JPS5818678B2 - 変位電気信号変換装置 - Google Patents
変位電気信号変換装置Info
- Publication number
- JPS5818678B2 JPS5818678B2 JP50102825A JP10282575A JPS5818678B2 JP S5818678 B2 JPS5818678 B2 JP S5818678B2 JP 50102825 A JP50102825 A JP 50102825A JP 10282575 A JP10282575 A JP 10282575A JP S5818678 B2 JPS5818678 B2 JP S5818678B2
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- Japan
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- resistor
- displacement
- signal
- current
- output
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- Expired
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プロセス量に対応する変位量を一対の可変イ
ンピーダンス素子を用いて電気信号に変換する変位電気
信号変換装置に関するものである。
ンピーダンス素子を用いて電気信号に変換する変位電気
信号変換装置に関するものである。
一般にこの種変位電気信号変換装置では、変位量に対し
て差動的に変化するインピーダンスの和に対応した電流
を一定値に保つことによって、変ν位量に比例した電気
信号を得ている。
て差動的に変化するインピーダンスの和に対応した電流
を一定値に保つことによって、変ν位量に比例した電気
信号を得ている。
ところが例えば差圧変換器のように金属ダイヤフラムで
差圧を変位に換える場合には、変位量が小さいと差圧に
比例した変位が得られ直線性が良いが、変位量が大きく
なると差圧に比例した変位が得られず非直性となる。
差圧を変位に換える場合には、変位量が小さいと差圧に
比例した変位が得られ直線性が良いが、変位量が大きく
なると差圧に比例した変位が得られず非直性となる。
このようにプロセス量に対して変位量が非直線的に変化
する場合でも実用の見地からは、変位電気信号変換装置
の出力はできるだけプロセス量に対して直線的なものが
望ましい。
する場合でも実用の見地からは、変位電気信号変換装置
の出力はできるだけプロセス量に対して直線的なものが
望ましい。
本発明の目的は、入力変位に対して所望の関係）にある
出力を得るように構成して、上述のごとき非直線性の補
正を簡単にできる変位電気信号変換装置を実現するにあ
る。
出力を得るように構成して、上述のごとき非直線性の補
正を簡単にできる変位電気信号変換装置を実現するにあ
る。
第１図は本発明装置の一実施例を示す接続図である。
図において、Ｃ１，Ｃ２は入力変位Ｘに応１じてそのキ
ャパシタンスが差動的に変化する一対の可変コンデンサ
である。
ャパシタンスが差動的に変化する一対の可変コンデンサ
である。
可変コンデンサＣ１）Ｃ２は例えば差圧に応じて変位す
る金属ダイヤフラムで構成される可動電極ｍと、この可
動電極ｍを挾んで対称に配置された固定電極との間のギ
ヤニップで構成される。
る金属ダイヤフラムで構成される可動電極ｍと、この可
動電極ｍを挾んで対称に配置された固定電極との間のギ
ヤニップで構成される。
Ｄ１〜Ｄ４は各々ダイオード、Ｒ１−Ｒ３は抵抗、Ｃｏ
は直流分阻止用コンデンサ、Ｃｆ１ 、Ｃｆ２は各々平
滑用コンデンサ、Ｅｓは一定の直流電源、ＯＰｌは差動
増幅器、Ｏ８Ｃは発振器、Ｔはトランスで、一次巻線ｎ
１と二次１巻線ｎ２ 、ｎ３を有している。
は直流分阻止用コンデンサ、Ｃｆ１ 、Ｃｆ２は各々平
滑用コンデンサ、Ｅｓは一定の直流電源、ＯＰｌは差動
増幅器、Ｏ８Ｃは発振器、Ｔはトランスで、一次巻線ｎ
１と二次１巻線ｎ２ 、ｎ３を有している。
可変コンデンサＣ１ｙＣ２にはトランスＴを介して発振
器Ｏ８Ｃからの交流信号がそれぞれ与えられ、各々のキ
ャパシタンスに応じて交流電流１１＞１２が流れる。
器Ｏ８Ｃからの交流信号がそれぞれ与えられ、各々のキ
ャパシタンスに応じて交流電流１１＞１２が流れる。
交流電流１１．１２はダイオードＤ１〜Ｄ４および平滑
用コンデンサＣｉ：１＞Ｃｆ２によって整流平滑され、
抵抗Ｒ１、Ｒ２には直流の信号電流１１ 、Ｉ２が図
示の極性で流れる。
用コンデンサＣｉ：１＞Ｃｆ２によって整流平滑され、
抵抗Ｒ１、Ｒ２には直流の信号電流１１ 、Ｉ２が図
示の極性で流れる。
また抵抗Ｒ１ｔＲ２は抵抗Ｒ３を介して一定の直流電源
Ｅｓに直列に接続され、一定の直流電流Ｉｓが前記電流
１１ 、Ｉ２とは逆方向に供給されている。
Ｅｓに直列に接続され、一定の直流電流Ｉｓが前記電流
１１ 、Ｉ２とは逆方向に供給されている。
したがって抵抗Ｒ１ｔＲ２の直列回路の両端には、信号
電流ＩＩ 、Ｉ２の和電流と一定の直流電流■ｓの差
に対応した電圧が生じ、この差電圧が差動増幅器ＯＰ工
に加えられる。
電流ＩＩ 、Ｉ２の和電流と一定の直流電流■ｓの差
に対応した電圧が生じ、この差電圧が差動増幅器ＯＰ工
に加えられる。
差動増幅器ＯＰ１は前記差電圧が零になるように発振器
Ｏ８Ｃの例えば電源電圧を制御するように構成されてい
る。
Ｏ８Ｃの例えば電源電圧を制御するように構成されてい
る。
このように構成した本発明装置においては、抵抗Ｒ１ｔ
Ｒ２の直列回路の両端電圧が零になるように動作してい
るため、一定電流ＩＳと信号電流１１ｔＩ２との間には
次式の関係がある。
Ｒ２の直列回路の両端電圧が零になるように動作してい
るため、一定電流ＩＳと信号電流１１ｔＩ２との間には
次式の関係がある。
（Ｒ１＋Ｒ２）ＩＳ ＝ＲＩ Ｉｔ ＋Ｒ２Ｉ２ （
１）そして可変コンデンサＣ１、Ｃ２のキャパシタンス
は Ｃ。
１）そして可変コンデンサＣ１、Ｃ２のキャパシタンス
は Ｃ。
Ｃ，−−（２）
１−αＸ
Ｏ
Ｃ２＝ −（３）
１＋αＸ
ただし、Ｃｏ ：初期キャパシタンス
α ：ギャップの変位可能率
のように変化するため、信号電流１１ 、Ｉ２はそれ
ぞれ次式で与えられる。
ぞれ次式で与えられる。
（Ｒ１＋Ｒ２） （１＋ｃｔｘ）
””（Ｒ０＋Ｒ３）＋（Ｒ１−Ｒ２）ｃｒ、工５（４）
（Ｒ１＋Ｒ２）（１−αＸ） Ｉ２”（Ｒ１＋Ｒ２）＋（ＲニーＲ２）α；ｌ５（５）
一方、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電位Ｅａは、Ｅａ＝Ｒ
２（Ｉｓ −Ｉ２ ） （６）であるから、（
５）式を代入すると、 °−（） ＲＩＲ２ ｆｈ＋Ｒ２Ｒ２ １−−（７） １ １＋ 、ｄｘ ２ １十− Ｉ ２ となる。
（Ｒ１＋Ｒ２）（１−αＸ） Ｉ２”（Ｒ１＋Ｒ２）＋（ＲニーＲ２）α；ｌ５（５）
一方、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電位Ｅａは、Ｅａ＝Ｒ
２（Ｉｓ −Ｉ２ ） （６）であるから、（
５）式を代入すると、 °−（） ＲＩＲ２ ｆｈ＋Ｒ２Ｒ２ １−−（７） １ １＋ 、ｄｘ ２ １十− Ｉ ２ となる。
ここで抵抗Ｒ１、Ｒ２の比−を１とす１
れば第２図イに示すように出力Ｅａと入力Ｘとは２
直線関係になる。
またー〉１とすれば第２図口１
に示すように変位Ｘが大きくなる程増加率が増大２
し、−く１とすれば第２図ハに示すように変位Ｉ
Ｘが大きくなる程増加率が減少するようになり、入出力
関係が非直線となる。
関係が非直線となる。
しかもその非直線性の大きさは抵抗Ｒ１、Ｒ２の比を変
えることによって設定できる。
えることによって設定できる。
したがって、例えば金属ダイヤフラムのように変位量が
大きくなると差圧に対する非直線性が大きくなる場合で
も、抵抗Ｒ１ｔＲ２の比を設定することによって差圧と
直線関係にある出力電気信号を得ることができる。
大きくなると差圧に対する非直線性が大きくなる場合で
も、抵抗Ｒ１ｔＲ２の比を設定することによって差圧と
直線関係にある出力電気信号を得ることができる。
このとき金属ダイヤフラムは変位量が小さいと差圧と直
線関係にあり、変位量が大きくなると差圧と非直線関係
になるので、最大レンジで非直線性を補正しておけば、
最小レンジでの非直線誤差は無視できる。
線関係にあり、変位量が大きくなると差圧と非直線関係
になるので、最大レンジで非直線性を補正しておけば、
最小レンジでの非直線誤差は無視できる。
すなわち同じ回路条件で最小レンジから最大レンジまで
共通に用いることができる利点がある。
共通に用いることができる利点がある。
また一対の可変コンデンサの機械的配置や電気部品のバ
ラツキ等、種々の条件によって変位量に対する出力電気
信号の特性が非直線となる場合でも、抵抗Ｒ１、Ｒ２の
比を適宜選定することによって、非直線性を同様に補正
できる。
ラツキ等、種々の条件によって変位量に対する出力電気
信号の特性が非直線となる場合でも、抵抗Ｒ１、Ｒ２の
比を適宜選定することによって、非直線性を同様に補正
できる。
第３図は本発明装置の別の実施例を示す接続図で、第１
図の実施例と異なるところは２線式の変位電気信号変換
装置を構成した点にある。
図の実施例と異なるところは２線式の変位電気信号変換
装置を構成した点にある。
第３図において、ＲＶｌはスパン調整用の可変抵抗で、
抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点とダイオードＤＩ 、Ｄ４の
接続点間に挿入され信号電流ＩＩ 、Ｉ２の差が流れ
る。
抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点とダイオードＤＩ 、Ｄ４の
接続点間に挿入され信号電流ＩＩ 、Ｉ２の差が流れ
る。
ＯＦ２は高ゲインの差動直流増幅器で、その入力端子＋
）には抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電位Ｅａと抵抗ＲＶ１
の両端電圧の和が抵抗Ｒ５を介して加えられるとともに
、帰還電圧Ｅｆが抵抗Ｒ６を介して加えられ、他方の入
力端子（−）には一定電圧を零点調整用の分圧抵抗ＲＶ
２で分圧した電圧が抵抗Ｒ７ｔＲ８の分圧回路を介して
加えられる。
）には抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電位Ｅａと抵抗ＲＶ１
の両端電圧の和が抵抗Ｒ５を介して加えられるとともに
、帰還電圧Ｅｆが抵抗Ｒ６を介して加えられ、他方の入
力端子（−）には一定電圧を零点調整用の分圧抵抗ＲＶ
２で分圧した電圧が抵抗Ｒ７ｔＲ８の分圧回路を介して
加えられる。
なお抵抗Ｒ５〜Ｒ８は信号源抵抗に比して充分に大きく
選ばれている。
選ばれている。
Ｑは出力トランジスタで、増幅器ＯＰ２の出力で駆動さ
れ、出力電流■ｏを帰還抵抗Ｒｆおよび一対の伝送線ｌ
を介して受信側に配置された負荷ＲＬに供給するもので
ある。
れ、出力電流■ｏを帰還抵抗Ｒｆおよび一対の伝送線ｌ
を介して受信側に配置された負荷ＲＬに供給するもので
ある。
そして出力電流工０によって帰還抵抗Ｒｆの両端に生ず
る電圧降下が前記の帰還電圧Ｅｆとなる。
る電圧降下が前記の帰還電圧Ｅｆとなる。
Ｊは定電源回路で、例えば図示のようにトランジスタと
電界効果トランジスタよりなり、ツェナーダイオードＤ
Ｚに一定電流を供給しその両端に安定化した直流電圧Ｅ
ｓを得る。
電界効果トランジスタよりなり、ツェナーダイオードＤ
Ｚに一定電流を供給しその両端に安定化した直流電圧Ｅ
ｓを得る。
この安定化された直流電圧Ｅｓが抵抗Ｒ３、Ｒ１、Ｒ２
ｔＲ４の直列回路と零点調整用の分圧抵抗ＲＶ２にそれ
Ｋぞれ加えられるとともに、トランジスタを介して増幅
器ａｐｌ 、ｏｐ２の電源端子に加えられる。
ｔＲ４の直列回路と零点調整用の分圧抵抗ＲＶ２にそれ
Ｋぞれ加えられるとともに、トランジスタを介して増幅
器ａｐｌ 、ｏｐ２の電源端子に加えられる。
Ｅは直流電源で、この装置唯一の電源で負荷ＲＬに直列
に接続され、受信側に配置されている。
に接続され、受信側に配置されている。
このように構成した本発明装置においては、一対の伝送
線ｌを介して受信側の負荷ＲＬに伝送される出力電流Ｉ
Ｏは、 となり、入力変位Ｘに対応したものとなる。
線ｌを介して受信側の負荷ＲＬに伝送される出力電流Ｉ
Ｏは、 となり、入力変位Ｘに対応したものとなる。
（８）式から明らかなように分圧抵抗ＲＶ２の分圧比β
を調整すると、入力変位Ｘの０％時の出力電流ＩＯの値
を所望値（例えば４ｍＡ）にでき、零点の調整ができる
。
を調整すると、入力変位Ｘの０％時の出力電流ＩＯの値
を所望値（例えば４ｍＡ）にでき、零点の調整ができる
。
また可変抵抗Ｒｖ１の値を調整すると、入力変位Ｘの１
００％時の出力電流Ｉｏの値を所望値（例えば２０ｍＡ
）にでき、スパン調整ができる。
００％時の出力電流Ｉｏの値を所望値（例えば２０ｍＡ
）にでき、スパン調整ができる。
しかも可変抵抗ＲＶ１の値を変更しても零点には何ら影
響を与えず、また分圧紙’ＡＲＶ２の値を変更してスパ
ンには何ら影響を与えない。
響を与えず、また分圧紙’ＡＲＶ２の値を変更してスパ
ンには何ら影響を与えない。
なお上述では、一対の可変インピーダンス素子として、
可変コンデンサを用いる場合を例示したが、その他のイ
ンピーダンス素子例えばコイル等必要に応じて用いるこ
とができる。
可変コンデンサを用いる場合を例示したが、その他のイ
ンピーダンス素子例えばコイル等必要に応じて用いるこ
とができる。
また上述では一対の可変インピーダンス素子に交流信号
を２組の二次巻線を有するトランスを介して与える場合
を例示したが、１組の二次巻線を有するトランスを介し
て与えるように構成してもよい。
を２組の二次巻線を有するトランスを介して与える場合
を例示したが、１組の二次巻線を有するトランスを介し
て与えるように構成してもよい。
ただし実施例のように構成すれば可変インピーダンス素
子の一端を接地できる利点がある。
子の一端を接地できる利点がある。
さらに整流用のダイオードの代りにコレクタ・ベース間
を接続したスイッチングトランジスタを用いても同様に
できる。
を接続したスイッチングトランジスタを用いても同様に
できる。
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で入力
変位Ｘと所望の関係にある出力電気信号を生ずる変位電
気信号変換装置が得られる。
変位Ｘと所望の関係にある出力電気信号を生ずる変位電
気信号変換装置が得られる。
□図面の簡単な説明
第１図は本発明装置の一実施例を示す接続図、第２図は
その動作説明図、第３図は本発明装置の他の実施例を示
す接続図である。
その動作説明図、第３図は本発明装置の他の実施例を示
す接続図である。
Ｃ１、Ｃ２・・・・・・可変コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４・
・・・・・ダイオード、Ｒ１ｔＲ２・・・・・・抵抗、
Ｅｓ・・・・・・一定の直流電源、ＯＰ、、ｏｐ２・・
・・・・差動増幅器、Ｏ２０・・・・・・発振器、Ｔ・
・・・・・トランス。
・・・・・ダイオード、Ｒ１ｔＲ２・・・・・・抵抗、
Ｅｓ・・・・・・一定の直流電源、ＯＰ、、ｏｐ２・・
・・・・差動増幅器、Ｏ２０・・・・・・発振器、Ｔ・
・・・・・トランス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 変位に応じてインピーダンスが差動的に変化する一
対の可変インピーダンス素子と、前記可変インピーダン
ス素子に交流信号を印加する交流信号源と、前記一対の
可変インピーダンス素子を流れる交流電流をそれぞれ整
流平滑し直流電流を出力する整流平滑手段と、前記整流
平滑された直流電流が各々流れるよう前記整流平滑手段
のそれぞれの出力に接続されかつ直列に接続された第１
の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２と、前記第１の抵抗Ｒ
１と第２の抵抗Ｒ２の直列接続回路の両端に接続され前
記直流電流とは逆極性に一定の直流電流を流す手段と、
前記第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の直列接続回路の
両端に接続されこの両端電圧を検出しこの電圧が零にな
るように前記可変インピーダンス素子に交流信号を印加
する交流信号源を制御する手段とを有し、前記第１およ
び第Ｒ２Ｒ２Ｒ２ ２の抵抗の比−を−〉１または−く１に選ＲＩ ＲＩ
Ｒｔ 定してかつ前記第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との接
続点を変換装置の出力端子とすることにより、入力変位
に対して所望の関係にある出力を得ることを特徴とする
変痘・電気信号変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50102825A JPS5818678B2 (ja) | 1975-08-25 | 1975-08-25 | 変位電気信号変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50102825A JPS5818678B2 (ja) | 1975-08-25 | 1975-08-25 | 変位電気信号変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5226851A JPS5226851A (en) | 1977-02-28 |
| JPS5818678B2 true JPS5818678B2 (ja) | 1983-04-14 |
Family
ID=14337787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50102825A Expired JPS5818678B2 (ja) | 1975-08-25 | 1975-08-25 | 変位電気信号変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818678B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08117689A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Kurita Mach Mfg Co Ltd | 振動ふるい機のふるい清掃装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636629B2 (ja) * | 1973-12-10 | 1981-08-25 | ||
| US4339750A (en) * | 1980-08-20 | 1982-07-13 | Rosemount Inc. | Low power transmitter |
| JPS59215354A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 歯科技工用ワックス組成物 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3271669A (en) * | 1962-12-04 | 1966-09-06 | Rosemount Eng Co Ltd | Alternating current diode loop capacitance measurement circuits |
| US3646538A (en) * | 1969-10-27 | 1972-02-29 | Rosemount Eng Co Ltd | Transducer circuitry for converting a capacitance signal to a dc current signal |
| JPS5015569A (ja) * | 1973-04-30 | 1975-02-19 |
-
1975
- 1975-08-25 JP JP50102825A patent/JPS5818678B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3271669A (en) * | 1962-12-04 | 1966-09-06 | Rosemount Eng Co Ltd | Alternating current diode loop capacitance measurement circuits |
| US3646538A (en) * | 1969-10-27 | 1972-02-29 | Rosemount Eng Co Ltd | Transducer circuitry for converting a capacitance signal to a dc current signal |
| JPS5015569A (ja) * | 1973-04-30 | 1975-02-19 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08117689A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Kurita Mach Mfg Co Ltd | 振動ふるい機のふるい清掃装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5226851A (en) | 1977-02-28 |
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