JP6542052B2 - ポジショナ - Google Patents

ポジショナ Download PDF

Info

Publication number
JP6542052B2
JP6542052B2 JP2015141054A JP2015141054A JP6542052B2 JP 6542052 B2 JP6542052 B2 JP 6542052B2 JP 2015141054 A JP2015141054 A JP 2015141054A JP 2015141054 A JP2015141054 A JP 2015141054A JP 6542052 B2 JP6542052 B2 JP 6542052B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioner
pair
signal
angle sensor
control valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015141054A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017020632A (ja
Inventor
浩二 奥田
浩二 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2015141054A priority Critical patent/JP6542052B2/ja
Priority to US15/210,376 priority patent/US20170016556A1/en
Priority to CN201610553955.9A priority patent/CN106352136B/zh
Priority to EP16179589.3A priority patent/EP3118502B1/en
Publication of JP2017020632A publication Critical patent/JP2017020632A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6542052B2 publication Critical patent/JP6542052B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245Housings for sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Description

本発明は、調節弁の弁開度を制御するポジショナに関する。
従来から、化学プラント等においては、流量のプロセス制御に用いられる調節弁に対してポジショナを設け、このポジショナによって調節弁の弁開度を制御している。ポジショナは、上位装置から送られた調節弁の弁開度の設定値(設定開度)と調節弁の弁開度の測定値(実開度)との偏差を算出し、その偏差に基づいて生成した制御信号を調節弁の開閉を操作するための操作器に供給することにより、調節弁の弁開度を制御するものである(特許文献1、2、および3参照)。
一般に、ポジショナは、調節弁の実開度を調節弁の弁軸の変位量として検出する角度センサや磁気センサ等の変位量検出器や、上記変位量検出器からの出力信号等に基づいて信号処理を行う電子回路が形成された回路基板等を金属から成る筐体内部に収容し、調節弁のヨークにブラケット等を介して固定することによって使用される。
ポジショナにおいて、角度センサ等の変位量検出器は、調節弁と接続するために筐体内部の調節弁により近い側に配置される一方、上記回路基板は、筐体内部において調節弁から離れた位置に配置されることが多い。そのため、上記筐体内部において、上記変位量検出器と上記回路基板とは、複数のリード線を束ねたハーネスによって接続されることにより、夫々の配置の自由度を確保している。
ところで、ポジショナの筐体は、安全のため、アースラインに接続されることが一般的である。そのアースラインには、ポジショナのみならず、調節弁やその他の動力源も接続されていることが多い。そのため、ポジショナの筐体には、調節弁や動力源等が動作することで生じた電流の変化や物理的な振動に起因して発生したノイズがアースラインを経由して印加される可能性がある。
上述したように、ポジショナの筐体内部には、上記変位量検出器、上記回路基板、および上記ハーネス等が収容されている。一般に、ハーネスを構成する夫々のリード線は信号線としての芯線を絶縁部材で被覆した構造を有しているため、ポジショナの上記筐体内部において、上記ハーネスと上記筐体とは直流的に絶縁することができる。
しかしながら、ポジショナの周辺に配置された調節弁や動力源等が動作することによってポジショナ自身が振動した場合に、上記ハーネスが上記筐体に接触し、または上記ハーネスが上記筐体に接近すると、上記ハーネスと上記筐体との容量結合によって、アースラインからのノイズが上記筐体を介してハーネスの芯線に印加されるおそれがある。
これに対し、ポジショナでは、角度センサ等の変位量検出器から出力された一対の検出信号をハーネスを介して上記回路基板に形成された差動回路に入力してから、所定の信号処理を行う回路構成を採用しているため、ポジショナの上記筐体からハーネスを介して上記変位量検出器の一対の検出信号にノイズが印加されたとしても、そのノイズがコモンモードノイズであれば、上記差動回路によって適切に除去することが可能である。
特開2013−104454号公報 特開2013−130236号公報 特開2003−139561号公報
しかしながら、ポジショナの筐体内部において、上記筐体に対する上記一対の検出信号を伝搬させる夫々のリード線の距離が互いに相異する場合、上記筐体から夫々のリード線に対して大きさの異なるノイズが印加される。このノイズはノーマルモードノイズであるため、上記差動回路だけでは、そのノイズを適切に除去することができない。
特に、ポジショナが配置される環境では、流体が流れることによる配管からの振動や、ポンプや攪拌機等の動作による振動が大きいため、それらの大きな振動がポジショナに伝わることにより、大きなノーマルモードノイズが発生する可能性が高い。
このような大きなノーマルモードノイズが発生すると、角度センサ等の変位量検出器による調節弁の実開度の検出結果に誤差が生じ、調節弁の制御の安定性を損なうおそれがある。
このような問題に対し、従来は、ポジショナの信号伝達経路にノイズフィルタ(例えばフィルタ回路等)を別途設けることにより、規格で要求されたノイズ耐性を満足させていた。しかしながら、ポジショナが使用され得るあらゆる環境を考慮して最適なノイズフィルタを設計することは容易ではなく、ポジショナの開発期間の長期化や開発コストの増大を招く一因となっていた。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、振動の大きい環境下であっても、調節弁の安定した制御が可能なポジショナを提供することにある。
本発明に係るポジショナ(1)は、調節弁(3)の弁軸の変位量を検出し、一対の検出信号を出力する変位量検出器(11)と、2つの絶縁層(100,101)と、当該2つの絶縁層の間に配置され、上記一対の検出信号が供給される一対の信号配線(22,23)が形成された配線層(L1)とを有する配線基板(15)と、上記一対の信号配線を介して入力された一対の検出信号に基づいて、調節弁の弁開度を制御するための制御信号(CNT)を生成する電子回路(12)が形成された回路基板(20)と、少なくとも配線基板と回路基板とを収容する筐体(10)とを有し、配線基板は、一方の絶縁層の表面の少なくとも一部において、導電性を有する接着材(30)によって上記筐体と接合され、上記接着材は、タイプDのデュロメータによる硬化後の硬さの測定値がD20以上D90以下の範囲にあることを特徴とする。
上記ポジショナにおいて、上記接着材は、タイプDのデュロメータによる硬化後の硬さの測定値がD70の±10%以内の範囲にあってもよい。
上記ポジショナにおいて、配線基板は、フレキシブル基板であってもよい。
上記ポジショナにおいて、変位量検出器は、ブリッジ回路を構成する複数の磁気抵抗素子(R1〜R4)を有する角度センサであって、上記一対の信号配線は、ブリッジ回路の対応する一対の出力端子(A,B)に夫々接続されていてもよい。
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
以上説明したことにより、本発明によれば、ノイズが大きい環境下であっても、調節弁のより安定した制御が可能なポジショナを提供することができる。
図1は、実施の形態1に係るポジショナを含むバルブ制御システムの構成を示す図である。 図2は、実施の形態1に係るポジショナにおける角度センサと回路基板との接続例を示す図である。 図3は、ポジショナの筐体内部における回路基板と角度センサとの接続構造を模式的に示す図である。 図4Aは、実施の形態1に係るポジショナにおける回路基板と角度センサとを接続する配線基板の平面構造を模式的に示す図である。 図4Bは、実施の形態1に係るポジショナにおける回路基板と角度センサとを接続する配線基板の断面構造を模式的に示す図である。 図5は、実施の形態1に係るポジショナにおける回路基板と角度センサとを接続する別の配線基板の断面構造を模式的に示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
≪実施の形態1≫
図1は、実施の形態1に係るポジショナを含むバルブ制御システムの構成を示す図である。
図1に示されるバルブ制御システム500は、調節弁3、操作部2、上位装置4、およびポジショナ1を有している。
調節弁3は、一方の流路から他方の流路への流体の流れを制御する装置であり、例えば空気圧式調節弁である。操作器2は、例えば空気式のバルブアクチュエータであり、後述するポジショナ1から供給された空気圧操作信号SCに応じて調節弁3の弁軸を操作することにより、調節弁3の開閉動作を制御する。上位装置4は、ポジショナ1に対して調節弁3の開閉を指示する上位側の機器であり、調節弁3の弁開度の設定値SPをポジショナ1に対して与える。
ポジショナ1は、調節弁3の開閉を制御する装置である。具体的に、ポジショナ1は、上位装置4から与えられた調節弁3の弁開度の設定値SPと調節弁3の弁開度の実測値PVとの偏差を算出し、その偏差に応じた空気圧操作信号SCを生成して操作器2に与えることにより、調節弁3の弁開度を制御する。
より具体的には、図1に示されるように、ポジショナ1は、角度センサ11、データ処理制御部12、電空変換部13、および圧力増幅部14を有している。角度センサ11、データ処理制御部12、電空変換部13、および圧力増幅部14は、筐体10内部に収容されている。筐体10は、調節弁3のヨークにブラケット等を介して固定されている。また、筐体10は、金属材料によって形成され、アースライン6に電気的に接続されている。
角度センサ11は、調節弁3の弁開度を調節弁3の弁軸の変位量として検出し、一対の検出信号を出力する変位量検出器である。
データ処理制御部12は、角度センサ11から出力された一対の検出信号に基づいて、調節弁3の弁開度を制御するための制御信号を生成する電子回路である。具体的には、データ処理制御部12は、角度センサ11から出力された一対の検出信号に基づいて調節弁3の弁開度の実測値PVを算出するとともに、上位装置4から与えられた調節弁3の弁開度の設定値SPと上記弁解度の実測値PVとの偏差を算出し、その偏差に応じた電気信号CNTを生成する。
電空変換部13は、データ処理制御部12によって生成された電気信号CNTを空気圧力信号に変換して出力する機能部である。具体的には、例えば減圧弁(図示せず)から供給された空気(エアー)5の給気圧を電気信号CNTに応じた圧力に変換し、空気圧信号として出力する。
空気圧増幅部14は、電空変換部13から出力された空気圧信号の圧力を増幅して出力する機能部である。具体的には、例えば減圧弁(図示せず)から供給された空気5の給気圧を電空変換部13から出力された空気圧信号CNTの圧力に応じて減圧し、空気圧操作信号SCとして出力する。
ここで、角度センサ11とデータ処理制御部12の接続関係について詳細に説明する。
図2は、実施の形態1に係るポジショナ1における角度センサ11と回路基板20との接続例を示す図である。
先ず、角度センサ11について説明する。
角度センサ11は、回転軸110、磁界発生部111、抵抗R1〜R4、および外部端子26_1〜26_4を備えている。回転軸110は、調節弁3の弁軸に接続されたフィードバックレバー(図示せず)を介して、上記弁軸の直線的な往復動に応じて回転するものである。磁界発生部111は、回転軸110の回転角度の変化に応じて磁界を変化させるものである。
抵抗R1〜R4は、磁界発生部111から発生した磁界の磁束密度に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子であり、ブリッジ回路を構成している。具体的には、抵抗R1の一端と抵抗R2の一端とが接続され、抵抗R1の他端と抵抗R3の一端とが接続され、抵抗R2の他端と抵抗R4の一端と接続され、抵抗R3の他端と抵抗R4の他端とが接続されている。
また、抵抗R1と抵抗R2とが接続されるノードCは端子26_1に接続され、抵抗R3と抵抗R4とが接続されるノードDは端子26_4に接続され、抵抗R1と抵抗R3とが接続されるノードAは端子26_2に接続され、抵抗R2と抵抗R4とが接続されるノードBは端子26_3に接続される。
ここで、端子26_1、26_4は、上記ブリッジ回路におけるノードC,Dに電力を供給する電力供給用の外部端子であり、データ処理制御部12から電力としての定電流が供給される。また、端子26_2、26_3は、上記ブリッジ回路におけるノードA,Bの電圧を、調節弁3の弁軸の変位量を示す一対の検出信号として出力する信号出力用の外部端子である。
次に、データ処理制御部12について説明する。
図2に示すように、データ処理制御部12は、差動増幅回路121、定電流源122、A/D変換部123、制御演算部124、および複数の外部端子を備えている。なお、図2では、データ処理制御部12が有する上記外部端子のうち、角度センサ11と接続するための端子25_1〜25_4が図示されている。
ここで、データ処理制御部12を構成する差動増幅回路121、定電流源122、A/D変換部123、制御演算部124、および端子25_1〜25_4は、プリント基板等から成る回路基板20上に半田付け等によって形成されている。
端子25_1、25_4は、角度センサ11に電力(例えば定電流)を供給する電力供給用の外部端子である。端子25_1は、電力供給線21によって角度センサ11の端子26_1に接続され、端子25_4は、電力供給線24によって角度センサ11の端子26_4に接続されている。
端子25_2、25_3は、角度センサ11からの信号を入力する信号入力用の外部端子である。端子25_2は、信号線22によって角度センサ11の端子26_2に接続され、端子25_3は、信号線23によって角度センサ11の端子26_3に接続されている。
なお、以下の説明では、電力供給線21、24および信号線22、23を総称して「配線21〜24」と表記する場合がある。
差動増幅回路(AMP)121は、端子25_2、25_3を介して、角度センサ11の上記ブリッジ回路における一対のノードA、Bの電圧を夫々入力し、入力した2つの電圧の差電圧を増幅して出力する回路である。なお、差動増幅回路121への信号入力は、図2に示すように端子25_2、25_3から直接入力してもよいし、バッファ回路等を介して入力してもよい。
定電流源122は、端子25_1、25_4を介して、一定の電流を、角度センサ11の上記ブリッジ回路における一対のノードC、Dに供給する機能部である。具体的に、定電流源122から出力された一定の電流が、端子25_1、電力供給線21、および端子26_1を介して上記ブリッジ回路のノードCに流れ込むともに、ノードDから出力された電流が端子26_4、電力供給線24、および端子25_4を介してデータ処理制御部12のグラウンドGNDに流れ込む。
A/D変換部123は、差動増幅回路121の出力信号(アナログ信号)をディジタル信号に変換し、変換結果を調節弁3の弁開度の実測値PVとして出力する。
制御演算部124は、A/D変換部123から出力された調節弁3の実測値PVと上位装置4から与えられた弁開度の設定値SPとの偏差を算出し、その偏差に応じた電気信号CNTを生成する機能部である。制御演算部124は、例えば、CPU等のプログラム処理装置によって構成されている。
ここで、データ処理制御部12を構成する制御演算部124、A/D変換回路123、定電流源122、および差動増幅回路121は、例えば、マイクロコントローラのような一つの半導体装置によって実現されていてもよいし、夫々が別個の半導体装置によって実現されていてもよく、ハードウェア構成は特に制限されない。例えば、制御演算部124を一つのマイクロコントローラによって実現し、A/D変換部123、差動増幅回路121、および定電流源122を一つのICチップによって実現してもよい。
次に、データ処理制御部12が形成される回路基板20と角度センサ11との接続構造について説明する。
図3は、ポジショナの筐体内部における回路基板20と角度センサ11との接続構造を模式的に示す図である。同図には、筐体10内部の断面構造が模式的に示されている。
図3に示されるように、角度センサ11は、上述したようにフィードバックレバーを介して調節弁3の弁軸と接続する必要があるため、筐体内部における調節弁3に近い側に配置される。一方、データ処理制御部12は、角度センサ11よりも調節弁3から離れた場所に配置される。
上述したように、角度センサ11とデータ処理制御部12とは、電力供給線21,24と信号線22,23とによって互いに電気的に接続する必要がある。そこで、実施の形態1に係るポジショナ1では、図3に示すように、電力供給線21,24および信号線22,23を配線基板15に形成し、配線基板15を介して角度センサ11とデータ処理制御部12と接続する。
ここで、配線基板15は、例えば、1つの配線層を有するフレキシブル基板(FPC:Flexible printed circuits)であり、公知のフレキシブル基板の製造技術によって作製されている。
図4Aは、配線基板15の平面構造を模式的に示す図であり、図4Bは、配線基板15の断面構造を模式的に示す図である。図4Aには、図3の方向Yから見た配線基板15の平面構造が示され、図4Bには、図4AのA−AX線での配線基板15の断面構造が示されている。
図4Bに示されるように、配線基板15は、ベース(基材)としての絶縁材料から構成されたカバーフィルム100上に1つの配線層L1が形成され、配線層L1の上に絶縁材料から構成されたカバーフィルム101が形成されている。
ここで、カバーフィルム100、101は、例えば、ポリイミド等の樹脂材料によって形成されている。なお、各層間(例えば、配線層L1とカバーフィルム100、101との間)には、必要に応じて上下の層を接着させる接着層を設けてもよい。
配線層L1には、例えば銅(Cu)等の金属材料によって配線が形成されている。具体的には、図4A、4Bに示されるように、配線層L1には、電力供給線21、24および信号配線22、23が形成されている。
図3に示すように、電力供給線21、24および信号配線22、23の一端にはコネクタ27が接続されており、コネクタ27を介して回路基板20(端子26_1〜26_4)と接続されている。また、電力供給線21、24および信号配線22、23の他端は、角度センサ11(端子25_1〜25_4)に接続されている。
なお、配線基板15の配線層L1に形成された電力供給線21、24および信号配線22、23の一端および他端は、コネクタを介して角度センサ11、回路基板20と接続されていてもよいし、角度センサ11や回路基板20に半田付けによって直接接続されていてもよく、配線基板15と角度センサ11および回路基板20との接続方法は特に制限されない。
図4A、4Bに示されるように、配線基板15は、カバーフィルム101、102の何れか一方の表面の少なくとも一部において、導電性を有する接着部材30によってポジショナ1の筐体10と接合されている。なお、図4Bには、カバーフィルム101の表面が接着部材30を介して筐体10の表面に接合された場合が例示されているが、カバーフィルム100の表面を接着部材30を介して筐体10の表面に接合してもよい。
上述したように、現場機器としてのポジショナは振動の大きな環境下で使用されることが多いことから、振動に耐えられる構造でなくてはならない。そのため、接着部材30は、配線基板15を筐体10に接着した後にポジショナ1が受ける振動に耐え得る硬さを有していることが望ましい。すなわち、接着部材30は、配線基板15と筐体10の表面との距離を一定に保ちつつ、振動による接着部材30自身の破損または破壊が生じ難い弾力性を保持していることが望ましい。
具体的には、接着部材30として、タイプDのデュロメータによる硬化後の硬さの測定値がD20以上D90以下の範囲にある接着材料を用いることが望ましい。より望ましくは、接着部材30として、タイプDのデュロメータによる硬化後の硬さの測定値がD70である接着材料を用いる。ここで、硬化後の硬さの測定値“D70”には、多少の誤差が含まれてもよい。例えば、硬化後の硬さの測定値がD70の±10%以内の範囲にあればよい。上述した特性を有する接着部材30としては、導電性を有するエポキシ系樹脂から成る太陽金鋼株式会社製の「Duralco 120」を例示することができる。
接着部材30によって配線基板15と筐体10とが接合されることにより、その接合部分において電力供給線21、24および信号配線22、23の夫々と筐体10との間の距離が等しくなる。すなわち、図4Bに示すように、夫々の配線21〜24は、上記接合部分において、アースライン6に電気的に接続された筐体10の表面に対して等距離に配置される。また、接着部材30が導電性を有していることから、接着部材30は筐体10の表面、すなわちアースライン6と同電位となる。これにより、夫々の配線21〜24と筐体10の表面との間にカバーフィルム101を誘電体として形成される寄生容量の夫々の容量値が等しくなる。
すなわち、ポジショナ1が振動した場合であっても、夫々の配線21〜24と筐体10との距離が互いに等しい状態が維持されるので、筐体10から上記寄生容量を介して夫々の配線21〜24に印加されるノイズは、位相および信号レベルが互いに等しいコモンモードノイズとなる。
ここで、電力供給線21、24と信号配線22、23の配線基板15の平面方向における位置関係は特に制限されないが、信号配線22と信号配線23とが、電力供給線21、24に対して可能な限り対称になるように配置することが望ましい。これにより、信号配線22、23の夫々に印加されるノイズの位相および信号レベルの差をより小さくすることが可能となる。例えば、図4A、4Bに示すように、信号配線22と信号線23との間に電力供給線21、24を配置すればよい。また、図5に示すように、電力供給線21と電力供給線24との間に、信号配線22、23を配置してもよい。
以上、実施の形態1に係るポジショナ1によれば、角度センサ11と回路基板20とを接続する配線を配線基板15に形成し、角度センサ11から出力される一対の検出信号を伝搬させる一対の信号線22、23を配線基板15の配線層L1に形成するとともに、導電性を有する接着部材30によって、配線基板15のカバーフィルム101の表面と筐体10の表面とを接合することにより、筐体10と一対の信号線22、23との距離を夫々等しくすることができる。これによれば、筐体10をアースライン6に接続した場合に、アースライン6から筐体10を介して信号線22、23の夫々に対して印加されるノイズは、ノーマルモードノイズではなくコモンモードノイズとなり、後段の差動増幅回路121によってそのノイズを適切に除去することができる。
また、実施の形態1に係るポジショナ1によれば、接着部材30として、タイプDのデュロメータによって測定した硬化後の硬さがD20以上D90以下の範囲にある接着材料を用いることにより、配線基板15と筐体10の表面との距離を一定に保ちつつ、振動による接着部材30自身の破損または破壊が生じ難い弾力性を実現することができる。これにより、ポジショナ1が振動の大きな環境下で使用された場合であっても、配線基板15が筐体10から剥がれ難くなり、上記一対の信号線22,23と筐体10との距離が互いに等しい状態が維持される。
したがって、実施の形態1に係るポジショナ1によれば、振動が大きい環境下であっても、筐体10を介して角度センサ11等の変位量検出器の検出結果に重畳したノイズを適切に除去することができるので、調節弁3のより安定した制御が実現できる。
また、実施の形態1に係るポジショナ1によれば、ノイズフィルタを別途設けることなく、筐体10からのノーマルモードノイズを低減することができるので、ポジショナの開発期間の短縮および開発コストの低減を図ることができる。また、ノイズ耐性の更なる向上のためにノイズフィルタを設ける場合であっても、従来のポジショナのようにノイズフィルタのみによって想定し得る全てのノイズを除去する場合に比べて、ノイズフィルタの設計が容易となる。
また、配線基板15を多層フレキシブル基板によって構成することにより、筐体10内部における角度センサ11等の変位量検出器および回路基板20の配置の自由度が増し、ポジショナの設計が容易となる。
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、実施の形態1において、配線基板15が多層フレキシブル基板である場合を例示したが、これに限定されない。例えば、配線基板15を、リジッド基板とフレキシブル基板を組み合わせたリジッドフレキシブル基板によって構成してもよいし、例えばL字形状に形成された1層のリジッド基板によって構成してもよい。
また、実施の形態1において、弁開度を調節弁3の弁軸の変位量として検出する変位量検出器として角度センサを例示したが、弁軸の変位量を検出し、一対の検出信号(差動信号)を出力するセンサであれば、これに限定されるものではない。例えば、角度センサ11の代わりに、弁軸の変位量を検出し、一対の検出信号を出力する位置センサを用いることも可能である。この場合においても、上記位置センサから出力される一対の検出信号に重畳されるノーマルモードノイズを低減することができる。
また、実施の形態1において、角度センサ11が筐体10内部に収容される構造のポジショナを例示したが、これに限られず、角度センサ11と上記筐体10とを分離した構成のポジショナであってもよい。この場合には、回路基板20と角度センサ11とを接続する配線のうち、筐体10内部に収容される部分を上述の配線基板15によって形成すればよい。
500…バルブ制御システム、1…ポジショナ、2…操作器、3…調節弁、4…上位装置、5…空気(エアー)、6…アースライン、10…筐体、11…角度センサ、12…データ処理制御部、13…電空変換部、14…空気圧増幅部、15…配線基板、20…回路基板、21,24…電力供給線、22,23…信号線、25_1,25_2,25_3,25_4,26_1,26_2,26_3,26_4…端子、27…コネクタ、30…接着部材、R1,R2,R3,R4…抵抗、A,B,C,D…ブリッジ回路の端子、L1…配線層、100,101…カバーフィルム、121…差動増幅回路、122…定電流源、123…A/D変換部、124…制御演算部。

Claims (4)

  1. 調節弁の弁軸の変位量を検出し、一対の検出信号を出力する変位量検出器と、
    2つの絶縁層と、前記2つの絶縁層の間に配置され、前記一対の検出信号が供給される一対の信号配線が形成された配線層とを有する配線基板と、
    前記一対の信号配線を介して入力された前記一対の検出信号に基づいて、前記調節弁の弁開度を制御するための制御信号を生成する電子回路が形成された回路基板と、
    少なくとも前記配線基板と前記回路基板とを収容し、アースラインと接続された導電性を有する筐体とを有し、
    前記配線基板は、一方の前記絶縁層の表面の少なくとも一部において、導電性を有する接着材によって前記筐体と、前記一対の信号配線の夫々と前記筐体との距離が互いに等しくなるように接合され、
    前記接着材は、タイプDのデュロメータによる硬化後の硬さの測定値がD20以上D90以下の範囲にある
    ことを特徴とするポジショナ。
  2. 請求項1に記載のポジショナにおいて、
    前記接着材は、タイプDのデュロメータによる硬化後の硬さの測定値がD70の±10%以内の範囲にある
    ことを特徴とするポジショナ。
  3. 請求項1または2のポジショナにおいて、
    前記配線基板は、多層フレキシブル基板である
    ことを特徴とするポジショナ。
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載のポジショナにおいて、
    前記変位量検出器は、ブリッジ回路を構成する複数の磁気抵抗素子を有する角度センサであって、
    前記一対の信号配線は、前記ブリッジ回路の対応する一対の出力端子に夫々接続されている
    ことを特徴とするポジショナ。
JP2015141054A 2015-07-15 2015-07-15 ポジショナ Expired - Fee Related JP6542052B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015141054A JP6542052B2 (ja) 2015-07-15 2015-07-15 ポジショナ
US15/210,376 US20170016556A1 (en) 2015-07-15 2016-07-14 Positioner
CN201610553955.9A CN106352136B (zh) 2015-07-15 2016-07-14 定位器
EP16179589.3A EP3118502B1 (en) 2015-07-15 2016-07-15 Positioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015141054A JP6542052B2 (ja) 2015-07-15 2015-07-15 ポジショナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017020632A JP2017020632A (ja) 2017-01-26
JP6542052B2 true JP6542052B2 (ja) 2019-07-10

Family

ID=56686635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015141054A Expired - Fee Related JP6542052B2 (ja) 2015-07-15 2015-07-15 ポジショナ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170016556A1 (ja)
EP (1) EP3118502B1 (ja)
JP (1) JP6542052B2 (ja)
CN (1) CN106352136B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111989514A (zh) * 2018-07-09 2020-11-24 株式会社富士金 流体控制设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737163A1 (de) * 1977-08-18 1979-02-22 Fichtel & Sachs Ag Verfahren und vorrichtung zur identifizierung und/oder lageerkennung von werkstuecken
US5549137A (en) * 1993-08-25 1996-08-27 Rosemount Inc. Valve positioner with pressure feedback, dynamic correction and diagnostics
US5637176A (en) * 1994-06-16 1997-06-10 Fry's Metals, Inc. Methods for producing ordered Z-axis adhesive materials, materials so produced, and devices, incorporating such materials
US6288534B1 (en) * 1999-02-10 2001-09-11 Cts Corporation Non-contacting throttle valve position sensor
DE10016636A1 (de) * 2000-04-04 2001-10-18 Siemens Ag Stellungsregler, insbesondere für ein durch einen Antrieb betätigbares Ventil
JP3590762B2 (ja) * 2000-09-05 2004-11-17 Smc株式会社 位置検出機能を備えたマニホールドバルブ
JP3877998B2 (ja) * 2001-11-05 2007-02-07 株式会社山武 角度センサの温度情報検出装置および位置検出装置
US7191754B2 (en) * 2002-03-06 2007-03-20 Borgwarner Inc. Position sensor apparatus and method
JP4634883B2 (ja) * 2005-07-25 2011-02-16 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 シールド付き配線基板とその製造方法
JP5100081B2 (ja) * 2006-10-20 2012-12-19 新光電気工業株式会社 電子部品搭載多層配線基板及びその製造方法
JP5802104B2 (ja) * 2011-10-14 2015-10-28 アズビル株式会社 ポジショナ
JP5781900B2 (ja) * 2011-11-11 2015-09-24 アズビル株式会社 ポジショナ
JP5781913B2 (ja) * 2011-12-21 2015-09-24 アズビル株式会社 角度センサの回転軸の固着検知方法および装置
JP2014103151A (ja) * 2012-11-16 2014-06-05 Japan Display Central Co Ltd フレキシブルプリント基板及び電気機器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017020632A (ja) 2017-01-26
CN106352136B (zh) 2018-10-09
EP3118502B1 (en) 2017-11-29
EP3118502A1 (en) 2017-01-18
US20170016556A1 (en) 2017-01-19
CN106352136A (zh) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106461705B (zh) 电流传感器
EP3121496B1 (en) Positioner
US10429221B2 (en) Electromagnetic flowmeter
TWI745735B (zh) 電流感測模組
US20190219421A1 (en) Displacement Sensor For Contactless Measurement Of A Relative Position, Production Method For A Magnetic Field Sensor Arrangement And Magnetic Field Sensor
TW201115166A (en) Magnetic field sensor
JP5740427B2 (ja) 回路基板を備える制御装置
WO2019017066A1 (ja) 超小型高感度磁気センサ
JP6542052B2 (ja) ポジショナ
JP2015052471A (ja) センサ装置
EP2604477B1 (en) Control device
CN110274638B (zh) 电磁流量计
CN116034251A (zh) 测量设备
WO2018092337A1 (ja) 電流センサ
US20220163571A1 (en) Current sensor
JP5593704B2 (ja) 磁気検出素子、および、これを用いた回転角度検出装置ならびにストローク量検出装置
RU2642807C1 (ru) Система передачи сигналов от датчиков с аналоговым выходом по двухпроводной линии (варианты)
JP2015200546A (ja) センサ構造
RU2646311C1 (ru) Система передачи сигналов от датчиков с аналоговым выходом по двухпроводной линии связи
JP2019070563A (ja) 電流センサ
TWI303708B (en) Magnetic encoder
JP2016224008A (ja) センサ装置
JP2008296770A (ja) 機電一体型シフトコントローラ
JP2019134028A (ja) 電子装置
JP2016115902A (ja) 制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180327

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6542052

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees