JPS6019039B2 - ２線式信号伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は２線式信号伝送装置に関するもであり、特に、
前記２線式信号伝送装置に流れるＤＣ（直流）総電流の
大きさが、キャパシタンス圧力感知器のような、可変リ
アクタンスに応答して制御され、その結果、前記ＰＣ電
流が、前記２線式信号伝送装置の作動電源としてのみな
らず。

感知された圧力（一般的には、物理量）を代表する電気
的信号としても役立てられるような２線式信号伝送装置
に関するものである。（従来の技術） 米国特許第３，６４６，５３８号中明細書には変動する
ＡＣ（交流）誘導性インピーダンスを、電流信号に変換
するための、２線式信号伝送装置が記載されており、こ
れは、従来の此の種の技術に対する或る改善を開示して
いる。

（発明の概要） 本発明は、測定されようとしている可変ＩＪァクタンス
に対して、正確な関数関係を有する電流信号を作る回路
より成る。

この回路は、該リアクタンスの関数としてのＤＣ信号を
発生するように、譲りアクタンスと共に一つの回路を構
成している発振器および整流装置と、当該回路へ流入す
る総電流に比例する電流（フィードバック）信号を発生
するための抵抗回路網と、前記総電流を前記可変リアク
タンスの関数として変化させるさための電流制御段とを
含んで・いる。

本発明は、特に、唯一つの可変リアクタンス（キヤパシ
タまたはィンダクタ）が使用され、そして当該回路に流
れるＤＣ（直流）総電流のレベルが、測定される圧力と
直線的関係を持っているような感知器を含む２線式信号
伝送袋百畳に適している。

なお、本発明においては主として、出力段すなわち電流
制御段が改良されているためふ回路の動作に要する電圧
を比較的低くでき、そｌして必要な部品点数は、従釆の
技術に対比して、著しく低減される。

このために、コストの低減と信頼性の向上を実現するこ
とができ、保守の手数，も減らすことができる。（発明
の実施例） さて、第１図には、本発明の有利な‐一実施例が詳細に
示されている。

図に於いて、〔１，は唯一つの可変キャパシタを有する
容量性圧加藤知器を表示している。このような圧力感知
器は．、 １９７４羊米国特許出願第４５７，６９７号
明細書にも記…致されている。前記米国特許出願明細書
に於いては，、１つのダイヤフラムが圧力の変動に応答
して運動し、これが一つの可変キャパシタを形成する。

そして、そのキャパシタンスは、圧力と逆比例的関係を
有する一換言すれば、圧力の増加と共に低減する。従っ
て、これによれば、キャパシタンスの減少に反比例して
増大するＤＣ信号を発生・し、その結果、圧力に正比例
する（関数関係を有する）電気的出力を生ずるような回
路を作ることが期待される。上記米国出願の明細書に記
載された路は、このような作用を行なうと共に、一つの
電流制御段をも開示しており、この電流制御段は、ＤＣ
信号発生回路と組合わせて使用されるとき、上記○Ｃ信
号に比例して、出力電流の大きさを制御する作用を生ず
る。

第１図を参照するとへその全体的回路は、破線で分離さ
れた３つの主要部分より成り、概括的に、入力回路１０
、電流制回路６０及．び電源回路９０として描かれてい
る。

上記入力回路１０は、可変キャパシタＣ，と基準キャパ
シタＣ２、上記両キャパシタに比例するＤＣ信号を作る
ための一つの発振器、及びこれと関連づけられた整流部
材、基準電圧電源ＶＲ、及び、上記可変キャパシタＣ，
と線路１１（増幅器７０の入力）に於けるＤＣ出力との
間に所望の関数関係をもたらすための接続回路を含んで
いる。

こ）で、可変キャパシタＣ，として平行板コンデンサを
想定すると、そのキャパシタンスＣＩは、良く知られて
いるように、極板間の晒離ｄに比例する。すなわち〜つ
ぎの式が成立する。たゞし、Ｋ，は比例定数である。Ｃ
Ｉ＝ＫＩ‐貴 ………【１’いま、圧力Ｐの
増加に比例して極坂間の距離ｄが増大するとすれば、圧
力Ｐと距離ｄとの間にはつぎの関係が成立する。

たゞし、Ｋ２は比例定数である。Ｐ＝Ｋ２・ｄ
・・・・・…・■前記のｍおよび‘
２）式からｄを消去すれば、つぎの関係式が得られる。

ただし、Ｋ３は比例定数である。Ｐ＝Ｋ２‐Ｋ．‐ミニ
Ｋ３号． ‐‐‐・・‐‐・‐‘３’前記制式から分る
ように、キャパシタンスＣ，は圧力Ｐに反比例する。し
たがって、１／Ｃ，に比例した一換言すれば、キャパシ
タンスＣ，に反比例した電気信号を出力する変換器を作
れば、その出力は圧力Ｐに比例することになる。

本発明の可変キャパシタＣ，は、前述の条件をほゞ満足
するものである。上記発振器は、キャパシタＣ，及びＣ
２の各々へ、反覆的な充電および放電電流−すなわち電
流パルスを供給する。そしてその際、周波数及び電圧の
積で表わされる発振器出力は、増幅器１２の入力端に於
ける電圧によって制御される。増幅器１２の出力は、結
合抵抗１３を介して、発振器フィードバック巻線１４の
第１の端子に接続されている。

上記フィードバック巻線１４のもつ一つの端子は、トラ
ンジスタ１５のェミツタに接続されている。上記トラン
ジスタ１５のベースと、上記巻線１４の第１端子との間
には、キヤパシタ１６が接続されている。上記トランジ
スタ１５のコレクタと線路１８との間には、発振器の１
次巻線１７が接続されている。

上記線路１８と、トランジスタ１５のベースとの間には
、抵抗１９が接続されている。上記増幅器１２は、その
動作電源端子を電流供給導線１８と線路１９との間に接
続することによって、附勢される。上記１次巻線１７は
２次巻線２０，２１と誘導的に結合され、両２次巻線は
、キャパシタＣ，及びＣ２に反覆電流を供給する。

上記巻線２０の第１端子は線路２２へ接続され、そして
池様すなわち第２端子は、順方向に（すなわち、第２端
子からの電流を導適するように）接続されたダイオード
２３と経て、キャパシタＣ，の第１端子へ接続されてい
る。キャパシ夕Ｃ，の他方の端子は、結合キャパシタＣ
３を経て導線１８へ接続されており、この場合キャパシ
タＣ３は、接地された感知器Ｃ，とこれに薮続された回
路との間を、直流的に分離する作用を果している。

これにより、電源、およびキャパシタＣ，などを接地す
ることが可能となる。巻線２１の第１端子は導線２４へ
接続され、またその第２様子は、逆極性に（すなわち、
キャパシタＣ，からの電流を導通し、第２端子からの電
流は阻止するように）接続されたダイオード２５を経て
、キャバシタＣ，の第１端子へ接続されている。上記巻
線２１の第１端子は、順方向接続ダイオード２６を経て
、キャパシタＣ２の第１端子へも接続されている。キャ
パシタＣ２の第１端子は、【頂方向接続ダイオード２７
を経て線路１８へも接続されている。

キャパシタＣ２の他方の端子は、巻線２１の第２端子へ
接続されている。線路１８と線路２２との間には、抵抗
２８と並列キャパシタ２９とが接続され、そして、線路
１８と線路２４の間にも、キャパシタ３０が接続されて
いる。

線路２４と２２との間にはキヤパシタ３１が接続されて
おり、一方、上記両線路２４，２２は、増幅器１２の非
反転端子及び反転端子へ、それぞれ接続されている。

線路２２と増幅器１２の出力との間には、フィードバッ
クキャバシタ３２が接続されている。上記回路において
、諸ダイオード２３，２５〜２７などの順方向電圧降下
が無視でき、さらに、印加電圧の尖頭知が、各サイクル
中に、上記両キャパシタＣ，，Ｃ２を事実上完全に充電
するに足るだけ持続するならば、上記千ャパシタに流れ
る電流の平均振幅は、印加された電圧の尖頭値と、核発
振器出力の周波数と、キャバシタＣ，またはＣ２の容量
（キャパシタンス）との積に正比例する。

それ故に、両ダイオード２３．２５を流れる平均電流は
、ｆＶＣ，に等しくなる。なお、こ）で、ｆは巻線２０
及び２１に於けるＡＣ励起電流の周波数、Ｖはそのピー
ク・ピーク電圧であり、Ｃ，はキヤパシタＣ，の容量で
ある。同様に、ダイオード２６，２７を流れる平均電流
はＷＣ２である。

増幅器１２に対する入力信号の極性は、この増幅器の出
力が増大すると、両ダイオード２３及び２５に流れる噂
流は増大するが、線路２２の電位が低下し、これによっ
て、増幅器１２の２入力間のレベル差が零になるように
設定されている。

図からも分るように、両ダイオード２３及び２５を流れ
るＤＣ電流は、抵抗２８を流れる電流に等しい。それ故
に、抵抗２８の抵抗値をＲ２８であらわし、また線路２
４の電圧をＶ，であらわせば、次の関係式‘４）が成立
つ。ｗＣ．こ号 ．・・．・・・‐・■そして
、発振器制御によって、次の関係式‘５’がもたらされ
る。

Ｍ母 ・小畑上記入力回路１川ま、線路１８と、
線路３４との間に接続されたッェナダィオード３３を含
んでおり、このッェナダイオード３３と並列に、直列接
続された１対の固定抵抗３５と３６が接続されている。

上記両抵抗３５と３６の接続点は、抵抗３７を経て線路
３８へ接続されている。それ故に、線路１８を基準とす
る線路３８の電圧は、一定値（これをＶＲとする）であ
る。

線路１８と線路３４の間には、零点調整用のポテンショ
メータ３９が接続されており、このポテンショメータの
ヮイパは抵抗４０を経て線路１１に接続されている。線
路１１と線路２４との間には、ポテンショメータ４１と
抵抗４２とが直列に接続されている。

上記ポテンショメータ４１１のワイパは、このボテンシ
ョメ−夕の一端に接続されている。従って、このポテン
ショメータは一つの可変抵抗として作用し、後でさらに
説明するように、被測定パラメータと総電流ＩＴとの間
の関係を線形化するのに役立つ。巻線２１の第１端子（
図では、下側端子）の位置で考えると、上記ポテンショ
メータ４１と抵抗４２とを流れるＤＣ電流ｉ，と、ダイ
オード２３と２５を流れる電流と、ダイオード２６と２
７を流れる電流との和は零である。

従ってｆ，＝ｆＶ（Ｃ２一Ｃ，） となる。

この入力回路にはさらに、０点調整用の電流ｉ２も含ま
れる。この電流ｉ２‘ま、図示のように、線路１１から
分れて抵抗４０を流れる。そこで、線路１１上の電流は
、ｉ２十ｉ， すなわち、 ｉ２十ｆＶ（Ｃ２一Ｃ，） となる。

また、前記式｛５め）ら、Ｗ＝Ｃ母 である故、上記電流は、次の‘６ー式で表わされる。

ｉ２十ｉ，：ｉ２十竜（き−１） ・仙・俄こ）で、増
幅器７０は、線路１１上の電圧を、線路３８上の電圧Ｖ
Ｒに等しくなるように制御するから、線路２４の電圧Ｖ
，はＶ，＝ＶＲ一ｉ，（Ｒ４，十Ｒ４２） となる。

従って、（Ｒ４，十Ｒ４２）の値を調整すれば、電圧Ｖ
，が変化し、これによって電流ｉ２十ｉ．の値が修正さ
れる。この修正は、実際に、出力電流と測定された変数
との間の関係に、より良い直線性を与えるのに役立つ。

すなわち、キヤパシタＣ，に跨って生ずる不可避的な並
列（浮遊）キャパシタンスによる非線形等性、及び、例
えば圧力ダイヤフラムの被測定圧力に対する僅かな非線
形等性などを補償するのに役立つ。上述のような入力回
路が線路１１上に与える電流信号（ｉ．十ｉ２）は、前
記■式より、Ｃ２／Ｃ．の関数であり、そしてこれは、
後で詳述・するように、零調整及び線変化の項を含んで
いる。

一方、線路３８へは、基準電圧即ち一定電圧ＶＲが印加
される。次に、電流制御回路６０は、給電線６１と電源
婦線６２とを経て附勢されている。

そして、その基本的作用は、入力回路１０に対する附勢
を与えること、及び測定されつ）ある状態（被測定物理
量）の関数としての、線路６１内の総電流１１を制御す
ることである。この電流制御回路は、端子１８Ａ，１１
Ａ，３８Ａ，３４Ａ及び１９Ａで、前述の入力回路１０
へ接続されているものと考えることができる。

上記総電流ＩＴは、逆流保護ダイオード６３を通り、然
る後、総電流ＩＴ中の或る既知の部分ｉ３（すなわち、
線路６５を経て線路１１へ流れる電流）を除いた残りの
電流が、抵抗回路網６４を経て線路１８へ流れる。上記
抵抗回路網６４は、ダイオード６３と線路１８との間に
挿入された抵抗６８および、これと並列に接続された、
ポテンショメータ６６および抵抗６７の直列組合せ、な
らびにポテンショメータ６６のワィパに接続された抵抗
６９より成っている。

抵抗６９の他端は線路６５を経て、線路１１と接続され
ている。増幅器７０は線路１８と１９との間に接続され
ており、この増幅器７０の出力は、抵抗７１を経て、電
流制御トランジスタ７２のベースへ接続されている。

上記増幅器７０の非反転入力は線路１１に接続され、一
方その反転入力は線路３８へ接続されている。また、反
転入力と増幅器７０の出力との間には、キャパシタ７３
が接続されている。前記電流制御トランジスタ７２のェ
ミッタは、抵抗７４を介して線路１８へ接続され、そし
て線路１８と、上記トランジスタ７２のベースとの間に
は、電流制限用のッェナダィオード７５が接続されてい
る。

上記抵抗７４を通る電流が或る設定値を超過すると、ッ
ェナダィオード７５が導通して、トランジスタ７２のェ
ミッタ・ベース間電圧が予定値以上になるのを制限する
。

従って、上記トランジスタ７２のェミッタ・コレクタ電
流が制限される。このようにして、前記ツェナダィオー
ド７５は、トランジスタ７２の保護装置として作用する
。上記トランジスタ７２のベースとェミツタとに跨って
キャパシタ７６が接続されており、これが回路の動的安
定性（ダイナミック・スタピリテイ）をもたらしている
。トランジスタ７２のコレクタは、トランジスタ７７の
ベースへ接続され、上記トランジスタ７７のェミッタは
、電源婦線６２へ接続されている。

上記トランジスタ７７のコレクタは線路１９へ接続され
、そして抵抗７８が、線路１９と６２との間に接続され
ている。上記抵抗７８は、電流バイパスとして作用する
。また、トランジスタ７７のベースとエミツタとの間に
は、抵抗７９と、これに並列に接続されたキャパシタ８
０とが接続されて、出力に含まれる発振器の雑音を炉波
している。

導線３４と１９との間には抵抗８１が接続され、そして
トランジスタ８２のベースは線路３４へ、またそのェミ
ッタは線路１９へ接統されている。

上記トランジスタ８２のコレクタはトランジスタ７２の
ェミッタへ接続されている。トランジスタ８２と抵抗８
１とはッェナダィオード３３を通る電流の安定化に役立
っている。

上記回路が動作するとき、総電流ＩＴの中の既知の部分
（または分流）電流ｉ３が、抵抗６９を経て線路１１へ
流れる。線路１１から、増幅器７０の非反転端子へ供給
された信号が増大するとき、トランジスタ７２及びトラ
ンジスタ７７の両ベースに於ける信号が低減し、従って
、トランジスタ７７と抵抗回路網６４を通る電流が低減
する。そのとき、電流ｉ３も亦低減して、線路１１上の
電圧を、線路３８上の電圧ＶＲと等しい値に維持する。
なおこの場合、つぎの２つの関係が成立する。ｉ３＝ｉ
，十ｉ２ ｉ３Ｒ斑ニＩＴＲ２十ＶＲ たゞし、前式中のＲ２は、ポテンショメータ６６のワィ
パがその上端６６Ａに達した状態では、次の式であらわ
される。

Ｒ２：器蚤６熱毒 もし、上記ポテンショメータ６６のワイパが下方へ摺動
された場合には、上記Ｒ２の値が変化し、そしてこれを
減少させるが、電流ｉ３と総電流ＩＴとの間の関係は依
然として比例状態を保つ。

すなわち、ポテンショメータ６６は、総電流ＩＴの乗算
器として作用するので、スパン制御装置、即ち感度制御
装置として作用する。上記の関係と、前に‘６｝式で示
したｉ２十ｉ，の関係とを絹合せるとき、下記｛７｝式
の関係が得られる。ｈ＝義鰐（き州２隻昔 ・・…・【
７’ こ）で、前記‘７１式であらわされる総電流ＩＴが圧力
Ｐの関数であることを説明する。

前に述べたように、線路２４および３８の各電圧Ｖ，お
よびＶＲの間にはつぎの関係がある。

Ｖ，＝ＶＲ一ｉ．・ＲＬ但しＲＬ＝Ｒ４，十Ｒ４２ これに前述のｉ，＝ｆｖ（Ｃ２一Ｃ，）の関係を代入す
ると、Ｖ，＝ＶＲ−ｆｖ（Ｃ２−Ｃ，）・ＲＬ となり、さらに前述の｛２１式を代入すると、Ｖ．＝Ｖ
Ｒ−；生；（Ｃ２−Ｃ・）‐Ｒしとなる。

これからＶ，を求めると、つぎのようになる。Ｖ，＝
ＶＲ・十誌く。

２で・−１） 前記式の両辺に（Ｃ２／Ｃ，一１）Ｒ２８を掛けると、
Ｖ，（０２Ｘｏ「１） ｖＲ Ｘ０２分
〇，−，・快く％「・）Ｒ２８ｖＲく（「２イｏ，−１
） ＶＲＲ２８十ＲＬ（０２〃〇，一，）
Ｒ２８−−−−−− 十ＲＬ。

２れ。

，一１つまり、 ｖ，（０２イｏ「１） ＶＲ Ｒ２８ Ｒ２８ アヲス５；コ・十ＲＬ なる関係が得られる。

これを前記の式に代入すると、つぎの関係式■が得られ
る。ｈ＝鰐Ｒ２８ＶＲ ＋ｉ２・鰐−常・・・（８）−
−−−−十ＲＬ。

２×。

１．−１ 前に述べたようにキャパシタンスＣ，は圧力Ｐに反比例
するから、前記■式から、圧力Ｐが大きくなると、キヤ
パシタンスＣ，は小となり、（Ｃ２／Ｃ，一１）は大、
Ｒ２３（Ｃ２／Ｃ，一１）は小となる−つまり、圧力が
増大すると｛８ー式の右辺第１項の分母が小さくなるの
で、総電流ＩＴは増大する。

換言すれば、総電流ＩＴは圧力Ｐの関数であることがわ
かる。さらに、ここで ＲＬ＝Ｒ４，十Ｒ４２＝０ と仮定すると、前記■式はつぎのようになる。

・Ｔ＝Ｒ蔓誌亀（き−・）＋ｉ２鷲善一毒．・・．・・
．・・側 前記【９｝式においてト変数はＣ，のみであるかり、総
電流ＩＴはキャパシタンスＣ，に反比例することが分る
。

さらに、前記キャパシタンスＣ，は、前述のように、圧
力Ｐに反比例するので１／Ｃ，は圧力Ｐに比例する。そ
れ故に、総電流ＩＴは圧力Ｐに比例することが分かる。
しかしながら、実際上は、キヤパシタンスＣ．が圧力Ｐ
に完全に反比例するような圧力感知器の実現は困難であ
り、両者の関係には非直線性が含まれて来る。

この非直線性を補正するために、この発明では、抵抗４
２とポテンショメータ４１とが設けられている。すなわ
ち、前記■式の右辺第１項のＲＬの値を調整することに
よって、非直線性の補正とはかっている。

また、前記｛７）および‘８）式の右辺第２項のｉ２は
ポテンショメータ３９によって選択された大きさと極性
を持った零点調整用の電流である。

いま特定の一例として、ＤＣ電源９１と負荷抵抗９２と
より成る電源回路３０が、図示のように、線路６１，６
２へ接続されて、矢印で示すような正万向の総電流ＩＴ
を生じた場合を考えて見よう。

キャパシタＣ，の容量は、容量性圧力感知器からの零な
いし全目盛の圧力信号に対応して約８沙Ｆ及び５岬Ｆの
間で変動する。

一方、キャパシタＣ２の容量値は８か，Ｆである。

あとで示す表１には、その他の諸部材の数値が表わされ
ている。線路６１と６２との間に必要な電源電圧は、最
低は１２ボルト、そして最高は約３５ボルトであること
が判明した。出力電流は、キャパシタンスＣ，とＣ２が
等しい場合には、ポテンショメータ３９によって４ｍＡ
に設定することが可能であり、そして上記スパン（また
は感度）は、キヤパシタンスＣ，が約５蛇Ｆの場合、ポ
テンショメータ６６を用いて、２仇ｈＡの総電流を生ず
るように設定することが可能であった。

上記ＩＴ対Ｃ２／Ｃ，の間の関数関係は、ポテンショメ
ータ４１を用いて「総電流ＩＴと被測定パラメータとの
間に線形関係が成立つように、調節することができた。

この信号伝送装置は、線路１８と６２との間に、大別し
て３つの電流通路を有している。増幅器７川こよって制
御される第１の電流通路の分賂電流は、線路１８から抵
抗７４を通してトランジスタ８２へ流れ、然る後、最終
的な電流制御素子であるトランジスタ７７を流れる。調
整された第２の電流通路は、上記線路１８から、ツェナ
ダイオード３３及び、その並列抵抗路（これは抵抗３５
，３６及びポテンショメータ３９を含む）を経て、線路
３４へ通じている。

線路３４は、トランジスタ８２のベース及び抵抗８１へ
接続されており、この組合せより成る回路が、ッェナダ
ィオード３３を通る電流を、事実上一定値に調整するの
に役立っている。すなわち、ッェナダィオード３３を流
れる電流が増えると、トランジスタ８２の内部ィピーダ
ンスが小さくなり−そのベース・コレクタ間電位が低下
する。

その結果、ッェナダィオード３３に加わる電圧が減少し
、そこに流れる電流を減少させる。また、ツェナダィオ
ード３３の電流が減ると、前記とは反対に、その電流を
増加させる。

このようにして、ツェナダィオード３３の電流は、ほゞ
一定に保持されることになる。したがって、ツェナダイ
オード３３によって与えられる基準電圧は、総電流が変
化しても殆んど変化しないことになる。

抵抗８１は温度補償抵抗とすることができ、温度変化の
ために生ずるトトランジスタ８２のベース・ェミッタ電
圧降下、またはベース電流の変動を補償することができ
る。

第３の電流通路は、線路１８から１９に至るもので、増
幅器１２及び７０に対する作動電力供繋舎線路を含む諸
通路より成っている。

上述の第１の分流回路の電流制御は、２段操作によって
遂行される。

すなわち、第１段の電流制御は、増幅器７０の出力に直
接に応答するトランジスタ７２により、また第２段の電
流制御は、前記トランジスタ７２のコレクタに、そのベ
ースが接続されたトランジスタ７７によって、それぞれ
行なわれる。換言すれば、トランジスタ７２は増幅器７
０の出力（電流制御信号）を増幅し、これを第２制御段
のトランジスタ７７に対する制御信号として、そのベー
スに供聯合する。

上記抵抗回路網６４から線路６５へ与えられる電流信号
ｉ３は、総電流１，に関連する平衡用のフィードバック
信号であり、増幅器７０の非反転入力に供給される。

上述したようなトランジスタ８２と抵抗８１より成る特
定の電流調整回路を使用することは、これが、最小の電
圧降下（トランジスタ８２のベース・ェミッタ間電圧降
下）で、ッェナダィオード３３と通る電流の所望の調整
を可能にするという理由で、有利である。

このように、ツェナダイオ−ド３３を通る電流を設定範
囲内に制御することによって、前記ッェナダィオード３
３の両端に生ずる電圧降下‐したがって、線路３８の基
準電圧ＶＲを、より一層安定かつ正確に保持し、結果と
して、被測定圧力の測定精度を格段に向上することがで
きる。

またこのことは、抵抗回路網６４、抵抗７４、およびト
ランジスタ８２よりなる電流分路において、トランジス
タ８２による電圧降下が十分に小さいこと‐したがって
、抵抗回路網６４における電圧降下を十分に大きくでき
ることを意味する。

このように、抵抗回路網６４内の電圧降下を大きくでき
れば、増幅器７０の非反転入力に、より高いフィードバ
ック電圧を供給することができるという利点を生ずるこ
とは明らかである。表１ 符号 数値及び（或は）型名 第２図には、可変ィンダクタンスの測定に好適な、本発
明の他の実施例回路の要部、すなわち第１図の入力回路
１０‘こ対応する回路例が示されている。

図示の回路によれば、後で詳述するように、可変ィンダ
クタンスの逆数に比例する電流信号を発生させることが
できる。第２図の回路は、例えば、可動ダイヤフラムお
よび固定極を通過する磁路と、前記滋略と鎖交するコイ
ル（巻線）とを有しており、１０１つ前記コイルのィン
ダクタンスが、前記可動ダイヤフラムの偏位と反比例的
に変化するような、圧力感知器によって、該可変ィンダ
クタンスが発生させられるような場合に適用することが
できる。

第１図の発振器と同様の発振器は、，線路１０２と１０
３との間に接続された制御増幅器１０１を含んでいる。
増幅器１０１の出力は、，抵抗１０４を経て、フィード
バック巻線１０５，とキャパシタ１０６との接続点へ接
続されている。上記フィードバック巻線１０５の他端は
トランジスタ１０７のェミツタと、そして上記キャパシ
タ１０６の他側はトランジスタ１０７のベースと、夫々
接続されている。

上記トランジスタ１０７のコレク・夕と線路１０２との
間には、１次巻線１０８が接続され、そしてトランジス
タ１０７のベースと線路１０２との間には抵抗１０９が
接続されている。

増幅器１０１の入力には、これに跨って、キヤパシタ１
１０が接続され、そして、増幅器の反転入力と出力との
間には、キャパシタ１１１が接続されている。

上記増幅器１０１の非反転入力と線路１０２との間には
、抵抗１１２と．キャパシタ１１３とが並列に接続され
ている。線路１０２と線路１１５との間には、ツェナダ
ィオード１１４が接続されている。このッェナダイオー
ド１ １４には、直列に接続された抵抗１ １６と１１
７とが並列に接続されている。上記両抵抗１１６，１１
７の接続部は、線路１１８へ接続され、従ってこ）に基
準電圧が発生されることになる。上記線路１０２とｍ１
５との間には、零点調整用ポテンショメータｍｌ９も接
続され、そしてこのポテンショメータｍｌ９のワイパは
、抵抗１２０を経て線路１２１へ接続されている。

上記増幅器１０１の反転端子には−，線形化用ポテンシ
ョメータ１２２の１端が接続され、体記ポテンショメー
タ１２２の他端は、抵抗１２３を経て線路１２１へ接続
されている。

こ）までに述べた回路の構造及びその動作は、第１図の
回路のそれと同様である。

すなわち、各線路１０２，１２１！， １１８・１１５
及び１０３は、それぞれ、第１ｌ図の各線路１８，１１
，３８，３４及び１９に対応している。

また、端子１０２Ａ，１２１Ａ，１１８Ａ，１１５Ａ及
び１０３Ａは、それぞれ、第１図の端子１８Ａ，１１Ａ
，３８Ａ，３４Ａ及び１９Ａの代りに、出力段すなわち
電流制御回路６０（第１図）に対する接続の用に役立て
られる。しかし、可変インダクタから所望の作用を生ぜ
しめるためには、第１図の可変及び固定キャパシタＣ，
及びＣ２と対応させて、ィンダクタ及びその関連整流回
路には変形を施す要がある。

ＤＣ阻止用キャパシタ１２５と１ ２６の第１端子同士
の接続点と線路１０２との間には、単一の２次巻線１２
４が接続されている。

キャパシタ１２６の第２の端子はィンダクタＬ，の第１
端子へ、そしてキャパシタ１２５の第２の端子はィンダ
クタＬの第１端子へ、．それぞれ接続されている。上記
インダクタＬの第２の端子は、ダイオード１２７のカソ
ード及びダイオード１２８のアノードへ接続されている
。

ダイオード１２８のカソード‘ま線路１０２へ接続され
、そしてダイオード１２７のアノードは、増幅器１０１
の反転端子へ接続されている。ィンダクタＬの第２の端
子は、ダイオード１２９のカソード及びダイオード１３
０のア／一ドへ接続されている。

ダイオード１３０のカソードはダイオード１２７のアノ
ードへ、またダイオード１２９のアノードは増幅器１０
１の非反転端子へ、それぞれ接続されている。増幅器１
０１の反転端子と線路１０２との間には、側路キャパシ
タ１３１が接続され、さらに、２次巻線１２４と並列に
、もう１つのキャパシタ１３２が後続されて、共振周波
数を設定している。

上述の回賂の動作は、ＡＣインピーダンスが発振回路に
よって附勢され、そして整流ループが、インダクタンス
に比例するＤＣ信号を作るという意味で、第１図の回路
と同様である。

第２図の回路では、ＤＣ電流ｉ４が、ダイオード１２９
と１３０とを流れ、この電流は．ＫＶ １４＝工ぞ となる。

たゞし、前記の式において、ＬはィンダクタＬのィンダ
クタンス、Ｖは巻線１２４で生ずる電圧の尖頭値であり
、Ｋはこの電圧の周波数及び波形の関数である。同様に
、ダイオード１２７と１２８には、Ｌ，をインダクタＬ
，のインダクタンスとすると、次式の電流ｉ５申空 ｉ５が流れる。

次に、抵抗１２３とポテンショメータ１２２とを流れる
電流いま、両電流ｉ５とｉ４との差を表わす。

従ってにＫＶ（Ｌ士−三） である。

抵抗１１２を流れる電流もｉ４であり、そして増幅器１
０１の非反転端子に於ける電圧を、第１図と同様にＶ，
とすれば、次式が成立っ。ＫＶ−ｙＬＬ−Ｒ，．２ 上記の電流ｉ６を表わす式に、これを代入すれば、次の
式が得られる。

ｉ６＝特（士ウ＝忌（声‐１） これは、可変ィンダクタンスＬ，の関数として望ましい
信号電流であり、第１図の信号電流ｉ，に対応する。

そして、上記ィンダクタンスＬ，と電流ｉ６との間に線
形の関係が望ましいならぱ、ィンダクタンスＬを可変ィ
ンダクタンスとして選択すれば宜しい。

いま、圧力ダイヤフラムの偏位差を測定しようとする場
合に、この偏位が矢張りィンダクタンスに逆比例的に関
連づけられるものと仮定すれば、この測定は、回路を若
干変更し、整流された電流の組合せを変えて、次の式ｉ
６００×，一×２ を満足するようにすれば宜しい。

たゞし、前記式において、Ｘ，はＬ，に対応する偏位、
そしてＸ２はＬに対応する偏位である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、可変キャパシタに対する或る関数的関係で、
該回路に流れる電流の制御を行なうための、本発明の一
実施例の回路図、第２図は、可変キャパシタでないこ、
可変ィンダクタが出力段へ信号を与えるように構成され
た、本発明の他の実施例の要部を示す回路図である。 １０・・・・・・入力回路、１２・・・・・・差鰯増幅
器「 １３・・・・・・結合抵抗、１４・・・・・・発
振器フィードバック巻線、１７・・・・・・発振器１次
巻線、２０，２１…・・・２次巻線、６０・・・・・・
電流制御回路、６３・・・・・・逆流保護ダイオード、
６４・・・・・・抵抗回路網、７０・・・・・・増幅器
、９０・・・・・・電源回路。 ＺマＺこ；．Ｚ Ｊ｛ＺＧ：三

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定物理量に比例する直流信号を発生するための
   ２線式信号伝送装置であつて、 直流電源９１に接続さ
   れるための第１及び第２の端子と、その一端を前記第１
   の端子へ接続された抵抗回路網６４と、前記抵抗回路網
   と直列であり、かつ前記第２の端子へ接続された電流制
   御部と、前記抵抗回路網および電流制御部に接続された
   入力段装置１０とより成り、 前記電流制御部は、第１
   の装置７２，７４，７７，７８と、増幅装置７０とを含
   み、 前記第１の装置は前記抵抗回路網６７と前記第２
   の端子との間に接続された、電流分路を作つており、
   前記増幅装置７０は、入力および出力端子を有し、前記
   出力端子は、前記第１の装置と接続されて、前記電流分
   路を流れる電流を、前記入力端子に於ける信号の関数と
   して制御するようにされ、 前記抵抗回路網は、前記増
   幅装置の入力端子に接続されて、前記増幅装置に、前記
   抵抗回路網を流れる電流の関数であるフイードバツク信
   号を与えるようにされており、 前記入力段装置１０は
   、前記電流分路と並列の、少くとも２つの別々の電流通
   路１９，３４と、被測定物理量を代表する電気的信号を
   発生する変換部Ｃ＿１，Ｃ＿２，２３，２５〜２７，２
   ０，２１と、ツエナダイオード３３とを含み、 前記２
   つの別々の電流通路の中の少くとも一つ３４は、調整さ
   れた電流の通路であり、 前記変換部は前記抵抗回路網
   及び前記電流制御部に接続されており、そして 前記ツ
   エナダイオード３３は、調整された電流通路に接続され
   て、その両面に正確な基準電圧を発生しており、さらに
   、前記電流制御部は、前記調整された電流通路３４に流
   れる電流を調整するためのトランジスタ８２と抵抗８１
   とを含んでおり、 前記トランジスタ８２は、そのコレ
   クタ・エミツタ回路に、前記並列電流分路を流れる電流
   の一部が流されるように接続され、 前記抵抗８１は、
   前記トランジスタ８２のベース・エミツタ間に接続され
   、 前記トランジスタのベースへは、前記調整された電
   流通路が接続されており、 それによつて、前記増幅装
   置が、前記入力段装置の出力である電気信号に応答して
   、前記並列電流分路を流れる電流を調整するようになつ
   ている２線式信号伝送装置。 ２ 前記抵抗８１が温度感知性の抵抗材料より成る、特
   許請求の範囲第１項に記載の２線式信号伝送装置。 ３ 前記電流の並列分路が、前記トランジスタ８２のコ
   レクタ・エミツタ回路と直列に接続されたコレクタ・エ
   ミツタ回路を有する、第２のトランジスタ７７を含み、
   前記第２のトランジスタのベース電位が、前記増幅装置
   の出力によつて制御される特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の２線式信号伝送装置。 ４ 第３のトランジスタ７２のコレクタ・エミツタ回路
   が、前記第２のトランジスタ７７のベースと最初に挙げ
   たトランジスタ８２のコレクタとの間に接続されており
   、且つそのベースが前記増幅装置７０の出力端子に接続
   されている、特許請求の範囲第３項に記載の２線式信号
   伝送装置。 ５ 被測定物理量に比例する直流信号を発生するための
   ２線式信号伝送装置であつて、 直流電源９１に接続さ
   れるための第１及び第２の端子と、その一端を前記第１
   の端子へ接続された抵抗回路網６４と、前記抵抗回路網
   と直列の状態で前記第２の端子へ接続された電流制御部
   と、前記抵抗回路網及び前記電流制御部に接続された入
   力段装置１０とより成り、 前記電流制御部は、前記抵
   抗回路網６４へ接続されて、前記抵抗回路網と前記第２
   の端子との間に電流の並列分路を作る第１の装置７２，
   ７４，７７，７８と、 入力端子及び出力端子を具え、
   前記出力端子が前記第１の装置と接続されて前記並列分
   路を通流する電流を、前記入力端子に於ける信号の関数
   として制御する増幅装置７０と、 前記抵抗回路網６４
   及び前記増幅装置７０に接続されて、前記増幅器の入力
   端子に、前記抵抗回路網を通流する電流の関数であるフ
   イードバツク信号を提供する第２の装置とより成り、
   前記入力段装置１０は、基準信号を発生する装置３３，
   ３５，３６，３７と、可変リアクタンス変換部Ｃ＿１，
   Ｃ＿２，２３，２５〜２７，２０，２１と、発振器１４
   ，１５，１７とを含み、 前記可変リアクタンス変換部
   は、前記被測定物理量に応じて変化するリアクタンス値
   Ｘ＿１を有する単一の可変リアクタンス素子と、固定の
   リアクタンス値Ｘ＿２を有する基準リアクタンス素子と
   、前記発振器を前記両リアクタンス素子と結合させて、
   これらに励振電流を供給する装置２０，２１と、前記両
   リアクタンス素子に接続されて、Ｘ＿２／Ｘ＿１−１に
   略々比例する電気信号を出力する装置２３，２５〜２７
   とより成り、 これにより前記増幅装置７０が、前記入
   力段装置１０の出力である前記電気信号に応答して、前
   記並列分路を流れる電流を調節するようになつてにる２
   線式信号伝送装置。 ６ 前記リアクタンス素子は、キヤパシタであることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第５項に記載の２線式信
   号伝送装置。 ７ 前記リアクタンス素子は、インダクタであることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第５項に記載の２線式信
   号伝送装置。