JPH02183114A - 信号変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、測定すべき物理量を電気信号に変換して出力
するマイクロプロセッサ搭載の信号変換装置に隔り、特
にこのマイクロプロセッサが異常になったときにこの異
常を検知してアナログ処理回路に切り替えるように改良
した信号変換装置に関する。

〈従来の技術〉 マイクロプロセッサを搭載する信号変換装置において、
このマイクロコンピュータを用いてデジタル演算を実行
して測定すべき物理量に対応した信号を出力している場
合に、このマイクロコンピュータが故障するとこれを検
出してこれと同機能を持つアナログ演算を実行するアナ
ログ信号処理回路に切り替えて物理量に対応した信号を
出力するようにした信号変換器は、例えば実願昭５６９
７４６５号「物理量変換器」として提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な実質的に同機能を持つデジタル
演算部とアナログ演算部とを並列して同一の信号処理装
置の中に有することは、コストが高くなるのはもちろん
消費電流の増大を招く。

特に、この消費電流が増大する点については、負荷側か
ら２線の１云送線を介してベース電流である４ｍＡ以下
の電流で回路電源を賄ういわゆる２線式の信号変換装置
においてきわめて不利な結果を招く。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、以上のような課題を解決するための主な構成
として、測定すべき物理量信号が入力されて物理量に関
連した出力信号に変換される信号変換手段と、この出力
信号が入力されゼロ点とスパンを調整し調整信号を出力
するゼロ／スパン設定手段と、このゼロ点とスパンを設
定するパラメタが格納され設定信号を受けて対応するパ
ラメタを選定してゼロ／スパン設定手段に設定する不揮
発性メモリと、調整信号が第１スイッチ手段を介して入
力されこれをデジタル信号に変換するアナログ／デジタ
ル変換回路とこのデジタル信号を用いて所定のデジタル
演算を実行すると共に設定信号を出力するマイクロプロ
セッサとこのマイクロプロセッサでの演算結果をアナロ
グ信号に変換するデジタル７／アナログ変換回路とより
なるデジタル信号処理手段と、マイクロプロセッサの動
作の異常を監視しこの異常が検出されたときに異常信号
を出力する異常監視手段と、アナログ信号を第２スイッ
チ手段を介して受信し電流信号に変換する出力手段を具
備し異常信号により第１、第２スイッチ手段を切り替え
て調整出力を出力手段に直接出力すると共に不揮発性メ
モリをマイクロプロセッサから切り離すようにしたもの
である。

く作　用〉 物理量を信号変換手段で所定の出力信号に変換し、この
出力信号を不揮発性メモリによって設定されたゼロ／ス
パン設定手段で所定のゼロ点、スパンを持つ調整信号に
変換する。デジタル信号処理手段はこの調整信号を第１
スイッチ手段を介して入力し所定の信号処理を実行して
第２スイッチ手段を介して出力手段に出力する。

一方、デジタル処理手段のマイクロプロセッサは不揮発
性メモリに所定のヤ°ロ／スパンを設定する設定信号を
送出し異常監視手段の監視を受ける。

この異常監視手段で異常が検ｕ１されると第１、第２ス
イッチ手段を切り替えて調整信号を出力手段に直接伝送
すると共にマイクロプロセッサと不揮発性メモリを切り
離す。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。

信号変換回路１０は、例えば圧力、流量などの物理量を
検出するセンサからの信号ＳＰ＋を受けこれを増幅など
して所定の出力信号ＳＦ２に変換する。

この出力信号ＳＰ２はゼロ／スパン設定回１１１に入力
され、ここでＥＥＰＲＯＭなどの不拘発性メモリ１２か
ら設定された選択信号ＳＳＴにより所定のゼロ点とスパ
ンに設定され、一端がスイッチＳＷ、の共通端子に接続
された出力端に調整信号ＳＰ３として出力される。この
不揮発性メモリ１２にはぜロ／スパン設定回路１１で設
定するパラメータがあらかじめ格納されており、これを
選択信号Ｓｓ、として出力する。

ゼロ／スパンが調整された調整信号ＳＰ３はスイッチＳ
Ｗ、の一方の切替端を介してデジタル信号処理回路１３
に出力される。このゼロ／スパン設定回路１１は物理量
のゼロ／スパンのバラツキの補正、或いはレンジアビリ
ティを拡大したときの次段のアナログ／デジタル変換回
路の分解能を向上させるために必要である。

デジタル信号処理回路１３はアナログ／デジタル変換回
路（Ａ／Ｄ）１３１、メモリを含むマイクロプロセッサ
（μＰ）、及びデジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）
１３３などで構成されている。そして、ゼロ／スパン設
定回路１１で調整されたアナログの調整信号ＳＰ３はア
ナログ／デジタル変換回路１３１でデジタル信号に変換
されてマイクロプロセッサ１３２に出力される。マイク
ロプロセッサ１３２は所定の演算を実行してその演算結
果をデジタル／アナログ変換口［１３３に出力すると共
に必要に応じて不揮発性メモリ１２にゼロ／スパンを決
定する設定信号ＳＳ２を出力する。デジタル／アナログ
変換回路１３３はこの演算結果をアナログ信号ｓｐａに
変換しスイッチＳＷ２の切替端の一端に出力する。

その共通端からアナログ信号ＳＰａが出力回路１４に入
力され、ここで電流信号ＩＬに変換されて信号変換装置
の外部に配設された２線の伝送線！１．１２を介して電
源と受信抵抗を有する受信端に伝送される。

また、出力口Ｆ＃１１４の出力端には伝送線１１．１２
を介して例えばハンドベルトターミナルなどにより電圧
信号の形で通信信号としてデジタル信号が入力されイン
ターフェイス１５を介してマイクロプロセッサ１３２に
伝送される。

マイクロプロセッサ１３２はこのデジタル信号の内容に
応じて例えばゼロ点を調整したり、或いはスパンを変更
する設定信号ＳＳ２を不揮発性メモリ１２に出力する。

そして、これ等の設定が終了したときは例えばマイクロ
プロセッサ１３２はその結果をアンサバックとしてイン
ターフェイス１５を介して出力回路１４にデジタル信号
ＤＳを出力する。出力回路１４はデジタル信号ＤＳをア
ナログ信号ＳＰＡに重畳して電流パルスの形で外部の伝
送線Ｉｔ　、１２に出力しこれを例えばハンドベルトタ
ーミナルで受信する。

スイッチＳＷ、　、ＳＷ２の切替端の各他端には伝送線
！か接続されている。また、不揮発性メモリ１２を動作
状態にしたり切離し状態に切り換えるスイッチＳＷ３が
マイクロプロセッサ１３２と共通電位点ＣＯＭとの間に
接続されている。

マイクロプロセッサ１３２の動作状態はウオッチドック
タイマ１６で常時監視しており、異常が発見されるとウ
オッチドックタイマ１６は異常信号ＳＡを出力してスイ
ッチＳＷ１、ＳＷ２を伝送１ｍ　１１１１！Ｉに切り換
えてゼロ／スパン設定回路１１と出力回路１４とを直接
接続してデジタル信号処理回路１３を切り離すと共にス
イッチＳＷ３を共通電位点ＣＯＭ　（ｌｌに切り換えて
不揮発性メモリ１２をマイクロプロセッサ１３２から切
り離し直前の不揮発性メモリ１２で選択されたゼロ点と
スパンの状態に確保する。

この場合に、パルス発生回路１７を設け、これと出力回
路１４との間をスイッチＳＷ４を介して接続すると共に
、異常信号ｓＡによりこのスイッチＳＷ４をオンとして
パルス発生回路１７から出力回路１４に故障を知らせる
特定パルスの故障信号ｓＥを出力してこれをアナログ信
号ｓｐ４に重畳して電流パルス信号として伝送線（１＋
　、１２に出力し受信側に知らせるようにしても良い。

第２図は第１図におけるゼロ／スパン設定回路の具体的
な構成を示す回路図である。

電源電圧子■と共通電位点ＣＯＭとの間には分割抵抗群
Ｒπ、で所定の分圧比になるように分圧され、これ等の
分圧電圧をスイッチ群ＳＷ、、で切り替えてその出力電
圧はボルテージホロワとして構成された増幅器Ｑ、を介
してゼロ調電圧■πとして出力される。これ等のスイッ
チ群ＳＷπ、の開閉は不揮発性メモリ１２から出力され
る選択信号ＳＳＩにより制御され所定のゼロ弱電圧Ｖπ
丁とされる。

一方、出力端と抵抗Ｒ７で接続された増幅器Ｑ２の反転
入力端（−）には抵抗Ｒ２を介して出力信号ＳＰ２が入
力され、この反転入力端（−）には更にゼロ調電圧Ｖπ
、が入力されて、増幅器Ｑ２はこれ等を加算して出力端
に出力電圧Ｖ。を出力する。また、増幅器Ｑ２の非反転
入力端（＋）には基準の電圧Ｖａが印加されている。

更に、抵抗１￥Ｒπ２とスイッチ群ＳＷπ２が直列に接
続され更にこれらが並列に接続された並列回路群ＰＣＴ
Ｉ２で出力端と接続された増幅器Ｑ３の反転入力端（＝
）には抵抗Ｒ３を介して出力電圧Ｖ。か入力され、増幅
器Ｑ３は抵抗Ｒ３と並列回路群ＰＣＴＩ２で選定された
抵抗とでその増幅度が決定される。また、増幅器Ｑ３の
非反転入力端（±）には基準の電圧■＆が印加されてい
る。

この並列回路群ＰＣｕ２のスイッチ群ＳＷπ２のいずれ
のスイッチを選定するかは不揮発性メモリ１２から出力
される選択信号ＳＳ＋により決定される。そして、選定
されたｔｖＩ＠度に対応したスパンに出力信号ＳＰ２は
設定されて調整信号Ｓｐ３として出力される。

第３図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお、第１図に示す回路と同一の機能を有する部
分には同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。

この実施例では、異常を検出するのにゼロ／スパン設定
回８１１の出力である調整信号ＳＰ３とデジタル処理回
路１３の出力であるアナログ信号Ｓｐ４とを増幅器Ｑ４
で比較し、大きく差が出たときにその出力端Ｚに発生す
る異常信号を用いてスイッチＳＷ、〜ＳＷｄを切り換え
るようにしたものである。

〈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、マイクロプロセンサがその動作を停止しても監視
回路がこれを検出しデジタル処理回路を切り離し電流出
力だけは維持出来るようにしたので、故障が発生してか
ら信号変換装置の交換などの保守に至るまでの時間プロ
セスを正常に動作させることができ、損害を最小限に食
い止めることができる。また、従来のようにデジタル信
号処理回路とアナログ処理回路とを併置する構成ではな
いので、全体として省電力化が可能であり、特に２線式
信号変換装置のように使用できる電力に制限のある場合
に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
、第２図は第１図におけるゼロ／スパン設定回路の具体
的な構成を示す回路図、第３図は本発明の第１の実施例
の構成を示すブロック図である。 １０・・・信号変換回路、１１・・・スパン／ゼロ設定
回路、１２・・・不揮発性メモリ、１３・・デジタル信
号処理回路、１４・・・出力回路、１５・・・インター
フェイス、１６・・・ウオッチドックタイマ、１７・・
−パルス発生回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定すべき物理量信号が入力されて物理量に関連
   した出力信号に変換される信号変換手段と、この出力信
   号が入力されゼロ点とスパンを調整し調整信号を出力す
   るゼロ／スパン設定手段と、このゼロ点とスパンを設定
   するパラメータが格納され設定信号を受けて対応するパ
   ラメータを選定して前記ゼロ／スパン設定手段に設定す
   る不揮発性メモリと、前記調整信号が第１スイッチ手段
   を介して入力されこれをデジタル信号に変換するアナロ
   グ／デジタル変換回路とこのデジタル信号を用いて所定
   のデジタル演算を実行すると共に前記設定信号を出力す
   るマイクロプロセッサとこのマイクロプロセッサでの演
   算結果をアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変
   換回路とよりなるデジタル信号処理手段と、前記マイク
   ロプロセッサの動作の異常を監視しこの異常が検出され
   たときに異常信号を出力する異常監視手段と、前記アナ
   ログ信号を第２スイッチ手段を介して受信し電流信号に
   変換する出力手段を具備し、前記異常信号により前記第
   １、第２スイッチ手段を切り替えて前記調整出力を前記
   出力手段に直接出力すると共に前記不揮発性メモリを前
   記マイクロプロセッサから切り離すようにしたことを特
   徴とする信号変換装置。
2. （２）前記異常信号を検知して故障信号を発生するパル
   ス発生手段を具備することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の信号変換装置。
3. （３）前記異常監視手段としてウォッチドッグタイマの
   出力を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の信号変換装置。
4. （４）前記異常監視手段として前記ゼロ／スパン設定手
   段の出力とデジタル／アナログ変換回路の出力とを比較
   する比較手段の出力を用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の信号変換装置。
5. （５）前記出力手段からの電流信号を受信抵抗を持つ負
   荷側から２線の伝送線を介して電流の供給を受ける前記
   伝送線に出力することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の信号変換装置。