irが値IrA(A点)から値IrB(B点)に増加した場合、VF変換部57の出力V57の周波数値が増加する。この周波数値の増加に対応して、可変電圧設定制御部66は、出力信号V66のデジタル値を増加する。 For example, in FIG. 2A, when the surplus current Ir increases from the value IrA (point A) to the value IrB (point B), the frequency value of the output V57 of the VF converter 57 increases. In response to the increase in the frequency value, the variable voltage setting control unit 66 increases the digital value of the output signal V66.

これとともに、DA変換部67の可変電圧設定信号V67の電圧が増加する。そして、式(1)に表すように、可変電圧出力部55の可変電圧V50が増加して、値V50Bとなる。なお、DA変換部67の可変電圧設定信号V67は、式(1)の可変電圧設定信号V60に代入することができる。 Along with this, the voltage of the variable voltage setting signal V67 of the DA converter 67 increases. Then, as expressed in Expression (1), the variable voltage V50 of the variable voltage output unit 55 is increased to a value V50B. Note that the variable voltage setting signal V67 of the DA converter 67 can be substituted into the variable voltage setting signal V60 of Expression (1).

本実施例によって、2線式伝送器に関し、第1の実施例と同様な2線式伝送器を実現できる。 According to the present embodiment, a two-wire transmitter similar to the first embodiment can be realized with respect to the two-wire transmitter.

なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含むものである。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, In the range which does not deviate from the essence, many changes and deformation | transformation are included.

本発明を適用した2線式伝送器のブロック図である。It is a block diagram of a two-wire transmitter to which the present invention is applied. 可変電圧出力部の出力電圧V50と余剰電流Irとの関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the output voltage V50 of a variable voltage output part, and the surplus current Ir. 本発明を適用した2線式伝送器のブロック図の他の例である。It is another example of a block diagram of a two-wire transmitter to which the present invention is applied. 背景技術における2線式伝送器のブロック図である。It is a block diagram of a two-wire transmitter in the background art.

符号の説明Explanation of symbols

30 物理量検出部
40 演算部
50 可変電圧出力部
51 余剰電流検出部
52 AD変換部
60 可変電圧設定部
61 可変電圧設定制御部
62 平滑部
70 定電圧出力部
80 電流伝送部
90 伝送電流制御部
100 2線式伝送器
30 physical quantity detection unit 40 calculation unit 50 variable voltage output unit 51 surplus current detection unit 52 AD conversion unit 60 variable voltage setting unit 61 variable voltage setting control unit 62 smoothing unit 70 constant voltage output unit 80 current transmission unit 90 transmission current control unit 100 2-wire transmitter

Claims (9)

物理量検出部により物理量を検出し、この物理量に対応した伝送電流が供給される2線式伝送器において、
可変電圧を出力し、前記伝送電流の一部である余剰電流を検出して検出信号を出力する可変電圧出力部と、
前記検出信号に基づいて前記可変電圧を変更する可変電圧設定信号を前記可変電圧出力部へ出力する可変電圧設定部と、
前記可変電圧が入力されて、この入力電圧に基づいて前記物理量検出部へ電力を供給する定電圧出力部と、
を備えたことを特徴とする2線式伝送器。
In a two-wire transmitter in which a physical quantity is detected by a physical quantity detector and a transmission current corresponding to the physical quantity is supplied,
A variable voltage output unit that outputs a variable voltage, detects a surplus current that is part of the transmission current, and outputs a detection signal;
A variable voltage setting unit that outputs a variable voltage setting signal for changing the variable voltage based on the detection signal to the variable voltage output unit;
A constant voltage output unit that receives the variable voltage and supplies power to the physical quantity detection unit based on the input voltage;
A two-wire transmitter comprising:
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に基づいて前記可変電圧を階段状に変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の2線式伝送器。
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage stepwise based on the detection signal;
The two-wire transmitter according to claim 1.
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に比例して前記可変電圧を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の2線式伝送器。
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage in proportion to the detection signal;
The two-wire transmitter according to claim 1.
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に基づいて前記可変電圧を曲線状に変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の2線式伝送器。
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage into a curve based on the detection signal;
The two-wire transmitter according to claim 1.
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に対応したデューティ比を有するパルス幅変調信号を平滑した信号により前記可変電圧を変更する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の2線式伝送器。
The variable voltage setting signal is:
Changing the variable voltage by a signal obtained by smoothing a pulse width modulation signal having a duty ratio corresponding to the detection signal;
The two-wire transmitter according to any one of claims 1 to 4, wherein the two-wire transmitter is provided.
前記可変電圧設定信号は、
前記検出信号に対応したデジタル信号をDA変換した信号により前記可変電圧を変更する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の2線式伝送器。
The variable voltage setting signal is:
The variable voltage is changed by a signal obtained by DA-converting a digital signal corresponding to the detection signal.
The two-wire transmitter according to any one of claims 1 to 4, wherein the two-wire transmitter is provided.
前記検出信号は、
前記余剰電流に対応した電圧をAD変換する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の2線式伝送器。
The detection signal is
AD conversion of the voltage corresponding to the surplus current,
The two-wire transmitter according to any one of claims 1 to 6, wherein the two-wire transmitter is provided.
前記検出信号は、
前記余剰電流に対応した電圧をVF変換する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の2線式伝送器。
The detection signal is
VF conversion of the voltage corresponding to the surplus current,
The two-wire transmitter according to any one of claims 1 to 6, wherein the two-wire transmitter is provided.
前記可変電圧出力部は、
前記可変電圧を分圧した電圧と前記可変電圧設定信号の電圧とを等しい電圧値とするようにトランジスタを介して前記余剰電流を制御する演算増幅器を用いて前記可変電圧を出力する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の2線式伝送器。
The variable voltage output unit includes:
The variable voltage is output using an operational amplifier that controls the surplus current through a transistor so that the voltage obtained by dividing the variable voltage and the voltage of the variable voltage setting signal are equal to each other.
The two-wire transmitter according to any one of claims 1 to 8, wherein the two-wire transmitter is provided.
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