JPH11288494A - 測定変換器給電装置 - Google Patents
測定変換器給電装置Info
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- JPH11288494A JPH11288494A JP11000089A JP8999A JPH11288494A JP H11288494 A JPH11288494 A JP H11288494A JP 11000089 A JP11000089 A JP 11000089A JP 8999 A JP8999 A JP 8999A JP H11288494 A JPH11288494 A JP H11288494A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電分離により作用する保護手段を維持しな
がら、選択的にパッシブ形測定変換器またはアクティブ
形測定変換器により駆動できるように構成することであ
る。 【解決手段】 測定値を表す大きさの直流電流を出力側
に送出するアクティブ形測定変換器を接続するために、
整流回路の出力端子と、アクティブ形測定変換器の接続
を行う測定変換器給電装置の端子との間に、アクティブ
形測定変換器の出力電流により制御される適合回路が挿
入接続されており、該適合回路は整流回路を直流電流に
より負荷し、該直流電流はアクティブ形測定変換器の出
力電流に比例するように構成する。
がら、選択的にパッシブ形測定変換器またはアクティブ
形測定変換器により駆動できるように構成することであ
る。 【解決手段】 測定値を表す大きさの直流電流を出力側
に送出するアクティブ形測定変換器を接続するために、
整流回路の出力端子と、アクティブ形測定変換器の接続
を行う測定変換器給電装置の端子との間に、アクティブ
形測定変換器の出力電流により制御される適合回路が挿
入接続されており、該適合回路は整流回路を直流電流に
より負荷し、該直流電流はアクティブ形測定変換器の出
力電流に比例するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定変換器に電気
エネルギーを直流電圧源から２線ワイヤ接続路を介して
供給するための測定変換器給電装置であって、前記２線
ワイヤ接続路を介して反対方向に測定変換器により検出
された測定値が、２つの限界値の間で変化する直流電流
により伝送され、導電分離のために測定変換器と直流電
圧源との間の接続路に変成器が挿入接続されており、該
変成器の一次巻線は分解器を介して直流電圧源に接続さ
れており、二次巻線には整流回路が接続されており、該
整流回路の出力端子には、変成器を介して伝送され、分
解された電流の整流により形成された直流電流が測定変
換器により定められた大きさで送出される形式の測定変
換器給電装置に関する。
エネルギーを直流電圧源から２線ワイヤ接続路を介して
供給するための測定変換器給電装置であって、前記２線
ワイヤ接続路を介して反対方向に測定変換器により検出
された測定値が、２つの限界値の間で変化する直流電流
により伝送され、導電分離のために測定変換器と直流電
圧源との間の接続路に変成器が挿入接続されており、該
変成器の一次巻線は分解器を介して直流電圧源に接続さ
れており、二次巻線には整流回路が接続されており、該
整流回路の出力端子には、変成器を介して伝送され、分
解された電流の整流により形成された直流電流が測定変
換器により定められた大きさで送出される形式の測定変
換器給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この形式の測定変換器給電装置は、爆発
の危険性のあるゾーンに配置されたパッシブ形測定変換
器に２線ワイヤ接続路を介して電気エネルギーを給電
し、同時にパッシブ形測定変換器から送出される測定信
号を、２つの限界値の間で変化する電流信号の形態で反
対方向に伝送することができる。通常の規格に相応して
電流信号は４ｍＡと２０ｍＡとの間で変化する。パッシ
ブ形測定変換器は固有の電圧源を有しておらず、動作に
必要なエネルギーを２線ワイヤ接続路を介して、外部に
配置された直流電圧源から引き込み、直流電圧源から供
給電流に加えて補充電流を消費することにより測定信号
を形成する。この補充電流は、直流電圧源から取り出さ
れる全体電流が伝送される電流信号に相応するように選
定されており、この電流信号は例えば４ｍＡと２０ｍＡ
の２つの限界値の間にある。この電流信号にはさらに通
信信号がパルス状の変化の形態で重畳され、これにより
デジタルデータを両方向で伝送することができる。全体
電流は一方向でだけ、すなわち電圧源から測定変換器の
方向でだけ伝送されるから、電圧源と測定変換器との導
電分離は変成器によって次のように行うことができる。
すなわち、直流電圧源から取り出された全体電流が直流
電圧変成器の原理に従って、変成器の一次側で分解さ
れ、変成器の二次側で整流されるのである。このような
導電分離は、爆発の危険性のあるゾーンに配置された測
定変換器に対する保護手段として特に有利である。直流
電圧変換器の伝送器を用いた導電分離は、供給直流電流
と測定値を表す直流信号の伝送を可能にするだけでな
く、通信信号を全体電流に重畳されたパルス状変化の形
態で双方向に伝送することも可能にする。ただし分解周
波数が通信信号の周波数よりも格段に高いことが前提で
ある。
の危険性のあるゾーンに配置されたパッシブ形測定変換
器に２線ワイヤ接続路を介して電気エネルギーを給電
し、同時にパッシブ形測定変換器から送出される測定信
号を、２つの限界値の間で変化する電流信号の形態で反
対方向に伝送することができる。通常の規格に相応して
電流信号は４ｍＡと２０ｍＡとの間で変化する。パッシ
ブ形測定変換器は固有の電圧源を有しておらず、動作に
必要なエネルギーを２線ワイヤ接続路を介して、外部に
配置された直流電圧源から引き込み、直流電圧源から供
給電流に加えて補充電流を消費することにより測定信号
を形成する。この補充電流は、直流電圧源から取り出さ
れる全体電流が伝送される電流信号に相応するように選
定されており、この電流信号は例えば４ｍＡと２０ｍＡ
の２つの限界値の間にある。この電流信号にはさらに通
信信号がパルス状の変化の形態で重畳され、これにより
デジタルデータを両方向で伝送することができる。全体
電流は一方向でだけ、すなわち電圧源から測定変換器の
方向でだけ伝送されるから、電圧源と測定変換器との導
電分離は変成器によって次のように行うことができる。
すなわち、直流電圧源から取り出された全体電流が直流
電圧変成器の原理に従って、変成器の一次側で分解さ
れ、変成器の二次側で整流されるのである。このような
導電分離は、爆発の危険性のあるゾーンに配置された測
定変換器に対する保護手段として特に有利である。直流
電圧変換器の伝送器を用いた導電分離は、供給直流電流
と測定値を表す直流信号の伝送を可能にするだけでな
く、通信信号を全体電流に重畳されたパルス状変化の形
態で双方向に伝送することも可能にする。ただし分解周
波数が通信信号の周波数よりも格段に高いことが前提で
ある。
【０００３】しかし前記の形式の測定変換器給電装置で
は、パッシブ形測定変換器の代わりにアクティブ形測定
変換器を接続することができないという問題がある。ア
クティブ形測定変換器はパッシブ形測定変換器とは次の
点で異なる。すなわち、アクティブ形測定変換器は固有
の電気エネルギー源を装備しており、測定信号を２つの
限界値の間で変化する直流電流信号の形態でこの固有の
エネルギー源から形成し、その出力側に出力するのであ
る。アクティブ形測定変換器から送出された直流電流信
号を直流電圧変換器の伝送方向とは反対の方向に伝送す
ることはできない。
は、パッシブ形測定変換器の代わりにアクティブ形測定
変換器を接続することができないという問題がある。ア
クティブ形測定変換器はパッシブ形測定変換器とは次の
点で異なる。すなわち、アクティブ形測定変換器は固有
の電気エネルギー源を装備しており、測定信号を２つの
限界値の間で変化する直流電流信号の形態でこの固有の
エネルギー源から形成し、その出力側に出力するのであ
る。アクティブ形測定変換器から送出された直流電流信
号を直流電圧変換器の伝送方向とは反対の方向に伝送す
ることはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の測定変換器給電装置を、導電分離により
作用する保護手段を維持しながら、選択的にパッシブ形
測定変換器またはアクティブ形測定変換器により駆動で
きるように構成することである。
に述べた形式の測定変換器給電装置を、導電分離により
作用する保護手段を維持しながら、選択的にパッシブ形
測定変換器またはアクティブ形測定変換器により駆動で
きるように構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、測定値を表す大きさの直流電流を出力側に送出する
アクティブ形測定変換器を接続するために、整流回路の
出力端子と、アクティブ形測定変換器の接続を行う測定
変換器給電装置の端子との間に、アクティブ形測定変換
器の出力電流により制御される適合回路が挿入接続され
ており、該適合回路は整流回路を直流電流により負荷
し、該直流電流はアクティブ形測定変換器の出力電流に
比例するように構成して解決される。
り、測定値を表す大きさの直流電流を出力側に送出する
アクティブ形測定変換器を接続するために、整流回路の
出力端子と、アクティブ形測定変換器の接続を行う測定
変換器給電装置の端子との間に、アクティブ形測定変換
器の出力電流により制御される適合回路が挿入接続され
ており、該適合回路は整流回路を直流電流により負荷
し、該直流電流はアクティブ形測定変換器の出力電流に
比例するように構成して解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の測定変換器給電装置で
は、アクティブ形測定変換器と整流回路との間に挿入さ
れた適合回路が作用し、一次側に配置された直流電圧源
が整流回路と変成器を介して、パッシブ形測定変換器に
よるのと同じように直流電流によって負荷される。この
直流電流は伝送すべき測定信号に相応する。従って一次
側から見ると、二次側にアクティブ形測定変換器が接続
されているのか、またはパッシブ形測定変換器が接続さ
れているのかを識別することができない。整流回路と変
成器を介して一次側直流電圧源から取り出された電流
は、適合回路の動作に対して必要な供給電流も含んでい
る。全体電流には、パッシブ形測定変換器による負荷の
ときと同じように、通信信号をパルス状の変化の形態で
重畳することができる。この変化は双方向に変成器を介
して伝送される。導電分離により作用する、爆発の危険
性のあるゾーンに対する保護手段は、アクティブ形また
はパッシブ形測定変換器が接続されているかに依存せず
に完全に維持される。
は、アクティブ形測定変換器と整流回路との間に挿入さ
れた適合回路が作用し、一次側に配置された直流電圧源
が整流回路と変成器を介して、パッシブ形測定変換器に
よるのと同じように直流電流によって負荷される。この
直流電流は伝送すべき測定信号に相応する。従って一次
側から見ると、二次側にアクティブ形測定変換器が接続
されているのか、またはパッシブ形測定変換器が接続さ
れているのかを識別することができない。整流回路と変
成器を介して一次側直流電圧源から取り出された電流
は、適合回路の動作に対して必要な供給電流も含んでい
る。全体電流には、パッシブ形測定変換器による負荷の
ときと同じように、通信信号をパルス状の変化の形態で
重畳することができる。この変化は双方向に変成器を介
して伝送される。導電分離により作用する、爆発の危険
性のあるゾーンに対する保護手段は、アクティブ形また
はパッシブ形測定変換器が接続されているかに依存せず
に完全に維持される。
【０００７】本発明の有利な構成および改善実施例は従
属請求項に記載されている。
属請求項に記載されている。
【０００８】
【実施例】図１には破線ラインＡ−Ａの右に従来技術に
よる測定変換区給電装置１０の回路構成部分が示されて
おり、この回路はパッシブ形測定変換器１１に直流電圧
源１２からの電気エネルギーを２線ワイヤ接続の２つの
線路１３，１４を介して供給する。この２つの線路を介
しては、反対方向に測定変換器１１により形成された測
定値信号も伝送される。２線ワイヤ接続路１３，１４は
中断して示されている。これは、この接続路が任意の長
さを有することのできることを意味するものである。接
続路はパッシブ形測定変換器１１を測定変換器給電装置
１０の２つの端子１５，１６と接続する。
よる測定変換区給電装置１０の回路構成部分が示されて
おり、この回路はパッシブ形測定変換器１１に直流電圧
源１２からの電気エネルギーを２線ワイヤ接続の２つの
線路１３，１４を介して供給する。この２つの線路を介
しては、反対方向に測定変換器１１により形成された測
定値信号も伝送される。２線ワイヤ接続路１３，１４は
中断して示されている。これは、この接続路が任意の長
さを有することのできることを意味するものである。接
続路はパッシブ形測定変換器１１を測定変換器給電装置
１０の２つの端子１５，１６と接続する。
【０００９】測定変換器１１は、測定すべき物理量に対
するセンサと、センサ信号を伝送される測定値信号に変
換するための電気回路を有する。パッシブ形測定変換器
は公有のエネルギー源を有しておらず、電気回路の動作
に必要なエネルギーを２線ワイヤ接続路１３，１４を介
して直流電圧源１２から引き込む。この直流電圧源は離
れた箇所に配置された測定変換器給電装置１０にある。
通常の従来技術に相応して、測定変換器１１は測定値信
号を次のように形成する。すなわち、測定値が４ｍＡと
２０ｍＡとの間の直流電流に表れるように直流電圧源１
２から取り出された電流を調整するして形成する。直流
電流は、直流電圧源１２の箇所に配置された評価回路１
８により測定され、測定変換器１１により検出された物
理量の測定値を検出するために評価される。付加的に測
定変換器１１は、電流信号にデジタル通信信号をパルス
状の変化の形態で重畳するように構成できる。これによ
り測定値およびパラメータをデジタルで読み出し書き込
みすることができる。このような通信信号を双方向で測
定変換器１１と評価回路１８との間で伝送したいという
要求がある。
するセンサと、センサ信号を伝送される測定値信号に変
換するための電気回路を有する。パッシブ形測定変換器
は公有のエネルギー源を有しておらず、電気回路の動作
に必要なエネルギーを２線ワイヤ接続路１３，１４を介
して直流電圧源１２から引き込む。この直流電圧源は離
れた箇所に配置された測定変換器給電装置１０にある。
通常の従来技術に相応して、測定変換器１１は測定値信
号を次のように形成する。すなわち、測定値が４ｍＡと
２０ｍＡとの間の直流電流に表れるように直流電圧源１
２から取り出された電流を調整するして形成する。直流
電流は、直流電圧源１２の箇所に配置された評価回路１
８により測定され、測定変換器１１により検出された物
理量の測定値を検出するために評価される。付加的に測
定変換器１１は、電流信号にデジタル通信信号をパルス
状の変化の形態で重畳するように構成できる。これによ
り測定値およびパラメータをデジタルで読み出し書き込
みすることができる。このような通信信号を双方向で測
定変換器１１と評価回路１８との間で伝送したいという
要求がある。
【００１０】パッシブ形測定変換器１１が爆発の危険性
があるゾーンに配置される場合、付加的な安全規則を遵
守しなければならない。爆発危険ゾーンに対する特に効
果的な保護手段は、測定変換器１１と、直流電圧源１２
および評価回路１８との導電分離である。図１に示され
た測定変換器給電装置１０はこのような導電分離によっ
て構成されている。
があるゾーンに配置される場合、付加的な安全規則を遵
守しなければならない。爆発危険ゾーンに対する特に効
果的な保護手段は、測定変換器１１と、直流電圧源１２
および評価回路１８との導電分離である。図１に示され
た測定変換器給電装置１０はこのような導電分離によっ
て構成されている。
【００１１】導電分離は、図１の測定変換器給電装置１
０では、一次巻線２１と二次巻線２２を備えた変成器２
０により行われる。直流電圧源１２は一次巻線２１の中
間タップ２３とアースとの間に接続されている。一次巻
線２１の２つの接続端子２４と２５の各々は、スイッチ
２６ないし２７を介して抵抗２９の一方の端子と接続さ
れる。この抵抗の他方の端子はアースに接続されてい
る。２つのスイッチ２６と２７はクロック発生器３０に
よりプッシュプル制御される。クロック発生器３０は比
較的高い例えば２００ｋＨｚのクロック周波数を有して
いる。これによりスイッチ２６は、スイッチ２７が閉じ
ているときに開放し、スイッチ２７はスイッチ２６が閉
じているときに開放する。従って直流電圧源１２から送
出される電流はスイッチ操作のクロックで相互に逆相で
一次巻線の一方の半分または他方の半分を流れる。しか
し常時同相で抵抗２９を流れる。一次巻線２１では直流
電圧が矩形交流電圧に分解され、この矩形交流電圧が二
次巻線２２に伝送される。二次巻線２２には、４つのダ
イオード３２とろ波コンデンサ３３を備えた全波整流回
路３１が接続されている。この整流回路は矩形交流電圧
の整流によってパッシブ形測定変換器１１に対する動作
直流電圧を形成する。従って変成器２０は、スイッチ２
６，２７およびクロック発生器３０から形成される分解
器および整流回路３１と関連して公知の形式の直流電圧
変換器を形成すると見ることができる。スイッチ２６，
２７は簡単にするため機械的スイッチ接点として示され
ているが、実際の実現ではもちろん高速な電子スイッ
チ、例えば電界効果トランジスタとして構成される。
０では、一次巻線２１と二次巻線２２を備えた変成器２
０により行われる。直流電圧源１２は一次巻線２１の中
間タップ２３とアースとの間に接続されている。一次巻
線２１の２つの接続端子２４と２５の各々は、スイッチ
２６ないし２７を介して抵抗２９の一方の端子と接続さ
れる。この抵抗の他方の端子はアースに接続されてい
る。２つのスイッチ２６と２７はクロック発生器３０に
よりプッシュプル制御される。クロック発生器３０は比
較的高い例えば２００ｋＨｚのクロック周波数を有して
いる。これによりスイッチ２６は、スイッチ２７が閉じ
ているときに開放し、スイッチ２７はスイッチ２６が閉
じているときに開放する。従って直流電圧源１２から送
出される電流はスイッチ操作のクロックで相互に逆相で
一次巻線の一方の半分または他方の半分を流れる。しか
し常時同相で抵抗２９を流れる。一次巻線２１では直流
電圧が矩形交流電圧に分解され、この矩形交流電圧が二
次巻線２２に伝送される。二次巻線２２には、４つのダ
イオード３２とろ波コンデンサ３３を備えた全波整流回
路３１が接続されている。この整流回路は矩形交流電圧
の整流によってパッシブ形測定変換器１１に対する動作
直流電圧を形成する。従って変成器２０は、スイッチ２
６，２７およびクロック発生器３０から形成される分解
器および整流回路３１と関連して公知の形式の直流電圧
変換器を形成すると見ることができる。スイッチ２６，
２７は簡単にするため機械的スイッチ接点として示され
ているが、実際の実現ではもちろん高速な電子スイッ
チ、例えば電界効果トランジスタとして構成される。
【００１２】パッシブ形測定変換器１１を爆発危険ゾー
ンで使用するための別の保護手段として、整流回路３１
は安全器３４を介して接続された電圧制限器３５を有す
る。この電圧制限器はツェナーダイオードとして示され
ている。整流回路３１の出力端子３６，３７と、パッシ
ブ形測定変換器を接続するための測定変換器給電装置の
端子１５，１６との間には、保護抵抗３８，３９が挿入
接続されている。保護抵抗３８，３９は、爆発危険ゾー
ンで電流が許容限界値を越えて上昇するのを阻止し、電
圧制限器３５は安全器３４と関連して爆発危険ゾーンの
電圧を許容値に制限する。
ンで使用するための別の保護手段として、整流回路３１
は安全器３４を介して接続された電圧制限器３５を有す
る。この電圧制限器はツェナーダイオードとして示され
ている。整流回路３１の出力端子３６，３７と、パッシ
ブ形測定変換器を接続するための測定変換器給電装置の
端子１５，１６との間には、保護抵抗３８，３９が挿入
接続されている。保護抵抗３８，３９は、爆発危険ゾー
ンで電流が許容限界値を越えて上昇するのを阻止し、電
圧制限器３５は安全器３４と関連して爆発危険ゾーンの
電圧を許容値に制限する。
【００１３】パッシブ形測定変換器１１は整流回路３１
から直流電流ＩＭＰを受け取り、その値は４から２０ｍ
Ａの領域で調整される。この直流電流の値はセンサによ
り検出された物理量の測定値を表す。この直流電流は変
成器２０を介して直流電圧源１２から送出され、変成器
２０の変換比が１：１の場合、同じ大きさの直流電流が
抵抗２９を流れる。従って抵抗２９で降下する直流電圧
は、パッシブ形測定変換器１１により調整された測定電
流ＩＭＰに比例する。この測定電流は、端子２８に接続
された評価回路１８に供給される。
から直流電流ＩＭＰを受け取り、その値は４から２０ｍ
Ａの領域で調整される。この直流電流の値はセンサによ
り検出された物理量の測定値を表す。この直流電流は変
成器２０を介して直流電圧源１２から送出され、変成器
２０の変換比が１：１の場合、同じ大きさの直流電流が
抵抗２９を流れる。従って抵抗２９で降下する直流電圧
は、パッシブ形測定変換器１１により調整された測定電
流ＩＭＰに比例する。この測定電流は、端子２８に接続
された評価回路１８に供給される。
【００１４】測定電流ＩＭＰにパッシブ形測定変換器１
１によりパルス状変化の形態の通信信号が重畳される
と、このパルス状変化も同じように変成器２０を介して
伝送される。従って、パルス状変化は抵抗２９において
降下する電圧のパルス状電圧変化となる。この電圧変化
も評価回路１８により同じように検出され評価される。
パルス状変化のシーケンス周波数はクロック発生器３０
のクロック周波数よりも格段に小さい。評価回路１８は
有利には入力側にローパスフィルタを有しており、この
ローパスフィルタのカットオフ周波数は、クロック発生
器３０のクロック周波数は抑圧されるが、重畳されたパ
ルス状通信信号は伝送されるように調整されている。
１によりパルス状変化の形態の通信信号が重畳される
と、このパルス状変化も同じように変成器２０を介して
伝送される。従って、パルス状変化は抵抗２９において
降下する電圧のパルス状電圧変化となる。この電圧変化
も評価回路１８により同じように検出され評価される。
パルス状変化のシーケンス周波数はクロック発生器３０
のクロック周波数よりも格段に小さい。評価回路１８は
有利には入力側にローパスフィルタを有しており、この
ローパスフィルタのカットオフ周波数は、クロック発生
器３０のクロック周波数は抑圧されるが、重畳されたパ
ルス状通信信号は伝送されるように調整されている。
【００１５】図２は、測定変換器給電装置４０の基本回
路図を示す。この給電装置は、パッシブ形測定変換器１
１の代わりに選択的に、アクティブ形測定変換器４１を
接続することができる。パッシブ形測定変換器とは異な
り、アクティブ形測定変換器は固有の電圧供給部を有し
ており、出力側にこの電圧供給部から送出された直流電
流を出力する。この直流電流の大きさも４から２０ｍＡ
の領域でセンサにより検出された物理量の測定値に相応
する。アクティブ形測定変換器４１を単純にパッシブ形
測定変換器１１の代わりに図１の回路装置の端子１５，
１６に接続できないことがわかる。なぜなら、アクティ
ブ形測定変換器４１から送出される直流電流を整流回路
３１および変成器２０を介して変成器の一次側に伝送す
ることはできないからである。従って測定変換器給電装
置４０は、２つの別の端子４２と４３を有しており、こ
の端子にアクティブ形測定変換器４１は２線ワイヤ接続
路の２つの線路４４，４５を介して接続されている。
路図を示す。この給電装置は、パッシブ形測定変換器１
１の代わりに選択的に、アクティブ形測定変換器４１を
接続することができる。パッシブ形測定変換器とは異な
り、アクティブ形測定変換器は固有の電圧供給部を有し
ており、出力側にこの電圧供給部から送出された直流電
流を出力する。この直流電流の大きさも４から２０ｍＡ
の領域でセンサにより検出された物理量の測定値に相応
する。アクティブ形測定変換器４１を単純にパッシブ形
測定変換器１１の代わりに図１の回路装置の端子１５，
１６に接続できないことがわかる。なぜなら、アクティ
ブ形測定変換器４１から送出される直流電流を整流回路
３１および変成器２０を介して変成器の一次側に伝送す
ることはできないからである。従って測定変換器給電装
置４０は、２つの別の端子４２と４３を有しており、こ
の端子にアクティブ形測定変換器４１は２線ワイヤ接続
路の２つの線路４４，４５を介して接続されている。
【００１６】簡単にするため、図２には変成器２０の二
次側にある、測定変換器給電装置４０の回路構成部分だ
けが示されている。一次側にある回路構成部分は図１と
同じである。図２の回路構成部分が図１のそれと一致す
る場合には図１と同じ参照符号が付してある。この回路
は前に図１に関連して説明した回路と同じ機能を有して
いる。パッシブ形測定変換器１１に対しては図１と同じ
回路装置が設けられているが、この回路装置は整流回路
３１の端子３６と保護抵抗３８との間にスイッチ５０が
挿入接続されている点で異なる。スイッチ５０が、整流
回路３１を保護抵抗３８を介して端子１５に接続する位
置にあるとき、この回路装置は図１の回路装置と同じよ
うに作用する。
次側にある、測定変換器給電装置４０の回路構成部分だ
けが示されている。一次側にある回路構成部分は図１と
同じである。図２の回路構成部分が図１のそれと一致す
る場合には図１と同じ参照符号が付してある。この回路
は前に図１に関連して説明した回路と同じ機能を有して
いる。パッシブ形測定変換器１１に対しては図１と同じ
回路装置が設けられているが、この回路装置は整流回路
３１の端子３６と保護抵抗３８との間にスイッチ５０が
挿入接続されている点で異なる。スイッチ５０が、整流
回路３１を保護抵抗３８を介して端子１５に接続する位
置にあるとき、この回路装置は図１の回路装置と同じよ
うに作用する。
【００１７】これに対して、スイッチ５０が図２に示し
た位置にもたらされると、このスイッチは整流回路３１
の端子３６を接続線路５１，分離コンデンサ５２，保護
抵抗５３およびダイオード５４を介して端子４２に接続
する。整流回路３１の端子３７は接続導体５５と保護抵
抗５６を介して持続的に端子４３に接続されている。前
に説明したように、アクティブ形測定変換器４１は固有
の電圧供給部を有しており、出力側に直流電流ＩＭＡを
出力する。この直流電流の大きさは４から２０ｍＡの領
域で、センサにより検出された物理量に相応する。アク
ティブ形測定変換器４１と整流回路３１との間には、適
合回路６０が挿入接続されており、この適合回路は整流
回路３１から直流電流ＩＭＳを取り出す。この直流電流
はアクティブ形測定変換器４１から送出された直流電流
ＩＭＡと同じ大きさ、またはこれに比例する。適合回路
６０は、ダイオード５４を介して端子４２，４３に接続
される抵抗６１，制御回路６２、および接続導体５１と
５５の間に接続された制御可能な電流源６３を有する。
制御回路６２の入力端子は抵抗６１の端子と接続されて
いる。また電流源の制御入力側は制御回路６２の出力側
と接続されている。従って制御可能な電流源６３は、ス
イッチ５０が図２に示した位置にあるとき、整流回路３
１の２つの出力端子３６および３７を橋絡する。この位
置は、アクティブ形測定変換器４１の端子に相当する。
制御回路６２は入力側に直流電圧を受け取る。この直流
電圧は、電流ＩＭＡに起因する抵抗６１での電圧降下に
相当する。制御回路は、その出力信号が制御可能な電流
源６３を次のように調整するように構成されている。す
なわち、整流回路３１から取り出される電流ＩＭＳがア
クティブ形測定変換器４１から送出される電流ＩＭＡに
所定の一定の係数で比例するよう調整されるよう構成さ
れている。有利にはこの係数は値１である。これにより
電流ＩＭＳは電流ＩＭＡに等しくなる。従って整流回路
３１から取り出される電流ＩＭＳは、スイッチ５０が他
方の位置にあるときにパッシブ形測定変換器１１により
検出される電流ＩＭＰと同じ作用を有する。この電流
は、変成器２０の一次側で反射され、比例する電圧降下
を抵抗２９で惹起する。従ってこの電圧降下は、アクテ
ィブ形測定変換器４１から送出される測定電流ＩＭＡに
比例する。
た位置にもたらされると、このスイッチは整流回路３１
の端子３６を接続線路５１，分離コンデンサ５２，保護
抵抗５３およびダイオード５４を介して端子４２に接続
する。整流回路３１の端子３７は接続導体５５と保護抵
抗５６を介して持続的に端子４３に接続されている。前
に説明したように、アクティブ形測定変換器４１は固有
の電圧供給部を有しており、出力側に直流電流ＩＭＡを
出力する。この直流電流の大きさは４から２０ｍＡの領
域で、センサにより検出された物理量に相応する。アク
ティブ形測定変換器４１と整流回路３１との間には、適
合回路６０が挿入接続されており、この適合回路は整流
回路３１から直流電流ＩＭＳを取り出す。この直流電流
はアクティブ形測定変換器４１から送出された直流電流
ＩＭＡと同じ大きさ、またはこれに比例する。適合回路
６０は、ダイオード５４を介して端子４２，４３に接続
される抵抗６１，制御回路６２、および接続導体５１と
５５の間に接続された制御可能な電流源６３を有する。
制御回路６２の入力端子は抵抗６１の端子と接続されて
いる。また電流源の制御入力側は制御回路６２の出力側
と接続されている。従って制御可能な電流源６３は、ス
イッチ５０が図２に示した位置にあるとき、整流回路３
１の２つの出力端子３６および３７を橋絡する。この位
置は、アクティブ形測定変換器４１の端子に相当する。
制御回路６２は入力側に直流電圧を受け取る。この直流
電圧は、電流ＩＭＡに起因する抵抗６１での電圧降下に
相当する。制御回路は、その出力信号が制御可能な電流
源６３を次のように調整するように構成されている。す
なわち、整流回路３１から取り出される電流ＩＭＳがア
クティブ形測定変換器４１から送出される電流ＩＭＡに
所定の一定の係数で比例するよう調整されるよう構成さ
れている。有利にはこの係数は値１である。これにより
電流ＩＭＳは電流ＩＭＡに等しくなる。従って整流回路
３１から取り出される電流ＩＭＳは、スイッチ５０が他
方の位置にあるときにパッシブ形測定変換器１１により
検出される電流ＩＭＰと同じ作用を有する。この電流
は、変成器２０の一次側で反射され、比例する電圧降下
を抵抗２９で惹起する。従ってこの電圧降下は、アクテ
ィブ形測定変換器４１から送出される測定電流ＩＭＡに
比例する。
【００１８】図３は、図２の制御可能な適合回路６０の
実施例の回路図を示す。図２と同じ回路構成部材には図
２と同じ参照符号が付してある。制御可能な電流源６３
は電界効果トランジスタ７０により形成され、このトラ
ンジスタは抵抗７１と直列に、接続導体５１と５５の間
に接続されている。制御回路６２は演算増幅器７２を有
し、その電流供給端子は接続導体５１と５５に接続され
ている。これにより演算増幅器７２には、スイッチ５０
がアクティブ形測定変換器４１の接続に相応する位置に
もたらされるとき、整流回路３１から電流が供給され
る。演算増幅器７２の反転入力側は抵抗７３を介して接
続導体５５と接続されている。接続導体５５には、制御
可能な電流源６３，演算増幅器７２および抵抗７３の端
子箇所と、整流回路３１の出力端子３７との間に抵抗７
４が挿入接続されており、この抵抗７４を介して制御可
能な電流源６３により定められた電流と演算増幅器７２
の供給電流とが流れる。演算増幅器７２の非反転入力側
は、抵抗７５と７６から成る分圧器のタップに接続され
ている。これら抵抗７５，７６は、ダイオード５４を介
して端子４２に接続された抵抗６１の端子と整流回路３
１の端子３７との間に直列に接続されている。演算増幅
器７２の出力側は電界効果トランジスタ７０のゲート端
子と接続されている。
実施例の回路図を示す。図２と同じ回路構成部材には図
２と同じ参照符号が付してある。制御可能な電流源６３
は電界効果トランジスタ７０により形成され、このトラ
ンジスタは抵抗７１と直列に、接続導体５１と５５の間
に接続されている。制御回路６２は演算増幅器７２を有
し、その電流供給端子は接続導体５１と５５に接続され
ている。これにより演算増幅器７２には、スイッチ５０
がアクティブ形測定変換器４１の接続に相応する位置に
もたらされるとき、整流回路３１から電流が供給され
る。演算増幅器７２の反転入力側は抵抗７３を介して接
続導体５５と接続されている。接続導体５５には、制御
可能な電流源６３，演算増幅器７２および抵抗７３の端
子箇所と、整流回路３１の出力端子３７との間に抵抗７
４が挿入接続されており、この抵抗７４を介して制御可
能な電流源６３により定められた電流と演算増幅器７２
の供給電流とが流れる。演算増幅器７２の非反転入力側
は、抵抗７５と７６から成る分圧器のタップに接続され
ている。これら抵抗７５，７６は、ダイオード５４を介
して端子４２に接続された抵抗６１の端子と整流回路３
１の端子３７との間に直列に接続されている。演算増幅
器７２の出力側は電界効果トランジスタ７０のゲート端
子と接続されている。
【００１９】抵抗６１，７４，７５，７６の抵抗値をそ
れぞれＲ６１，Ｒ７４，Ｒ７５，Ｒ７６とすると、抵抗
６１を介して流れる電流ＩＭＡと抵抗７４を介して整流
回路３１の入力端子３７に流れる電流ＩＭＳとの間には
次の関係が成立する。
れぞれＲ６１，Ｒ７４，Ｒ７５，Ｒ７６とすると、抵抗
６１を介して流れる電流ＩＭＡと抵抗７４を介して整流
回路３１の入力端子３７に流れる電流ＩＭＳとの間には
次の関係が成立する。
【００２０】ＩＭＳ＝ＩＭＡ・（Ｒ６１・Ｒ７６）／
（Ｒ７４・Ｒ７５） 従って、電流ＩＭＳは電流ＩＭＡに対して、抵抗により
定められる一定の係数で比例する。この一定の係数は抵
抗値の適切な選択により１にすることができる。これに
より電流ＩＭＳは電流ＩＭＡに等しくなる。このことは
例えば次の抵抗値に対して当てはまる。
（Ｒ７４・Ｒ７５） 従って、電流ＩＭＳは電流ＩＭＡに対して、抵抗により
定められる一定の係数で比例する。この一定の係数は抵
抗値の適切な選択により１にすることができる。これに
より電流ＩＭＳは電流ＩＭＡに等しくなる。このことは
例えば次の抵抗値に対して当てはまる。
【００２１】Ｒ６１＝２５０Ω Ｒ７４＝５０Ω Ｒ７５＝１００ｋΩ Ｒ７６＝２０ｋΩ 図２と図３からさらに、スイッチ５０のいずれの位置に
おいても爆発危険ゾーンでとられる保護手段、すなわち
変成器２０による導電分離、電圧制限器３５と安全器３
４による電圧制限、保護抵抗３８，３９ないし保護抵抗
５３，５６による電流制限の作用は全く同じように維持
されることがわかる。分離コンデンサ５２は、アクティ
ブ形測定変換器４１を整流回路から直流的に分離する
が、重畳された通信信号の伝送は可能である。
おいても爆発危険ゾーンでとられる保護手段、すなわち
変成器２０による導電分離、電圧制限器３５と安全器３
４による電圧制限、保護抵抗３８，３９ないし保護抵抗
５３，５６による電流制限の作用は全く同じように維持
されることがわかる。分離コンデンサ５２は、アクティ
ブ形測定変換器４１を整流回路から直流的に分離する
が、重畳された通信信号の伝送は可能である。
【００２２】ダイオード５４は、アクティブ形測定変換
器４１から送出される電流ＩＭＡは流通方向で抵抗６１
を介して流れるが、測定変換器給電装置４０からアクテ
ィブ形測定変換器４１への電流は阻止されるように極性
付けられている。図１の回路にすでに含まれている電流
および電圧制限部によって、測定変換器給電装置に対し
て十分な安全性が得られる。なぜなら、障害の場合に存
在する最大のエネルギーでも火花を形成するには小さす
ぎるからである。しかしアクティブ形測定変換器を接続
する場合には、測定変換器給電装置から流れる電流が、
これ自体は火花の点弧を形成するには弱すぎるにして
も、測定変換器給電装置の外でアクティブ形即手変換器
からの電流に重畳され、２つの電流の和が火花を点弧さ
せるのに十分であることがあり得る。この危険性はダイ
オード５４により除外される。なぜなら、電流が測定変
換器給電装置からアクティブ形測定変換器へ流れるのを
このダイオードが阻止するからである。
器４１から送出される電流ＩＭＡは流通方向で抵抗６１
を介して流れるが、測定変換器給電装置４０からアクテ
ィブ形測定変換器４１への電流は阻止されるように極性
付けられている。図１の回路にすでに含まれている電流
および電圧制限部によって、測定変換器給電装置に対し
て十分な安全性が得られる。なぜなら、障害の場合に存
在する最大のエネルギーでも火花を形成するには小さす
ぎるからである。しかしアクティブ形測定変換器を接続
する場合には、測定変換器給電装置から流れる電流が、
これ自体は火花の点弧を形成するには弱すぎるにして
も、測定変換器給電装置の外でアクティブ形即手変換器
からの電流に重畳され、２つの電流の和が火花を点弧さ
せるのに十分であることがあり得る。この危険性はダイ
オード５４により除外される。なぜなら、電流が測定変
換器給電装置からアクティブ形測定変換器へ流れるのを
このダイオードが阻止するからである。
【図１】パッシブ形測定変換器に電気エネルギーを供給
し、測定信号を２線ワイヤ接続路を介して伝送するため
に、公知の形式の測定変換器給電装置の回路図である。
し、測定信号を２線ワイヤ接続路を介して伝送するため
に、公知の形式の測定変換器給電装置の回路図である。
【図２】図１の測定変換器給電装置を、パッシブ形測定
変換器の代わりに選択的にアクティブ形測定変換器を接
続するために変形した回路図である。
変換器の代わりに選択的にアクティブ形測定変換器を接
続するために変形した回路図である。
【図３】図２の測定変換器給電装置の適合回路の実施例
の回路図である。
の回路図である。
１０ 測定変換器給電装置 １１ パッシブ形測定変換器 １２ 直流電圧源 １３，１４ 導体 １５，１６ 端子 ２０ 変成器
フロントページの続き (72)発明者 マルティン プフェンドラー ドイツ連邦共和国 マオルブルク フェリ ックス−プラッターヴェーク ６ (72)発明者 ベルント シュトリュット ドイツ連邦共和国 シュタイネン ヒュー ジンガーシュトラーセ １
Claims (5)
- 【請求項１】 測定変換器に電気エネルギーを直流電圧
源から２線ワイヤ接続路を介して供給するための測定変
換器給電装置であって、 前記２線ワイヤ接続路を介して反対方向に測定変換器に
より検出された測定値が、２つの限界値の間で変化する
直流電流により伝送され、 導電分離のために測定変換器と直流電圧源との間の接続
路に変成器が挿入接続されており、 該変成器の一次巻線は分解器を介して直流電圧源に接続
されており、二次巻線には整流回路が接続されており、 該整流回路の出力端子には、変成器を介して伝送され、
分解された電流の整流により形成された直流電流が測定
変換器により定められた大きさで送出される形式の測定
変換器給電装置において、 測定値を表す大きさの直流電流を出力側に送出するアク
ティブ形測定変換器を接続するために、整流回路の出力
端子と、アクティブ形測定変換器の接続を行う測定変換
器給電装置の端子との間に、アクティブ形測定変換器の
出力電流により制御される適合回路が挿入接続されてお
り、 該適合回路は整流回路を直流電流により負荷し、 該直流電流はアクティブ形測定変換器の出力電流に比例
する、ことを特徴とする測定変換器給電装置。 - 【請求項２】 適合回路は整流回路を直流電流により負
荷し、 該直流電流はアクティブ形測定変換器の出力電流に等し
い、請求項１記載の測定変換器給電装置。 - 【請求項３】 適合回路は、整流回路の出力端子に接続
された制御可能な電流源と制御回路を有しており、 該制御回路は制御可能な電流源を、アクティブ形測定変
換器の出力電流に依存して、整流回路から送出される直
流電流を調整するために制御する、請求項１または２記
載の測定変換器給電装置。 - 【請求項４】 制御回路は演算増幅器により形成されて
いる、請求項３記載の測定変換器給電装置。 - 【請求項５】 整流回路の出力側にはスイッチが接続さ
れており、 該スイッチは整流回路をパッシブ形測定変換器または適
合回路に選択的に接続するためのものである、請求項１
から４までのいずれか１項記載の測定変換器給電装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97122991A EP0927982B2 (de) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Messumformer-Speisegerät |
| EP97122991.9 | 1997-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11288494A true JPH11288494A (ja) | 1999-10-19 |
| JP2999469B2 JP2999469B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=8227901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11000089A Expired - Fee Related JP2999469B2 (ja) | 1997-12-30 | 1999-01-04 | 測定変換器給電装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6133822A (ja) |
| EP (1) | EP0927982B2 (ja) |
| JP (1) | JP2999469B2 (ja) |
| CA (1) | CA2257585C (ja) |
| DE (1) | DE59710058D1 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007526551A (ja) * | 2003-12-01 | 2007-09-13 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | 本質的に安全な電子情報格納装置を用いた製造システム |
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| DE10048599C1 (de) | 2000-09-30 | 2002-04-18 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur elektrischen Energieversorgung von Meldern, Steuer- und Signalisierungseinrichtungen |
| DE10152653B4 (de) * | 2001-10-16 | 2005-06-02 | Pepperl + Fuchs Gmbh | Vorrichtung zur eigensicheren redundanten Strom-Spannungsversorgung |
| FR2863124B1 (fr) * | 2003-11-27 | 2006-05-05 | Giat Ind Sa | Liaison logique pour unites de traitement |
| US7830155B2 (en) * | 2005-10-05 | 2010-11-09 | Chrysler Group Llc | Two-wire active sensor interface circuit |
| DE102005055546A1 (de) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg | Vorrichtung zur Übertragung eines Stromes und/oder eines Signals |
| DE102005062422A1 (de) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Vega Grieshaber Kg | Schaltkreis-Anordnung mit Exschutz |
| DE102006051900A1 (de) | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße |
| DE102007060555A1 (de) | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg | Vorrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie und Information |
| DE102013103454A1 (de) | 2013-04-08 | 2014-10-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Messumformerspeisegerät, System zum Einsatz in der Automatisierungstechnik, sowie Verfahren zum Bedienen eines solchen Systems |
| DE102018120878A1 (de) | 2018-08-27 | 2020-02-27 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Sensor und Sensoranordnung |
| DE102018126808A1 (de) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | Krohne Messtechnik Gmbh | Feldmessgerät |
| DE102021127430A1 (de) | 2021-10-21 | 2023-04-27 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Eigensicheres Feldgerät der Automatisierungstechnik |
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| US3757195A (en) * | 1972-08-11 | 1973-09-04 | Honeywell Inc | Isolated two wire signal transmitter |
| US4292633A (en) * | 1978-11-24 | 1981-09-29 | Robertshaw Controls Company | Two-wire isolated signal transmitter |
| DE3139963A1 (de) * | 1980-11-27 | 1982-06-24 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | "schaltungsanordnung zur galvanischen trennung von analogen gleichstromsignalen" |
| DE3207785A1 (de) † | 1982-03-04 | 1983-09-15 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | Schaltungsanordnung zur speisung eines messgroessenumformers |
| US5148144A (en) * | 1991-03-28 | 1992-09-15 | Echelon Systems Corporation | Data communication network providing power and message information |
| CA2116113C (en) * | 1991-09-07 | 2002-11-26 | Eric John Atherton | Apparatus for transmitting instrumentation signals over power conductors |
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-
1997
- 1997-12-30 DE DE59710058T patent/DE59710058D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-30 EP EP97122991A patent/EP0927982B2/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-21 US US09/217,241 patent/US6133822A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-29 CA CA002257585A patent/CA2257585C/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-01-04 JP JP11000089A patent/JP2999469B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4874117B2 (ja) * | 2003-12-01 | 2012-02-15 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | 本質的に安全な電子情報格納装置を用いた製造システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP2999469B2 (ja) | 2000-01-17 |
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