JPH04152407A

JPH04152407A - 制御器

Info

Publication number: JPH04152407A
Application number: JP27864390A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishino; 功二西野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1992-05-26

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）本発明は自動制御弁用の制御器の改良に係り、圧電セラ
ミック駆動型電空ポジショナを備え且つリニアポテンシ
ョメータによりステムの変位量を検出するようにした自
動制御弁の制御に利用されるものである。

（従来の技術）第３図は、圧電セラミック駆動型電空ポジショナ２とリ
ニアポテンショメータ３を備えた自動制御弁の制御シス
テムを示すものであり、入力操作信号４を制御器５へ入
力することにより、制御信号６が圧電セラミック製のフ
ラッパ２ａへ加えられ、フラッパ２ａが作動する。

フラッパ２ａの作動によりパイロットバルブ（図示省略
）を介して駆動用空気７が管路８を通してダイヤフラム
駆動部９へ印加され、制御弁１のステム１０が変位する
。

前記ステム１０の変位はリニアポテンショメータ３によ
って電気信号に変換され、フィードバック信号１１が制
御器５ヘフイートバノクされる。

これにより、前記制御信号６が変化し、制御弁１のステ
ム１ｏが入力操作信号４に見合った量の変位をするまで
訂正動作が行なわれる。その結果、常に入力操作信号４
に対応したステム１０の変位が得られることになる。

また、前記制御器５は第４図に示す如く、入力部Ａと、
ポテンショメータ３からのフィードバック信号１１が入
力されるフィードバック部Ｂと、入力信号４とフィード
バック信号１１の比較部ＣとＰＩＤＩＤ増幅部分振部り
と圧電セラミック駆動部Ｆ等から構成されており、入力
部Ａへ加えられた４〜２０ｍＡの入力操作信号４とポテ
ンショメータ３からフィードバック部Ｂへ加えられた変
位信号（フィードバック信号）１１とが比較部Ｃで比較
され、その差に相当する信号がＰＩＤＩＤ増幅部分して
発振部りへ入力され、制御信号６が圧電セラミック駐動
部Ｆから圧電セラミック製フラッパー２ａへ出力される
。

しかし乍ら、前記第４図の制御器に於いては、入力部Ａ
やフィードバック部Ｂ等にＤＣ１５Ｖ・２ｏ〜３０ｍＡ
の直流電源１２を別に必要とする構成になっており、電
源設備がそれだけ大形化すると云う問題がある。

また、発振部りの発振器１３の出力を用いて、出力トラ
ンス１４の一次側電流を一段で制御するようにしている
ため、出力トランス１４に於ける昇圧をあまり大きくす
ることが出来ない。その結果、圧電セラミック製フラッ
パ２ａへ出力する制御信号６を大きく設定することが困
難となり、経年歪変化や温度膨張変化等が生じた場合に
、フラッパー２８の作動登より確実なものにし離いと云
う問題がある。

本発明は、従前のこの種制御器に於ける上述の如き問題
、即ち■入力部Ａに１５Ｖ・２０〜３０ｍＡのＤＣ電源
１２を別に必要とすること及び（２）圧電セラミック駆
動部Ｆの出力のアップが困難なこと等の問題を解決せん
とするものであり、電源部の削除と制御信号６の出力ア
ップを可能とした自動制御弁用制御器を提供するもので
ある。

（課題を解決するための手段）本発明は、圧電セラミック製のフラッパ２ａを有する電
空変換器２を備え且つリニアポテンショメータ３により
ステム１０の変位を検出するようにした自動制御弁の作
動に用いられ、入力操作信号４が入力される入力部Ａと
、リニアポテンショメータ３からの信号１１が入力され
るフィードバック部Ｂと、前記両信号４，１１の比較部
Ｃと、比較部Ｃからの信号を増幅するＰＩＤＩＤ増幅部
分ＰＩＤＩＤ増幅部分の信号により電空変換器２への制
御信号６を出力する圧電セラミック駆動部Ｆと、駆動部
Ｆの出力トランスの一次コイル電流の周波数を制御する
発振部りとから成る自動制御弁用制御器に於いて、前記
入力部Ａを、入力操作信号４が流通する分圧抵抗Ｒを含
む分圧回路と該分圧回路からの出力電圧ｅ工が入力され
る反転増幅器Ａ′とから形成し、また前記圧電セラミッ
ク駆動部りを、出力トランスＴと、その一次巻線の一側
に接続されＰＩＤ制御部Ｅからの出力信号ｅａにより導
通されるトランジスタＴｒ□と、前記一次巻線の他端側
に接続され、発振器の出力により導通制御されるトラン
ジスタＴｒ２とから形成すると共に、入力操作信号４を
用いて出力トランスＴの一次側コイル電流、ポテンショ
メータ３のコイル電流及び発振器の駆動用電流を夫々供
給することを発明の基本構成とするものである。

（作用）入力・電源部Ａへ入力された入力操作信号４と、フィー
ドバック部Ｂへ入力されたリニアポテンショメータ３か
らのフィードバック信号１１とは比較器Ｃで比較され、
その差信号ａｄがＰＩＤ増幅部Ｅで増幅された後、圧電
セラミック駆動部Ｆへ入力される。

これにより、出力トランスＴの一次側に発振部りの周波
数と同じ周波数で且つ前記増幅部Ｅからの出力ｅａに比
例した高周波電流が流れ、その二次側から整流された制
御信号６が圧電セラミック製フィルタ２ａへ出力される
。

制御器５を構成する各部の必要エネルギーは、全て入力
制御信号４によって供給され、従前の如く別途に電源装
置を設ける必要は無い。

（実施例）第１図は本発明に係る制御器のブロック線図であり、第
２図はその回路図である。

第１図及び第２図を参照して、本件発明の制御器５はア
ナログ信号である入力操作信号４が入力される入力・電
源部Ａと、ポテンショメータ３からのフィードバック信
号１１が入力されるフィードバック部Ｂと、両出力信号
ｅｉ、ｅｆの比較部Ｃと、差信号ｅｄのＰＩＤ増幅部Ｅ
と、発振部りと、増幅信号ｅａに比例した制御信号６を
出力する圧電セラミック駆動部Ｆとから構成されている
。

前記入力・電源部Ａは、Ｄ　Ｃ４−２０ｔｒｘｎ　Ａ程
度の入力操作信号４が流れる分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を含む
分圧回路１５と、分圧回路１５で分圧した電圧信号ｅ１
が入力される反転増幅器Ａ′とから形成されており、増
幅器Ａ′からの出力ｅｉが比較器Ｃを形成する反転増幅
器Ｃ′の＋側端子へ入力されている。

一方、前記フィードバック部Ｂは反転増幅器Ｂ′等から
形成されており、ポテンショメータ３の摺動端子１１ａ
からのフィードバック信号１１が反転増幅器Ｂ′の＋側
端子へ入力されている。

比較器Ｃからの差出力ｅｄはＰＩＤ増幅部Ｅの各増幅部
を形成する増幅器Ｐ’　　Ｉ、’Ｄ’の一側端子へ入力
され、各増幅部の出力はゲイン調整用増幅部Ｅｂで増幅
された後、その増幅信号ｅａが圧電セラミック駐動部Ｆ
へ入力されて行く。

圧電セラミック駐動部Ｆは、トランジスタＴｒ工と出力
トランスＴとトランジスタＴｒ２とから構成されており
、前記ＰＩＤ増幅部Ｅからの出力信号ｅａがトランジス
タＴｒ□のベースへ入力されることによってこれが導通
制御され、また、発振部りの出力ｅｓがトランジスタＴ
ｒ２のベースへ入力されることによりこれが導通制御さ
れる。その結果、畠カドランスＴの一次コイルには信号
ｅｓの周波数と同周波数で且つ信号ｅａに比例した一次
電流が流れ、その二次側からは昇圧後の高周波電圧を整
流した制御信号６が圧電セラミック製フランパー２ａ（
富士セラミック製ＰＭ３１　Ｘ　１３）へ出力される。

尚、本実施例に於いては、入力操作電流４が５ｍＡの時
、制御信号６の最大値６４Ｖ、ＶＤＤ電流の大きさ４．
９８ｍＡに夫々設定されており、また正常作動時のＶＤ
Ｄ電流の最大値は３．７ｍＡ（最大負荷時のＶＤＤ−６
，６５ｍＡ、制御信号電圧８４ｖ）に設定されている。

（発明の効果）本発明に於いては、従前の制御器のように別途に直流電
源を設けることなく、入力操作信号４を利用して制御器
の各構成部へ必要なエネルギーを供給する構成としてい
るため、電源装置の省略による装置の大幅な小形化及び
電気配線の簡素化が可能となる。

また、本発明に於いては、出力トランスＴの一次側コイ
ルの両端に２個のトランジスタＴ　ｒ、。

Ｔｒ２を直列に接続し、トランジスタＴｒよをＰＩＤ増
幅部Ｅからの出力信号ｅａにより導通制御すると共に、
トランジスタＴｒ２を発振部りからの出力ｅｓによって
導通制御する構成としたため、従前の制御器の圧電セラ
ミック暉動部Ｆのように発振器の出力だけで出力トラン
スの一次側電流を制御する場合に比較して、出力トラン
スＴの昇圧比を大きく設定することができ、圧電セラミ
ック製フラッパ２ａの作動上極めて有利である。

本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御器の構成を示すブロック線図
である。第２図は本発明に係る制御器の回路図である。第３図は本発明に係る制御器が適用される電空変換器と
リニアポテンショメータを備えた自動制御弁の制御シス
テムの説明図である。第４図は従前の制御器の回路図である。１　　制御弁２　　電空ポジショナ− ２ａ　フラッパー３　　リニアポテンショメータ４　　人力操作信号５　　制御器６　　制御信号７　　空気８　　管路９　　ダイアフラム駆動部１０　　　ステム１１　　　フィードバック信号１５　　　分圧回路八　　人力・電源部Ｂ　　フィードバック部Ｃ比較部Ｅ　　　ＰＩＤ増幅部Ｄ　　発振部Ｆ　　圧電セラミック駆動部Ｔｒ工・Ｔｒ２　トランジスタＴ　　出力トランス

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧電セラミック製のフラッパ（２ａ）を有する電
空変換器（２）を備え且つリニアポテンショメータ（３
）によりステム（１０）の変位を検出するようにした自
動制御弁の制御に用いられ、入力操作信号（４）が入力
される入力部（Ａ）と、リニアポテンショメータ（３）
からの信号（９）が入力されるフィードバック部（Ｂ）
と、前記両信号（４）、（９）の比較部（Ｃ）と、比較
部（Ｃ）からの信号を増幅するＰＩＤ増幅部（Ｅ）と、
ＰＩＤ増幅部（Ｅ）からの信号により電空変換器（２）
への制御信号（６）を出力する圧電セラミック駆動部（
Ｆ）と、駆動部（Ｆ）の出力トランスの一次電流の周波
数を制御する発振部（Ｄ）とから成る制御器に於いて、
前記入力部（Ａ）を、入力操作信号（４）が流通する分
圧抵抗（Ｒ）を含む分圧回路（１５）と該分圧回路（１
５）からの出力電圧（ｅ＿１）が入力される反転増幅器
（Ａ′）とから形成し、また前記圧電セラミック駆動部
（Ｆ）を、出力トランス（Ｔ）と、その一次巻線の一側
に接続されＰＩＤ制御部（Ｅ）からの出力信号（ｅａ）
により導通制御されるトランジスタ（Ｔｒ＿２）と、前
記一次巻線の他端側に接続され、発振部（Ｄ）の出力に
より導通制御されるトランジスタ（Ｔｒ＿２）とから形
成すると共に、入力操作信号（４）を用いて出力トラン
ス（Ｔ）の一次側コイル電流、ポテンショメータ（３）
のコイル電流及び発振部（Ｄ）の駆動用電流を夫々供給
することを特徴とする制御器。