JPS5819117B2 - セツテンジヨウタイ デンキシンゴウヘンカンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、接点のオン・オフ状態をこれに対応した電気
信号に変換する接点状態・電気信号変換装置に関する。

本発明の目的はメカニカル接点がなく、長期間高信頼性
を維持することのできる接点状態・電気信号変換装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は入力側に電源が不要で、かつ接点信
号を受信する伝送線に高周波的なロスがない簡単な回路
構成の接点状態・電気信号変換装置を提供することにあ
る。

本発明のさらに他の目的はコモンモードノイズおよびノ
ルマルモードノイズに影響されなく、高精度で接点状態
を電気信号に変換することのできる変換装置を提供する
ことにある。

本発明の接点状態・電気信号変換装置は、クロックパル
スが与えられる励磁巻線と、整流回路を有しこの整流回
路の出力を被測定の接点に与える入力巻線および被測定
の接点の状態に応じて変化するインピーダンスを検出す
る出力巻線を有する変成器を具え、出力巻線で検出され
た接点状態信号を前記のクロックパルスにすべて同期し
て波形処理することにより、上記の目的に適った作用効
果を有す名接点状態・電気信号変換装置を実現したもの
である。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の変換装置の一実施例を示す電気的接続
図である。

第１図において、１０はクロックパルス発生器で、以下
に説明するように本発明の装置においては、検出した接
点状態信号はすべてこの発生器１０が出力するクロック
パルスによって波形処理されるとともに、このクロック
パルスに同期した信号が出力として取り出されるように
なっている。

２０は変成器で、この変成器は励磁巻線２１と入力巻線
２２および出力巻線２３０３つの巻線をもつもので、励
磁巻線２１にはクロックパルス発生器１０が出力するク
ロックパルスがパワー増幅器１１を介して与えられるよ
うになっている。

３０は整流回路、４０は本変換装備の信号入力端子を示
すものである。

整流回路３０はコンデンサ３１とダイオード３２よζな
るもので、その入力端は前記変成器２００Å力巻線２２
に接続され、出力端は入力端子４０に接続されている。

５０は被測定の接点、６０は伝送ラインを示すものであ
る。

接点５０は比慇的長距離の伝送ライン６０を介して入力
端子４０に接続されている。

７０は電圧比較器、８０はクロックパルス発生器１０の
出力パルスに同期して駆動され前記電圧比較器の出力波
形を波形整形して出力する同期式波形整形回路である。

波形整形回路８０において、８１はフリップ・フロップ
で構成されるレベル変換器、８２は抵抗とコンデンサよ
りなるフィルタ回路、８３はフィルタ回路８２の出力波
形を整形するシュミット回路よりなる電圧比較器、８４
は被測定接点のオン・オフ状態に対応した電気信号を、
クロックパルス発生器１０が出力するクロックパルスに
同期して得るようにしたフリップ・フロップ回路である
。

９０はコントローラ、９１はゲート回路である。

コントローラ９０はフリップ・フロップ回路８４にリセ
ット信号を送出するとともに、ゲート回路９１にリード
信号を送出してフリップ・フロップ回路８４に送出され
るクロックパルス発生器１０の出力パルスの通過を制御
するようにしている。

１００はフリップ・フロップ回路８４の出力電気信号を
取り出す出力端子である。

このような構成の本発明に係る変換装置の動作を第２図
の波形図を用いて以下に説明する。

クロックパルス発生器１０は第２図のイに示すクロック
パルスを発生する。

パルス発生器１０が出力するクロックパルスはパワー増
幅器１１で増幅されたのち変成器２０の励磁巻線２１に
与えられる。

これにより、変成器２０の入力巻線２２と出力巻線２３
にそれぞれパルス電流が発生する。

入力巻線２２に発生したパルス電流は整流回路３０で整
流され、直流電圧に変換される。

被測定の接点５０がオフ（開放）の場合、整流回路３０
の出力直流電圧はオフ状態にある接点５００両端に与え
られるのみである。

したがって、入力巻線２２よりみた接点５０側は直流的
にインピーダンスの非常に高い状態にある。

このため、出力巻線２３には励磁巻線２１に供給された
パルスがそのまま伝わることになる。

ここで、いまミ被測定の接点５０が第２図の口で示すご
とく時刻Ｔ１でオン（短絡）になり、このオン状態がＴ
期間持続され、時刻Ｔ２で元にもどりオフになったとす
る。

時刻Ｔ１において被測定の接点５０がオンになると整流
回路３０を構成するコンデンサ３１０両端の電；圧が低
下し、このため変成器２０の励磁巻線２１からのパルス
電流はコンデンサ３１をチャージさせようとする。

したがって変成器２０におけるパルス電流は励磁巻線２
１から入力巻線２２へと伝送され、出力巻線２３に流れ
るパルス電流は少なくなる。

この状態における出力巻線２３より取り出されるパルス
の波形は、第２図の八で示される。

このように、本発明の装置においては被測定の接点５０
０オン・オフ状態の変化がインピーダンスの変化として
変成器２０の出力巻線２３により検出される。

出力巻線２０の出力パルスは電圧比較器７０に与えられ
て所定の基準電圧と比較され、接点５０がオフのときパ
ルスが出、オンのときパルスが出ない信号に変換される
。

この電圧比較器７０の出力波形を第２図の二に示す。

電圧比較器７０の出力信号は同期式波形整形回路８０に
おけるレベル変換回路８１に与えられる。

レベル変換回路８１はクロックパルス発生器１０が出力
するクロックパルスの立上りによって′１′′のレベル
の信号を出力し、電圧比較器７０の出力パルスの立下り
によってその状態が返転し”０″レベルの信号を出力す
る。

したがって、このレベル変換回路８１は第２図のホに示
すごとく実質的に被測定の接点５００オン・オフ状態に
応じた電気信号、すなわち、接点５０がオンの期間は”
１″のレベルの信号を、オフの期間には′０”のレベル
の信号を出力する。

レベル変換回路８１が出力する接点５００オン・オフ状
態に応じた信号はフィルタ８２に供給される。

レベル変換回路８１の出力には接点５０によるチャタリ
ング、あるいは変成器２０による遅れ信号等を含むが、
これらはフィルタ８２０時定数を適当にすることによっ
て除去される。

フィルタ８２の出力を第２図のへに示す。フィルタ８２
の出力は論理信号としては立上り、立下り時間に問題が
あるので、これを解消すべくフィルタ８２の出力は電圧
比較器８３に供給されて波形整形が行なわれる。

電圧比較器８３の出力波形を第２図のトに示す。

電圧比較器８３の出力は出力信号として出力端子１００
より取り出されるべきものであるが、この電圧比較器８
３の出力はクロックパルス発生器１０の出力パルスには
同期していない。

出力信号がクロックパルスに同期して取り出されるため
に、電圧比較器８３の出力はフリップ・フロップ回路８
４に与えられる。

フリップ・フロップ回路８４にはコントローラ９０によ
りその開閉が制御されるゲート９１を介してクロックパ
ルス発生器１０からの出力パルスが与えられる。

フリップ・フロップ回路８４は第２図のチに示すごとく
、電圧比較器８３の出力パルスを入力してから最初に与
えられるクロックパルスの立下りで”１′ルベルの、そ
して電圧比較器８３の出力パルスが消失してから最初に
与えられるクロックパルスの立下りで″０”レベルの信
号を出力する。

このフリップ・フロップ回路８４より取り出される第２
図のチに示す信号は時間的には相対的にずれているが、
被測定の接点９００オン・オフ状態に対応し、かつクロ
ックパルス発生器１０の出力パルスに同期した電気信号
となる。

この電気信号は出力端子１００より取り出される。

従来用いられていたこの種の接点状態・電気信号変換装
置の一例に第３図に示すような回路がある。

第３図において、１は被測定の接点、２はリレー、５は
波形整形回路、４は出力端子、５はリレー２を駆動する
ための電源である。

この装置は接点状態・電気信号変換装置として従来から
用いられているが、この装置ではリレー２を使用してい
るので、長期にわたる動作は寿命に限界がある。

また、出力側の波形整形回路３部分には電源が必要なこ
とはもちろんであるが、入力側にもリレー電源５が必要
である。

この種の変換装置において、２電源を用いなくてはなら
ないことはそれだけ装置が複雑になるし、高価にもなる
。

これに対して、本発明の装置においては接点５００オン
・オフ状態をインピーダンスの変化として検出するよう
にしているので、機械的接点がなく、このため長期間高
信頼性を維持することができる。

また、入力側に接続された整流回路の出力が被測定の接
点５０に供給されるが、整流回路は変成器のパルス電流
によって動作し、そして接点５０の状態をインピーダン
スの変化として検出するようにしているので、入力側に
は電源が不要であり、このため装置の回路がくみやすく
、安価にできる。

さらに、本発明によれば接点を受信する伝送線６０には
直流化された信号が用いられているので、高周波的な損
失がない等の利点を具えた装置が実現できる。

次に、本発明装置において、ノルマルモードノイズおよ
びコモンモードノイズを除去する機能について説明する
。

被測定の接点５０と入力端子４０を結ぶ伝送線６０にノ
ルマルモードのノイズがあったとすると、そのノイズは
整流回路３０→変成器２０→電圧比較器７０の順に通る
。

そのため、レベル変換器８１０入力にはノルマルモード
ノイズと変換された接点状態信号の両者が重畳して加わ
るが、レベル変換回路８１の出力はクロックパルス発生
器１０のクロックパルスに同期されているため、クロッ
クパルスと同期しない入力は出力として表われない。

なお、クロックパルスの周波数よりも遅いノイズ信号は
レベル変換回路８１を誤動作させる。

しかし、フィルタ８２０時定数をたとえば３０ｍ５ｅｃ
ぐらいにし、そして被測定接点５００オン・オフ周波数
をこの時定数より低くしておけば、３０ｍ５ｅｃ以下の
ノルマルモードノイズは除去される。

また、コモンモードノイズは本変換装置の接地点と被測
定接点５０の計測現場との間にあるノイズが伝送線６０
を通して流れるものであるから、このコモンモードノイ
ズは変成器２０により直流的に絶縁をすることによりそ
の影響を除去することができる。

なお、パルス的なコモンモードノイズは変成器２０によ
りある程度おさえることができるが一部は本変換装置の
各構成回路にも流入し、影響を与える。

しかし、本変換装置の構成回路は前記したようにすべて
クロックパルス発生器１０のクロックパルスに同期して
動作しているため、回路内を流れるコモンモードノイズ
信号のうちクロックパルス発生器１００周波数よりも高
いコモンモードノイズは除去される。

このように本発明の変換装置においては、ノルマルモー
ドノイズおよびコモンモードノイズに影響されない装置
が得られる。

以上説明したように本発明においては、クロックパルス
が与えられる励磁巻線と、整流回路を有しこの整流回路
の出力を被測定の接点に与える入力巻線および被測定の
接点の状態に応じて変化す 。

るインピーダンスを検出する出力巻線を有する変成器を
具え、出力巻線で検出された接点状態信号を前記のクロ
ックパルスにすべて同期して波形処理するように構成し
たので、長期間高信頼性があり、かつ１電源ですむとと
もに高周波的ロスがなく、シかもノイズに影響されない
接点状態・電気信号変換装置が簡単な構成によって実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変換装置の一実施例を示す接続図、第
２図は第１図装置の動作を説明するための波形図、第３
図は従来の変換装置の一例の要部を示す図である。 １０・・・・・・クロックパルス発生器、１１・・・・
・・パワー増幅器、２０・・・・・・変成器、２１・・
・・・・励磁巻線、２２・・・・・・入力巻線、２３・
・・・・・出力巻線、３０・・・・・・整流回路、４０
・・・・・・入力端子、５０・・・・・・被測定接点、
６０・・・・・・伝送線、１０・・・・・・電圧比較器
、８０・・・・・・波形整形回路、８１・・・・・・レ
ベル変換器、８２・・・・・・フィルタ、８３・・・・
・・電圧比較器、８４・・・・・・フリップ・フロップ
回路、９０・・・・・・コントローラ、９１・・・・・
・ゲート回路、１００・・・・・・出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定接点が接続される入力端子、コンデンサとダ
   イオードよりなりその出力端が前記入力端子に接続され
   た整流回路、クロックパルス発生器、前記整流回路の入
   力端が接続された入力巻線とクロックパルス発生器の出
   力端が接続された励磁巻線および前記被測定接点のオン
   ・オフ状態をインピーダンス変化として検出する出力巻
   線を宥する変成器、該変成器の出力巻線に接続された第
   １の電圧比較器、該第１の電圧比較器の出力端に接続さ
   れ前記クロックパルス発生器の出力パルスに同期して駆
   動され前記被測定接点がオフの期間とオンの期間に応じ
   てレベルの異なる信号を出力するレベル変換器、該レベ
   ル変換器の出力端に接続されその時定数がクロックパル
   ス発生器の出力パルスの周期より長く選定されたフィル
   タ回路、該フィルタ回路の出力を波形整形する第２の電
   圧比較器、該電圧比較器の出力端に接続され前記被測定
   接点のオン・オフ状態に応じてレベルの異なる信号を前
   記クロックパルス発生器の出力パルスに同期して検出す
   るフリップ・フロップ回路、および、該フリップ・フロ
   ップ回路の出力を取出す出力端子を具備した接点状態・
   電気信号変換装置。