JPH0660287A - 2線式伝送器 - Google Patents

2線式伝送器

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JPH0660287A
JPH0660287A JP21267892A JP21267892A JPH0660287A JP H0660287 A JPH0660287 A JP H0660287A JP 21267892 A JP21267892 A JP 21267892A JP 21267892 A JP21267892 A JP 21267892A JP H0660287 A JPH0660287 A JP H0660287A
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JP
Japan
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signal
switch
voltage
circuit
constant
Prior art date
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Pending
Application number
JP21267892A
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English (en)
Inventor
Masaaki Niiguni
雅章 新国
Toshiyuki Miyata
稔之 宮田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2線式伝送器が異常になったときに電流信号
の下限を通常動作の下限よりも下げられるように改良し
た2線式伝送器を提供するにある。 【構成】 2線式伝送器において、負荷側から電流信号
の一部が供給されたときに第1スイッチを介して第1定
電圧を発生する第1定電圧回路と、この電流信号の一部
が供給されたときに第2スイッチを介して先の第1定電
圧より高い電圧である第2定電圧を発生する第2定電圧
回路と、2線式伝送器に生じた異常を監視し異常の際に
はバーンアウト信号を出力する監視回路と、このバーン
アウト信号により先の第1スイッチから先の第2スイッ
チに切り換える駆動信号を出力する駆動回路と、先の第
1或いは第2定電圧を用いて先の信号処理回路で使用す
る一定の回路電圧を作るスイッチング電源とを具備する
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷側から2本の伝送
線を介して電流の供給を受けると共に測定すべき物理量
をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理回路で
信号処理して伝送線を介して負荷側に電流信号として伝
送する2線式伝送器に係り、特に、この2線式伝送器が
異常になったときに先の電流信号の下限を通常動作の下
限よりも下げられるように改良した2線式伝送器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の2線式伝送器の構成を示す
ブロック図である。2線式伝送器10は外部回路11と
伝送線L1、L2で接続されており、この外部回路11
は2線式伝送器10の回路電源を供給するに必要な直流
電圧Ebと受信抵抗R1が端子T1、T2を介して伝送
線L1、L2に直列に接続されている。この伝送線L
1、L2の他端は2線式伝送器10の端子T3、T4に
接続されている。
【0003】端子T3、T4の間には、ダイオードD
1、トランジスタQ1のエミッタとベース、トランジス
タQ2のコレクタとエミッタ、ダイオードD2、帰還抵
抗R2がそれぞれ直列に接続されている。また、トラン
ジスタQ1のエミッタとコレクタとの間には起動抵抗R
3が接続されている。
【0004】また、ダイオードD2と帰還抵抗R2の接
続点CN1と、起動抵抗R3とトランジスタQ1のコレ
クタの接続点CN2との間にはツエナダイオードD3が
接続され、これらの間に一定の電圧である1次電圧V1
を得ている。
【0005】この1次電圧V1はスイッチング電源12
の一次端子T5と接続点CN1に接続された共通端子T
6との間に印加され、その二次端子T7と共通端子T6
との間に電圧変成された直流の二次電圧V2が出力され
る。この二次電圧V2は物理量を電気信号に変換するセ
ンサ13及びこの電気信号を信号処理するマイクロプロ
セッサを搭載した信号処理回路14等に供給される。
【0006】センサ13は圧力などの物理量を電気信号
に変換して信号処理回路14に出力する。信号処理回路
14はこの電気信号に対して直線性補正などの信号処理
をしてパルス幅信号PWMとして出力する。
【0007】VR1′、VR2′はこのパルス幅信号PWM
を所定のレベルにレベル変換するための基準電圧VR1
R2を発生する基準電圧源であり,これらの基準電圧源
R1′、VR2′はスイッチSW1の切換端の各一端と接
続点CN1との間に接続されている。
【0008】スイッチSW1の共通端は抵抗R4とコン
デンサC1で構成されるフイルタFLに接続され、パル
ス幅信号PWMにより切り換えられる。したがって、ス
イッチSW1の共通端にはレベルが基準電圧VR1とVR2
の間でパルス幅信号PWMにより切り換えられるパルス
状の信号が得られ、フイルタFLはこの信号を平滑して
対応するアナログ信号とする。
【0009】このアナログ信号はバッフア増幅器Q3に
よりバッフアリングされてその出力端にセンサ信号Va
として出力される。誤差増幅器Q4の反転入力端(−)
には基準電圧VR1´を抵抗R5とR6で分圧した分圧電
圧が印加され、その非反転入力端(+)には帰還抵抗R
2の両端に発生した帰還電圧Vfとセンサ信号Vaの和の
電圧を抵抗R7、R8及び帰還抵抗R2で分圧した分圧
電圧が印加されている。
【0010】そして、誤差増幅器Q4はこれらの分圧電
圧が一致するようにトランジスタQ2のベース電流を制
御し、この結果としてトランジスタQ2のコレクタ電流
によりトランジスタQ1のベース電流が制御される。こ
れにより、トランジスタQ1はセンサ信号Vaに対応し
た統一の電流信号I0(=4mA〜20mA)として2
本の伝送線L1、L2を介して受信抵抗R1に出力す
る。
【0011】したがって、電流信号I0はセンサ13か
らの出力信号であるセンサ信号Vaにのみ応答する0〜
16mAの可変定電流と2線式伝送器の内部回路で消費
される内部消費電流との和の電流として受信抵抗R1に
送出される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような2線式伝送器は、通常の動作の場合は2線式伝送
器10の内部で消費する電力があり、これを電流信号I
0を最小で賄う必要がある。通常、この値以下に電流信
号I0を低下させることはできない。
【0013】したがって、この2線式伝送器に異常が生
じたときに、電流信号I0を通常の2線式伝送器の内部
で消費する電流以下に振切らせ、この異常を外部に知ら
せることができないという問題がある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、負荷側から2本の伝送線を
介して電流の供給を受けると共に測定すべき物理量をセ
ンサにより電気信号に変換しこれを信号処理回路で信号
処理して先の伝送線を介して先の負荷側に電流信号とし
て伝送する2線式伝送器に係り、先の電流信号の一部が
供給されたときに第1スイッチを介して第1定電圧を発
生する第1定電圧回路と、先の電流信号の一部が供給さ
れたときに第2スイッチを介して先の第1定電圧より高
い電圧である第2定電圧を発生する第2定電圧回路と、
先の2線式伝送器に生じた異常を監視し異常の際にはバ
ーンアウト信号を出力する監視回路と、このバーンアウ
ト信号により先の第1スイッチから先の第2スイッチに
切り換える駆動信号を出力する駆動回路と、先の第1或
いは第2定電圧を用いて先の信号処理回路で使用する一
定の回路電圧を作るスイッチング電源とを具備するよう
にしたものである。
【0015】
【作 用】通常は、第1定電圧をスイッチング電源の1
次側に印加してその2次側から信号処理回路に回路電圧
を供給しているが、異常を知らせるバーンアウト信号が
監視回路から駆動回路に出力されると、駆動回路はこの
バーンアウト信号により第1スイッチから第2スイッチ
に切り換える駆動信号を出力して先の第1定電圧より高
い電圧である第2定電圧をスイッチング電源の1次側に
印加する。
【0016】この結果、このスイッチング電源の1次電
流が低減されて見かけ上、2線式伝送器の内部消費電流
が通常のときより小さくできる。これにより、信号処理
回路を正常に動作させながら通常の2線式伝送器の内部
で消費する電流以下の下限振れ切れを実現することがで
きる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す2線式伝
送器15のブロック図である。なお、図3に示す従来の
2線式伝送器10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。
【0018】スイッチング電源12の二次端子T7と共
通端子T6との間にはウオッチドックタイマ機能を有す
る監視回路16の電源端が接続されている。この監視回
路16は信号処理回路14の動作状態を監視しており、
異常が検出されたとときはバーンアウト信号BOSを出
力する。
【0019】このバーンアウト信号BOSは電源端が接
続点CN1とCN2間に接続されたインバータG1とス
イッチSW2に出力される。インバータG1で反転され
たバーンアウト信号BOSは、同じく電源端が接続点C
N1とCN2間に接続されたインバータG2の入力端に
出力される。これらのインバータG1とG2で駆動回路
17を構成し、それぞれ駆動信号VD1、VD2を出力す
る。
【0020】一方、接続点CN1とCN2の間には、P
チャンネルの電荷効果トランジスタ(FET)で構成さ
れるスイッチSW3とツエナダイオードD3との直列回
路と、スイッチSW4とツエナダイオードD4との直列
回路がそれぞれ並列に接続されている。
【0021】これらのスイッチSW3とSW4は、それぞ
れインバータG2、G1から出力される駆動信号VD1
D2により開閉されて、スイッチング電源12の一次端
子T5と共通端子T6の間にそれぞれツエナダイオード
D3からの一定の1次電圧V1と、ツエナダイオードD
4からのこれより高い電圧である一定の1次電圧V1´
が印加される。具体的には、V1は9ボルト、V1´は
14ボルト等に選定される。
【0022】スイッチSW1とSW2は全体としてアナロ
グスイッチ18を構成している。スイッチSW1の切換
端はそれぞれ基準電圧源VR1′、VR2′に接続されて、
0ボルトと5ボルトのパルス幅信号PWMをレベル変換
するための基準電圧VR1とV R2に切り換えられる。
【0023】スイッチSW1の共通端は、スイッチSW2
の切換端の一端に、その他端はバーンアウトのときの下
限振れ切れの電流信号I0の値を決める基準電圧VR3
有する基準電圧源VR3´に接続されている。
【0024】そして、スイッチSW2の共通端は抵抗R4
とコンデンサC1で構成されるフイルタを介してバッフ
ア増幅器Q3の非反転入力端(+)に接続されている。
このスイッチSW2は、バーンアウト信号BOSにより
基準電圧源VR3´側に切り換えられる。
【0025】通常の状態では、スイッチSW3がオンで
スイッチSW4がオフの状態となっている。このため、
スイッチング電源12の一次側にはツエナダイオードD
3から1次電圧V1が印加されている。これにより、ス
イッチング電源12の一次側に一次電流I1が流入し、
二次側から二次電流I2が流出する。
【0026】スイッチング電源12の変換効率をηとす
れば、 η・V1・I1=V2・I2 (1) なる関係がある。そして、この二次電圧V2はスイッチ
ング電源12により一定に制御されるので、二次電流I
2もほぼ一定となる。
【0027】ここで、信号処理回路14に異常が発生し
て、これを監視回路16が検知してバーンアウト信号B
OSが駆動回路17に出力されると、インバータG1、
G2により駆動信号VD1、VD2がスイッチSW4とSW3
に印加されて、スイッチSW 4がオン、スイッチSW3
オフに切り換えられる。
【0028】したがって、スイッチング電源12の一次
側には1次電圧V1より高い電圧である1次電圧V1´
が印加される。このため、(1)式の右辺が一定である
ことから、信号処理回路14で消費する電力の変更を伴
わずに一次電流I1が通常の場合に比べて小さくなる。
この結果、電流信号I0を通常の2線式伝送器の内部消
費電流より小さくすることができ、バーンアウトをさせ
ることができる条件が整う。
【0029】同時に、バーンアウト信号BOSがスイッ
チSW2に印加されることにより、その切換端がスイッ
チSW1側から基準電圧源VR3´側に切り換えられ、基
準電圧VR3がバッフア増幅器Q3の非反転入力端(+)
に印加され、これにより電流信号I0のバーンアウト値
(4mA以下)が決定される。
【0030】ここで、例えば基準電圧源VR2′として1
5Vのツエナダイオードを、基準電圧源VR3´として
9.1Vのツエナダイオードをそれぞれ使用した場合に
は、正常状態での消費電流2.6mAに対してバーンア
ウトのときの消費電流を2.0mAに低減できることが
確認されている。
【0031】図2は本発明の他の実施例の構成を示す回
路図である。この場合は、図1に示す実施例に対してプ
ラス側へのバーンアウトとマイナス側へのバーンアウト
の双方を設定できるように改良した2線式伝送器19の
要部構成を示すものである。
【0032】インバータG2の出力端とスイッチSW3
との間にスイッチSW5が、スイッチSW3と接続点CN
1との間にスイッチSW6がそれぞれ接続されている。
スイッチSW5とスイッチSW6は互に相補的に動作し、
これは手動で或いはジャンパなどで設定される。
【0033】基準電圧源VR1′の両端には抵抗R9とス
イッチSW7と抵抗R10との直列回路が接続され、スイ
ッチSW7と抵抗R10との接続点の電位がスイッチSW2
切換端の他端に導出されている。さらに、この接続点は
スイッチSW8を介して基準電圧源VR2′に接続されて
いる。
【0034】スイッチSW7とスイッチSW8も互に相補
的に動作し、スイッチSW5、スイッチSW6と連動して
動作する。この連動動作は、スイッチSW5とスイッチ
SW 7は互に同期し、スイッチSW6とスイッチSW8
互に同期して動作し、これ等は相補的に動作する関係に
ある。
【0035】基準電圧源VR2′の基準電圧VR2は、プラ
スへのバーンアウト値を決定する電圧に設定され、基準
電圧源VR1′の基準電圧VR1を抵抗R9と抵抗R10で分
圧した分圧点の電圧VSTは、マイナスへのバーンアウト
値を決定する電圧になるように設定される。
【0036】ここで、プラス側へバーンアウトさせる場
合は、スイッチSW5とSW7とをオフとし、スイッチS
6とスイッチSW8とをオンに設定する。通常の状態で
は、スイッチSW3は常時オン、スイッチSW4はオフで
あるので、一次電圧V1はツエナダイオードD3の電圧
が供給されている。
【0037】この状態でバーンアウト信号BOSが出力
されると、スイッチSW4はオフからオンになるが、ツ
エナダイオードD4の電圧の方がツエナダイオードD3
の電圧より大きいので、ツエナダイオードD4はオフの
ままである。
【0038】一方、スイッチSW2はバーンアウト信号
BOSにより電圧VST側に切り換えられており、しかも
スイッチSW8はオンの状態であるので、基準電圧VR2
が電圧VSTとして出力され、プラス側の所定値にバーン
アウトされる。
【0039】次に、マイナス側へバーンアウトさせる場
合は、スイッチSW5とSW7とをオンとし、スイッチS
6とスイッチSW8とをオフに設定する。このときは、
スイッチSW3がオフ、SW4がオンであるので、一次電
圧V1はツエナダイオードD4の高い電圧が供給されて
いる。
【0040】そして、スイッチSW7がオンでスイッチ
SW2はバーンアウト信号BOSにより電圧VST側に切
り換えられているで、電圧VSTは設定の通りマイナスの
所定値へバーンアウトする。
【0041】
【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、マイナス側にバーンアウトしたと
きに伝送器自身の消費電流を低減させることができるよ
うにしたので、正常状態における消費電流以下にマイナ
ス側のバーンアウトさせて外部に異常を知らせることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の他の実施例の構成を示す要部構成図で
ある。
【図3】従来の2線式伝送器の構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
10、15、19 2線式伝送器 11 外部回路 12 スイッチング電源 13 センサ 14 信号処理回路 16 監視回路 17 駆動回路 18 アナログスイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負荷側から2本の伝送線を介して電流の供
    給を受けると共に測定すべき物理量をセンサにより電気
    信号に変換しこれを信号処理回路で信号処理して前記伝
    送線を介して前記負荷側に電流信号として伝送する2線
    式伝送器において、前記電流信号の一部が供給されたと
    きに第1スイッチを介して第1定電圧を発生する第1定
    電圧回路と、前記電流信号の一部が供給されたときに第
    2スイッチを介して前記第1定電圧より高い電圧である
    第2定電圧を発生する第2定電圧回路と、前記2線式伝
    送器に生じた異常を監視し異常の際にはバーンアウト信
    号を出力する監視回路と、このバーンアウト信号により
    前記第1スイッチから前記第2スイッチに切り換える駆
    動信号を出力する駆動回路と、前記第1或いは第2定電
    圧を用いて前記信号処理回路で使用する一定の回路電圧
    を作るスイッチング電源とを具備することを特徴とする
    2線式伝送器。
JP21267892A 1992-08-10 1992-08-10 2線式伝送器 Pending JPH0660287A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005070997A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Yokogawa Electric Corp 2線式伝送器
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JP2022069929A (ja) * 2020-10-26 2022-05-12 横河電機株式会社 フィールド機器

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