JPH0592639U - センサ用表示装置 - Google Patents

センサ用表示装置

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JPH0592639U
JPH0592639U JP3094092U JP3094092U JPH0592639U JP H0592639 U JPH0592639 U JP H0592639U JP 3094092 U JP3094092 U JP 3094092U JP 3094092 U JP3094092 U JP 3094092U JP H0592639 U JPH0592639 U JP H0592639U
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JP3094092U
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正寿 河合
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サンクス株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示素子への通電電流を低減して発熱を抑制
すると共に、通電電流の変動をなくして発熱による温度
変動を抑制して検出精度を向上させる。 【構成】 直流電源端子VCCからスイッチ回路13な
いし15を直列に介して定電流回路27に接続し、各ス
イッチ回路13ないし15に並列に赤色LED22,橙
色LED23,緑色LED24を接続する。スイッチ回
路13ないし15には検出回路12の各表示出力端子A
ないしCから表示信号が与えられる。表示を行わないと
きには定電流回路27を停止させ、1個以上のLED2
2ないし24を点灯するときにはその点灯状態に拘ら
ず、一定電流が給電される。消費電流を極力低減できる
と共に、検出精度を向上できる。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、センサの検出状態を表示する複数個の表示素子を有するセンサ用表 示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近接センサ,光電センサ,超音波センサ或は圧力センサ等のセンサにおいては 、検出および非検出状態だけではなく安定検出状態或は異常検出状態等の表示を 行なうものがあり、各検出状態のそれぞれに対応してLED等の表示素子を設け て点灯表示するものがある。
【0003】 この種のものとしては、例えば、図2に示すようなものがある。即ち、図2は 近接する金属等の被検出物Mを検出する近接センサの電気的構成を示した図であ り、センサとしての検出コイル1は検出回路2に接続されている。検出回路2は 、直流電源端子VCC(例えば+24V)から給電され、検出コイル1からの信 号の変化等により被検出物Mが近接したことをを検出し、その検出状態に応じて 表示信号を出力する。
【0004】 動作表示回路3は、動作表示灯としての赤色LED3a,点灯制御用のnpn 形のトランジスタ3bおよび抵抗3cの直列回路からなり、直流電源端子VCC とグランド端子GNDとの間に接続されている。安定動作表示回路4は、安定動 作表示灯としての緑色LED4a,点灯制御用のnpn形のトランジスタ4bお よび抵抗4cの直列回路からなり、直流電源端子VCCとグランド端子GNDと の間に接続されている。
【0005】 検出回路2の表示出力端子XおよびYはそれぞれトランジスタ3bおよび4b のベースに接続されており、出力端子Zはnpn形の出力トランジスタ5のベー スに接続されている。出力トランジスタ5は、エミッタがグランド端子GNDに 接続され、コレクタは出力端子OUTに接続されている。
【0006】 上記構成によれば、被検出物Mが検出コイル1に近接していると、検出回路2 は、検出コイル1からの信号が検出領域に入っていれば、出力端子Xから検出状 態を示す動作表示信号を出力すると共に、出力端子Zから検出信号を出力するよ うになる。これにより、トランジスタ3bがオンして赤色LED3aが通電点灯 されると共に、出力トランジスタ5がオンされて出力端子OUTに接続された図 示しない負荷を駆動するようになる。
【0007】 また、検出回路2は、検出コイル1からの信号が安定検出領域に入っていると きには、上述の出力状態に加えて、出力端子Yからも安定動作表示信号を出力す るようになる。これにより、トランジスタ4bもオンして緑色LED4aも通電 点灯されるようになり、安定に検出している状態が表示される。
【0008】 このように、検出回路2は、検出コイル1による被検出物体Mの検出状態に応 じて、非検出状態,不安定検出状態および安定検出状態の3つの検出表示および 出力を行なうものである。
【0009】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来構成のものでは、例えば、表示回路3および 4のそれぞれのLED3aおよび4aを独立して直流電源端子VCCから通電点 灯する構成であるので、それらの通電電流も直流電源端子VCCから個々に与え られることになり、他の検出回路2等での消費電流に比べて表示回路3,4の駆 動による消費電流がかなり大きくなってしまう。また、このようにLED3a或 は4aを点灯する毎に消費電流が加算されるため、全体としての消費電流が大き く変動してしまうことになる。
【0010】 例えば、赤色LED3aおよび緑色LED4aのそれぞれの通電電流が2mA および4mA程度であるとすると、検出状態に応じて、LED3a,4aの点灯 状態が変わると、その表示による全体の消費電流は最大の6mA程度までの広い 範囲で変動することになる。
【0011】 ところで、このような近接センサは、近年全体構成の小形化が進んでおり、例 えば、円筒状のコンパクトなパッケージに収容して形成し、検出部位に配置しや すいようにしたものがある。この場合、検出回路2等の回路部品はIC等に一体 に集積化して内部の回路基板に搭載する構成としている。
【0012】 従って、複数個のLED3a,4aを共に点灯したときには、その発熱に伴な う温度上昇で検出回路2での検出動作にも検出精度の低下を及ぼす等の大きな影 響を与えるようになる。また、このような傾向は、表示素子としてのLEDの配 設個数が増えてくるとますます顕著になるため、検出精度を低下させないように するためには、表示素子の配設個数を制限しなければならないことになる。
【0013】 図2の場合では、例えば、近接センサ本体を構成している回路基板,パッケー ジにおいて、発熱部から外気までの熱抵抗が100℃/W程度であると仮定する と、表示回路3,4のLED3a,4aへの通電による温度上昇の最大値ΔTは 次のように計算できる。即ち、直流電源端子VCCの電圧24V,LED3aお よび4aの通電電流2mAおよび4mAから、 ΔT=24(V)×(2+4)×10−3(A)×100(℃/W) =14.4(℃) …(1) となる。従って、検出状態に応じてLED3a,4aの点灯状態が変動すると、 近接センサ本体に及ぼす温度変動幅が最大で14.4℃程度の広い範囲となって しまう。
【0014】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、検出状態の表示の ための複数個の表示素子を有する場合でも、それらの点灯状態に拘らず消費電流 を一定にして温度変動を抑制すると共に、全体の消費電流を極力低減できるセン サ用表示装置を提供するにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本考案のセンサ用表示装置は、センサの検出状態に応じてその状態を表示する ための表示信号を出力する検出手段と、直列に接続され前記検出手段からの表示 信号に対応してその検出状態を表示するための複数個の表示素子と、前記直列に 接続された複数個の表示素子に一定の電流を通電する定電流回路と、前記複数個 の表示素子のそれぞれに並列に接続され前記検出手段から自己に対応する前記表 示信号が出力されないときに対応するその表示素子への通電電流を側路する複数 個のスイッチ手段と、前記検出手段から前記表示信号が出力されていないときに 前記定電流回路の通電動作を停止させる停止手段とを設けて構成したところに特 徴を有する。
【0016】
【作用】
本考案のセンサ用表示装置によれば、複数個の表示素子は直列に接続された状 態で定電流回路から通電されるが、このとき、各表示素子に並列に接続されたス イッチ手段に検出手段から表示信号が与えられていない状態では、停止手段によ り定電流回路の通電動作を停止させるので表示動作のための電流は流れない状態 である。
【0017】 そして、検出手段からセンサの検出状態に応じた表示信号が出力されると、停 止手段は定電流回路を動作させて一定電流を流すようになり、このとき、表示信 号が与えられたスイッチ手段は側路していた電流を対応する表示素子に通電する ようになり、表示信号が与えられていない他のスイッチ手段は定電流回路からの 一定電流を側路しておりそれに対応する表示素子には通電されない状態となる。 これにより、表示信号に対応した表示素子が通電点灯されてその状態表示がなさ れる。
【0018】 従って、複数個の表示素子の点灯状態に拘らず、常に表示のための通電電流は 定電流回路からの一定電流とすることができ、また、その通電電流の大きさは、 1個分の表示素子に必要な電流値に設定すれば良いので、全体として消費電流を 低減することができ、表示素子を何れも点灯させないときには、停止手段により 通電を停止するので、さらに消費電流を低減させることができる。この結果、表 示素子への通電に伴なう発熱を極力低減して検出精度の低下を極力抑制できるも のである。
【0019】
【実施例】
以下、本考案を近接センサに適用した場合の一実施例について、図1を参照し て説明する。
【0020】 図1は近接センサの電気的構成を示すもので、近接する金属等の被検出物Mを 検出するセンサとしての検出コイル11は検出手段としての検出回路12に接続 されている。検出回路12は、例えば、+24Vの直流電源端子VCCから給電 されるもので、検出コイル11からの信号の変化等により被検出物Mを検出し、 その検出状態に応じて後述するような複数の出力信号や表示信号を出力する。尚 、この場合、検出回路12の消費電流は4mA程度となっている。
【0021】 複数個例えば3個のスイッチ手段としてのスイッチ回路13,14,15は、 次のように構成される。スイッチ回路13は、pnp形のトランジスタ16およ びnpn形のトランジスタ17をダーリントン接続したもので、トランジスタ1 6のエミッタは直流電源端子VCCに接続されると共にトランジスタ17のコレ クタに接続されている。トランジスタ16のコレクタはトランジスタ17のベー スに接続され、トランジスタ16のベースは検出回路12の表示出力端子Aに接 続されている。トランジスタ17のコレクタ,エミッタは、それぞれ接続端子1 3a,13bに接続されている。
【0022】 また、スイッチ回路14は、同様に、pnp形のトランジスタ18およびnp n形のトランジスタ19をダーリントン接続して構成しており、トランジスタ1 8のベースは検出回路12の表示出力端子Bに接続され、エミッタはトランジス タ17のエミッタに接続されている。トランジスタ19のコレクタ,エミッタは それぞれ接続端子14a,14bに接続されている。
【0023】 そして、スイッチ回路15は、同様に、pnp形のトランジスタ20およびn pn形のトランジスタ21をダーリントン接続して構成しており、トランジスタ 20のベースは検出回路12の表示出力端子Cに接続され、エミッタはトランジ スタ19のエミッタに接続されている。トランジスタ21のコレクタ,エミッタ はそれぞれ接続端子15a,15bに接続されている。
【0024】 複数個例えば3個の表示素子としての赤色LED22,橙色LED23および 緑色LED24は、それぞれ接続端子13a−13b間,14a−14b間およ び15a−15b間に図示極性で接続されている。また、赤色LED22には分 流抵抗25が並列に接続され、橙色LED23には分流抵抗26が並列に接続さ れている。
【0025】 この場合、赤色LED22は動作表示用,橙色LED23は警報表示用,緑色 LED24は安定動作表示用であり、各LED22ないし24の最適な通電電流 の値は、それぞれ、2mA,3mAおよび4mA程度となっており、上述の分流 抵抗25,26により適切な通電電流となるように構成されている。
【0026】 定電流回路27は、カレントミラー回路を利用して一定電流を供給するもので 、npn形のトランジスタ28のコレクタはトランジスタ21のエミッタに接続 され、エミッタはグランド端子GNDに接続されている。トランジスタ28とペ アで使用されるnpn形のトランジスタ29のコレクタは抵抗30を介して検出 回路12の標準電圧出力端子Vrに接続され、エミッタは抵抗31を介してグラ ンド端子GNDに接続されている。
【0027】 トランジスタ28と29とのベースは共にnpn形のトランジスタ32のエミ ッタ・コレクタ間を介して直流電源端子VCCに接続され、そのトランジスタ3 2のベースはトランジスタ29のコレクタに接続されている。
【0028】 この場合、定電流回路27は、トランジスタ29のエミッタに抵抗31を介在 させることにより、トランジスタ29の通電電流を小としながらトランジスタ2 8側に十分な電流が得られるようになっている。尚、定電流回路27は、npn 形の3トランジスタ形として構成しているが、3トランジスタ形として構成する 場合には、IC等で直流電流増幅率hFEが比較的小さいpnp形のトランジス タを用いても大きいミラー係数が得られるものである。
【0029】 停止手段としてのnpn形のトランジスタ33のコレクタはトランジスタ29 のコレクタに接続され、エミッタはグランド端子GNDに接続され、ベースは検 出回路12の停止信号出力端子Fに接続されている。
【0030】 検出出力用のnpn形のトランジスタ34のコレクタは出力端子OUT1に接 続され、エミッタはグランド端子GNDに接続され、ベースは検出回路12の検 出出力端子Dに接続されている。警報出力用のnpn形のトランジスタ35のコ レクタは出力端子OUT2に接続され、エミッタはグランド端子GNDに接続さ れ、ベースは検出回路12の警報出力端子Eに接続されている。
【0031】 尚、上述の全体構成のうち、検出コイル11,LED22ないし24および分 流抵抗25,26を除いた部分は、センサ回路36として集積回路にして一体に 形成されている。
【0032】 次に、本実施例の作用について説明する。
【0033】 検出回路12は、被検出物Mを検出していない状態においては、いずれの表示 信号も出力しておらず、従って、各出力端子A,BおよびCは「L」レベルの出 力状態となっている。また、検出回路12は、上述のようにいずれの表示信号も 出力していないときには、停止信号出力端子Fから「H」レベルの停止信号Sf を出力している。
【0034】 これにより、トランジスタ33がオン状態となり、定電流回路27においては 、トランジスタ29のコレクタおよびトランジスタ32のベースがグランドレベ ルに低下するので、トランジスタ28にベース電流が供給されなくなる。従って 、検出回路12の標準電圧出力端子Vrから標準電圧が通電信号として出力され ている状態であっても、定電流回路27は一定電流を供給しなくなる。
【0035】 また、定電流回路27が動作しないことにより、スイッチ回路13,14,1 5のそれぞれにも給電されなくなり、LED22,23および24の何れにも給 電されず消灯状態となっている。
【0036】 検出回路12は、被検出物Mが近接して検出コイル11からの信号が検出領域 に入っているが安定検出領域には入っていない状態であるときには、表示出力端 子Aから「H」レベルの動作表示信号Saを出力すると共に、停止信号出力端子 Fから出力していた「H」レベルの停止信号Sfを解除して「L」レベルに反転 させる。また、このとき、検出回路12は、同時に出力端子Dから「H」レベル の検出信号Sdを出力するようになる。
【0037】 この結果、まず、検出回路12の出力端子Fから停止信号Sfが解除されるこ とにより、トランジスタ33がオフして定電流回路27が動作する。即ち、定電 流回路27においては、検出回路12の標準電圧出力端子Vrから与えられる電 圧がトランジスタ29に印加されると共に、トランジスタ32からのコレクタ電 流がトランジスタ29のベース電流として供給され、トランジスタ29には一定 の電流が流れるようになる。トランジスタ28にはミラー係数に応じたベース電 流が与えられることにより、一定電流が通電されるようになる。
【0038】 この場合、定電流回路27が流す一定電流の値は、例えば、緑色LED24の 適切な通電電流である4mA程度となるように設定されている。
【0039】 定電流回路27により一定電流が通電されるようになると、その通電経路に接 続されているスイッチ回路13,14および15にも通電されるようになる。即 ち、各スイッチ回路13,14および15においては、表示信号が与えられる前 の状態では、トランジスタ16,18および20は各ベースに「L」レベルの信 号が与えられた状態であるのでオンしており、これによりトランジスタ17,1 9および21もオンしている。従って、定電流回路27による一定電流は、スイ ッチ回路13,14および15を介して流れている状態である。
【0040】 さて、このように定電流回路27から一定電流が通電される状態で、検出回路 12の表示出力端子Aから「H」レベルの動作表示信号Saが出力されると、ス イッチ回路13においては、トランジスタ16がオフすることにより、トランジ スタ17もオフするようになる。
【0041】 すると、いままで、定電流回路27による一定電流を側路していたものが、そ のインピーダンスが高くなることにより、その一定電流は接続端子13aから動 作表示用の赤色LED22と分流抵抗25との並列回路を介して接続端子13b に至る通電経路で電流が流れるようになる。
【0042】 この結果、定電流回路27の一定電流4mAが、赤色LED22および分流抵 抗25のそれぞれに2mA程度に分流されて流れるようになり、もって赤色LE D22が適切な電流で点灯されるようになり、動作状態の表示が行なわれる。
【0043】 また、検出回路12の出力端子Dからの検出信号Sdの出力により、出力トラ ンジスタ34がオンし、出力端子OUT1に接続された図示しない負荷を駆動す るようになる。
【0044】 さて、検出回路12は、被検出物Mが近接して検出コイル11からの信号が安 定検出領域に入っているときには、表示出力端子Aから「H」レベルの動作表示 信号Sa,表示出力端子Cから「H」レベルの安定動作信号Sc,出力端子Dか ら「H」レベルの検出信号Sdを出力すると共に、出力端子Fから出力していた 停止信号Sfを解除するようになる。
【0045】 これにより、上述同様にして定電流回路27が動作し、赤色LED22が通電 点灯されると共に、スイッチ回路15においては、トランジスタ20および21 が順次オフされることにより、それまで側路されていた定電流回路27からの一 定電流が、接続端子15aから安定動作表示用の緑色LED24を介して接続端 子15bに至る通電経路に流れるようになる。
【0046】 従って、定電流回路27からの4mAの一定電流は、赤色LED22へ2mA 程度通電されると共に、緑色LED24に4mA程度通電されるようになり、も ってそれぞれのLED22,24が最適な電流で通電点灯される。また、検出信 号Sdの出力により、出力用のトランジスタ34がオンして出力端子OUT1を 「L」レベルに反転させるようになる。
【0047】 また、検出回路12は、異常状態を検出したときには、警報信号を出力すべく 表示出力端子Bから「H」レベルの警報表示信号Sbを出力すると共に、出力端 子Eから「H」レベルの警報信号Seを出力する。
【0048】 これにより、前述同様にして、スイッチ回路14がオフ状態となるので、それ まで側路していた定電流回路27からの一定電流は接続端子14aから警報表示 用の橙色LED23と分流抵抗26との並列回路を介して接続端子14bに至る 通電経路に流れるようになる。また、警報出力用のトランジスタ35がオンして 出力端子OUT2を「L」レベルに反転させるようになる。
【0049】 尚、上述のようにLED22,23および24を通電点灯する場合、従来構成 の場合には、通電電流の総和が7mA程度となることに較べて、本実施例のもの では4mA程度で済むので、それらへの通電による発熱での装置全体の温度上昇 は、次のように計算できる。
【0050】 即ち、直流電源端子VCCの端子電圧が24V,熱抵抗を100℃/Wと仮定 すると、 ΔT=24(V)×4×10−3(A)×100(℃/W) =9.6(℃) …(2) となる。そして、定電流回路27は、LED22,23,24のいずれかが点灯 している状態では、その点灯数に拘らず常に4mAを通電している状態であるの で、それらの発熱による装置全体の温度上昇を9.6℃程度に抑えることができ る。
【0051】 このような本実施例によれば、検出回路12における被検出物Mの検出状態に 応じてLED22,23,24を点灯制御する場合でも、1個分のLED24の 通電電流を定電流回路27から給電すれば良いので、消費電流を極力低減するこ とができ、さらに、LED22,23,24の何れも点灯しないときには定電流 回路27の動作を停止するので、この場合には消費電流が殆どなくなり、全体と して消費電流を大幅に低減させることができる。
【0052】 また、センサ回路36をICとして構成しているので、消費電流が低減される ことにより、発熱による温度上昇も抑制され、検出動作の精度を向上させること ができる。
【0053】 また、本実施例によれば、最適な通電電流の異なるLED22,23および2 4を接続する場合に、その通電電流が最大である緑色LED24に合わせて4m Aの一定電流を流し、通電電流がそれよりも少ない赤色LED22および橙色L ED23に対しては、分流抵抗25,26を並列に設けて分流することにより最 適な電流を流すようにしたので、各LED22,23および24の明るさを均一 に揃えて点灯させることができる。
【0054】 尚、上記実施例においては、複数個の表示素子として3個のLED22,23 ,24を用いた場合について述べたが、これに限らず、4個以上のLEDを表示 素子として用いる構成のものにも適用できる。
【0055】 また、上記実施例においては、通電電流が異なるLED22,23および24 を表示素子として用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば、検出 回路12による検出レベルを多数のLEDの点灯数により表示するレベルインジ ケータに適用しても良い。
【0056】 尚、このようなレベルインジケータに適用する場合には、従来方式の構成とす ると使用するLEDの個数に比例してその消費電流が増大するのに較べて、LE Dの個数に拘らず1個分の消費電流となるため、発熱の悪影響がなくなる。
【0057】 さらに、上記実施例は、本考案を近接センサに適用した場合について述べたが 、これに限らず、光電センサ,超音波センサ或は圧力センサ等の各種センサの表 示装置に適用できるものである。
【0058】
【考案の効果】
以上説明したように、本考案のセンサ用表示装置は、複数個の表示素子を直列 に接続して定電流回路から給電すると共に、各表示素子に並列にスイッチ手段を 設けてその通電電流を側路することにより点灯制御を行なうようにし、さらに、 いずれの表示素子に対しても表示信号が出力されていないときには、停止手段に より定電流回路の動作を停止させるようにした。
【0059】 これにより、複数個の表示素子のうち1個以上が点灯されるときには、その点 灯状態に拘らず、表示素子1個分の通電電流で点灯制御することができるので、 消費電流を極力低減して発熱による温度変動も低減でき、表示素子が1個も点灯 されないときには、通電電流が停止されることにより消費電流がなくなる。
【0060】 従って、全体としての消費電流を低減することができると共に、温度変動によ る検出精度の低下を抑制することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示す電気的構成図
【図2】従来例を示す図1相当図
【符号の説明】
11は検出コイル(センサ)、12は検出回路(検出手
段)、13,14,15はスイッチ回路(スイッチ手
段)、16,18,20はpnp形のトランジスタ、1
7,19,21はnpn形のトランジスタ、22は動作
表示用の赤色LED(表示素子)、23は警報表示用の
橙色LED(表示素子)、24は安定動作表示用の緑色
LED(表示素子)、25,26は分流抵抗、27は定
電流回路、33は停止用のnpn形のトランジスタ(停
止手段)、34,35は出力用のnpn形のトランジス
タ、36はセンサ回路である。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサの検出状態に応じてその状態を表
    示するための表示信号を出力する検出手段と、直列に接
    続され前記検出手段からの表示信号に対応してその検出
    状態を表示するための複数個の表示素子と、前記直列に
    接続された複数個の表示素子に一定の電流を通電する定
    電流回路と、前記複数個の表示素子のそれぞれに並列に
    接続され前記検出手段から自己に対応する前記表示信号
    が出力されないときに対応するその表示素子への通電電
    流を側路する複数個のスイッチ手段と、前記検出手段か
    ら前記表示信号が出力されていないときに前記定電流回
    路の通電動作を停止させる停止手段とを設けて構成した
    ことを特徴とするセンサ用表示装置。
JP3094092U 1992-05-12 1992-05-12 センサ用表示装置 Pending JPH0592639U (ja)

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