JPH09171036A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は信頼性の高い電流検出装置を提供す
ることを課題としている。 【解決手段】 本発明の電流検出装置は、検出用抵抗１
２に印加される直流電圧を増幅するバッアァアンプ１４
と、検出用抵抗１２と直列に接続されて一定の直流電圧
を取り出すツェナーダイオード１１と、ツェナーダイオ
ード１１から取り出された直流電圧のリップル分によっ
て発信する発信器１６と、発信器１６と直列に接続され
て発信器１６から出力された発信電圧を増幅する倍電圧
回路１３とを備えたことを特徴としている。 【効果】 本発明により電流検出装置の直流電流測定精
度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業計装用の統一
電流信号（４〜２０ｍＡ）を用いる電流検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より工業用統一電気信号（４〜２０
ｍＡ）を利用し、無電源にて機器を動作させるものがあ
ったが、４〜２０ｍＡＤＣより電源を作るため、トラン
ス（変圧器）を用いたり、検出部と電源部が別々にしな
ければならないなどの制限があり、回路的にも大きなも
のとなり、実装スペース（空間）や価格の面でも困難で
ある等の問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するために、４〜２０ｍＡラインに挿入された、
ツェナーダイオードと検出用抵抗、および、ツェナーの
両端より電圧を得てパルスを発振する発振器とその先に
接続された、倍電圧回路、また、これらとコモンを共通
にし検出抵抗より電圧を検出するアンプによって構成
し、電源の供給と検出を行える無電源の電流検出装置を
提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の電流検出装置
は、直流電源を持たないＤＣ回路に接続されて流れる直
流電流を検出用抵抗と、検出用抵抗と並列に接続されて
前記検出用抵抗に印加される直流電圧を増幅するバッア
ァアンプと、検出用抵抗と直列に接続されて一定の直流
電圧を取り出すツェナーダイオードと、このツェナーダ
イオードと並列に接続されてツェナーダイオードから取
り出された直流電圧のリップルによって発信する発信器
と、この発信器と直列に接続されて発信器から出力され
た発信電圧を増幅する倍電圧回路とを備えたことを特徴
としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に本発明の電流検出装置の実施
の形態を説明する。図１において、検出用抵抗１２は直
流電源を持たないＤＣ回路１０に接続されて流れる直流
電流を検出する直流電流検出用の抵抗であり、電流計１
５は例えば４〜２０ｍＡのＤＣ回路１０に接続されて流
れる直流電流を計測する。バッアァアンプ１４は検出用
抵抗１２と並列に接続されて検出用抵抗１２に印加され
る直流電圧を増幅する回路であり、電源として正極Ｐ１
および負極Ｎ１に接続される。そして、バッアァアンプ
１４によって増幅された直流電圧は検出端子Ｋから外部
に引き出される。また、ツェナーダイオード１１は検出
用抵抗１２と直列にＤＣ回路１０に接続されて一定の直
流電圧を取り出す定電圧素子である。発信器１６はツェ
ナーダイオード１１と並列に接続されてツェナーダイオ
ード１１から取り出された直流電圧のリップル分によっ
て発信する回路である。倍電圧回路１３はダイオード１
７とコンデンサ１８を組み合わせて構成され、発信器１
６と直列に接続されて発信器１６から出力された発信電
圧を増幅する回路であり、増幅された発信電圧は正極端
子Ｐから引き出される。尚、発信器１６の両端は共通端
子Ｃおよび負極端子Ｎに接続されている。

【０００６】そして、例えば電流信号ライン（４〜２０
ｍＡＤＣ）であるＤＣ回路１０に電流が流れると、ライ
ンにシリース（直列）に挿入されたツェナーダイオード
１１の両端に電圧が発生する。この電圧を利用し、発振
器１１により波高電圧Ｖのパルス波を発生させる。この
パルス波をチャージポンプによる倍電圧回路１３に供給
する。ここで倍電圧回路１３のコモン（共通側）をツェ
ナーダイオード１１の＋側とすることで、コモン側を−
Ｖ、発生電圧を＋Ｖとさせることができる。これにより
ツェナーダイオード１１の＋側をコモンとしたユニバー
サル電源を構成することができる。また、ツェナーダイ
オード１１にシリースに挿入された検出用抵抗１２の両
端に発生する電圧をバッアァアンプ１４に接続する。す
ると、ツェナーダイオード１１の＋側がコモンとなって
いるため、コモンとの電圧差を増幅し、検出端子（ｏｕ
ｔ）Ｋから出力することができる。バッアァアンプ１４
の電源は、ユニバーサル電源を利用する。また、この回
路自体は１ｍＡ以下で動作するため、ラインの最低電流
４ｍＡＤＣの時でも動作、電源供給することができる。

【０００７】上記作用により、４〜２０ｍＡＤＣよりユ
ニバーサル電源と電流信号に比例した検出信号を得るこ
とができる。また、トランス等の部品を使用しないた
め、小型で低消費電流の回路を構成できる。また、４〜
２０ｍＡラインであれば電圧降下が許す限り、いくつで
も直列に挿入できるため、現場から計装板まで引かれた
信号線上に簡単にいれることができる。

【０００８】他の実施例として、図２に示すように、電
流検出装置２３，２４，２５を伝送器２１を介して直列
に接続し、電源２２から直流電圧を加えることができ
る。このように、ＡＤＣ（交直変換器）とＬＣＤ（液晶
表示器；liquig crystal display）表示回路を接続する
ことで４〜２０ｍＡ用無電源デジタルメータが構成でき
る。無電源で４〜２０ｍＡＤＣライン上にいくつでも接
続できるため、センサの側や、信号線の途中に挿入で
き、従来のアナログメータのように表示させることがで
きる。また、ＬＣＤにより工業単位での表示や、異常
値、アラーム等の表示も可能なため、監視機器として
も、使用することができる。

【０００９】また通常、４〜２０ｍＡラインには、抵抗
を接続し、その両端に発生した電圧を記録計や各種計器
で使用するわけであるが、この接続機器の入力インピー
ダンスが検出抵抗に対して低い場合や、変化する場合は
その影響がそのまま検出誤差となってあらわれる。そこ
で、本回路を使用すると、図３に示すように検出出力は
バッアァを介しているため、入力インピーダンスの影響
も少ない。通常電流検出用に用いる２５０Ωの抵抗で
は、０．１％程度の誤差でも２５０ｋΩ以上のインピー
ダンスが必要であるが、本回路を利用すれば、回路内で
１ｍＡを消費したとしても、約３ｍＡ、５Ｖで２ｋΩ程
度の入力インピーダンスにも対応できる。尚、３１はＶ
／１変換器である。

【００１０】

【発明の効果】本発明により、シンプルな構成で、電源
供給と検出ができ、小型化、ハイブリッド化することが
できる。また、４〜２０ｍＡを利用した各種応用機器に
組み込むことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電流検出装置の構成図
である。

【図２】電流検出装置への応用例を示す回路説明図であ
る。

【図３】インピーダンス変換回路への応用例を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０ ＤＣ回路 １１ ツェナーダイオード １２ 検出用抵抗 １３ 倍電圧回路 １４ バッアァアンプ １６ 発振器 １７ ダイオード １８ コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源を持たないＤＣ回路に接続され
   て流れる直流電流を検出する検出用抵抗と、この検出用
   抵抗と並列に接続されて前記検出用抵抗に印加される直
   流電圧を増幅するバッアァアンプと、前記検出用抵抗と
   直列に接続されて一定の直流電圧を取り出すツェナーダ
   イオードと、このツェナーダイオードと並列に接続され
   て前記ツェナーダイオードから取り出された前記直流電
   圧のリップルによって発信する発信器と、この発信器と
   直列に接続されて前記発信器から出力された発信電圧を
   増幅する倍電圧回路と、を具備してなる電流検出装置。