JPS63124916A - トランスデユ−サ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は電流、電圧、温度、圧力等の物理量を所定範囲
の直線化された出力に変換するトランスデユーサに関す
るものである。

〔従来技術とその問題点〕

（従来技術） 従来のトランスデユーサ、温度トランスデユーサは熱電
対等の温度センサからの電圧を所定範囲の直流電圧に変
換し、電圧トランスデユーサは例えば計器用変圧器（Ｐ
Ｔ）より得られる電圧を所定範囲の直流電圧に変換して
いる。このような従来の種々のトランスデユーサは、入
力された物理量に対応した所定範囲の直流電圧に変換す
るという機能のみを有している。そして入力値の表示と
その人力値の下限値や上限値を設定し、それらの範囲を
越えた場合に出力を得るためにはメータリレーを用いる
必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかるにトランスデユーサとメータリレーは独立した機
器であって、別々に配線する必要があるため配線が複雑
となり、設置スペースが大きくなるいう問題点があった
。又トランスデユーサの出力電圧とメータリレーが動作
する上下限値とは必ずしも一致しないため、使い難いと
いう問題点もあった。

又従来のメータリレーの有接点リレー出力を用いて制御
対象の制御操作を行う場合、例えば加熱炉の温度制御を
リレー出力によってオンオフ制御する場合には、設定値
近傍に達するとメータリレーのリレーがオンオフを繰り
返すこととなる。従って有接点リレーの寿命が短くなり
、リレーから連続してノイズが発生することがあるとい
う問題点もあった。

〔技術的課題〕

本発明はこのような従来のトランスデユーサの問題点に
迄みてなされたものであって、入力信号を所定範囲の直
流電圧に変換するトランスデユーサに入力値の所定範囲
の設定機能及びその範囲を越えたときに出力を得るメー
タリレーの機能を付加し一体化すると共に、リレー出力
にヒステリシスを設けるようにすることを技術的課題と
する。

〔発明の構成と効果〕

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は入力信号をそれに対応したレベルの信号に変換
するトランスデユーサであって、第１図及び第５図に示
すように、アナログ入力信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、入力信号の上限値と下限値及びそのヒ
ステリシスを設定する設定手段と、現在値及び上下限値
設定手段により設定される上下限値とヒステリシス値と
を記憶する記ｔａ手段と、Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変
換された入力信号と記憶手段に保持されている上下イ６
一 限値及び上限値よりヒステリシス値だけ×い値と鬼 下限値よりヒステリシス値だけ欠い値とを比較する比較
手段と、上下限値に夫々対応した上下限値用出力リレー
を有し、比較手段の比較により現在値が上限値を越えて
上昇し及び下限値を越えて下降したときに該上下限値用
出力リレーを夫々付勢すると共に、上限値から設定され
たヒステリシス値だけ下降し及び下限値からヒステリシ
ス値だけ上昇したときに該上下限値用出力リレーを夫々
消勢する出力手段と、Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換さ
れた入力信号をそのレベルに比例した信号に変換するＤ
／Ａ変換器と、を具備することを特徴とするものである
。

（作用） このような特徴を有する本発明によれば、あらかじめ設
定された上下限値とヒステリシス値とを記憶手段に記憶
させておき、入力信号が設定手段により設定された上限
値及び下限値を越えて上界又は下降した場合には夫々の
出力用リレーを付勢するようにしている。又入力信号の
Ａ／Ｄ変換値を再びＤ／Ａ変換し所定のレベルに変換し
て外部に出力するようにしている。そして上下限値に対
して任意に設定されたヒステリシスを設定することによ
って夫々のリレーの消勢の闇値を任意に変更できるよう
にしている。

（発明の効果） そのため本発明によれば、入力信号に対応した所定範囲
の直線化出力を得ることができ、入力信号が上下限値を
越えれば出力を得るメータリレーの機能を有するトラン
スデユーサとすることができる。従ってトランスデユー
サの表示と上下限値を越えた時の出力とが相違すること
がなくなり、使い易いトランスデユーサとすることがで
きる。

又従来のトランスデユーサとメータリレーを用いた場合
に比べて入力部分の配線が少なくなり、構成を簡易化す
ることができる。更に制御対象からのセンサ出力に基づ
いてトランスデユーサのりし−出力によって制御対象に
操作を加える場合には、制御量が設定値に近づ（とリレ
ーが付勢、消勢を所定周期毎に繰り返すため、短期間の
うちにリレーが断続することがなくなる。従ってリレー
から生じるノイズを減少させることができ、又リレーの
寿命を伸ばすことも可能となる。

〔実施例の説明〕

（実施例の構成） 第１図は本発明によるトランスデユーサの一実施例の電
気的構成を示すブロック図であり、第２図はその正面の
パネル面を示す図である。本実施例は熱電対等の温度セ
ンサの所定範囲の温度を例えばＯ〜５Ｖの直流出力に変
換するトランスデユーサとする。これらの図において、
トランスデユーサ１の入力端子２ａ、　　２ｂ間にセン
サ入力回路３が接続される。センサ入力回路３は温度セ
ンサからの出力を所定レベルに増幅し、その出力をＡ／
Ｄ変換器４に与えるものである。Ａ／Ｄ変換器４は所定
のタイミングで与えられたアナログ信号をデジタル信号
に変換してその出力をマイクロコンピュータ５に与える
。マイクロコンピュータ５は内部にマイクロプロセッサ
と人出力インターフエイス、及び制御プログラムや図示
するレジスタ群を含む記憶手段５Ｒを存する制御素子で
ある。

マイクロコンピュータ５内の記憶手段５Ｒには表示状態
を示すｐｖフラグ１　Ｈフラグ、Ｌフラグとヒステリシ
スの設定時に立てられるＨＹＳフラグ。

及び現在値が上限値及び下限値を越えてリレーが駆動さ
れるときに立てられるＸＨフラグ、ＸＬフラグのフラグ
レジスタが設けられ、更に現在値を記憶するｐｖ値レジ
スタ、上限設定値を記憶するＨ設定値レジスタ、下限設
定値を記憶するし設定値レジスタとヒステリシス幅を記
憶するＨＹＳレジスタが設けられている。マイクロコン
ピュータ５には又セットモード及びランモードを切換え
るスライドスイッチＳＬＩ、表示器の各桁の表示を順次
切換える数値設定用の押しボタンスイッチＰ’Ｂｌ〜Ｐ
Ｂ４．表示内容を切換える押しボタンスイッチＰＢ５が
接続されている。ＰＢＩ〜ＰＢ５は入力信号の上下限値
及びヒステリシスを設定する設定手段を構成している。

又マイクロコンピュータ５には機種選択スイッチ６の出
力が与えられている。機種選択スイッチ６はこのトラン
スデユーサを所定の入出力仕様に設定するためのデータ
を与えるものであって、入出力仕様に対応したセンサ入
力回路３を用いる必要がある。マイクロコンピュータ５
は外部から与えられるこれらの人力に基づいて現在値を
所定時間毎に表示器７及びラッチ回路８に与える。ラッ
チ回路８はマイクロコンピュータ５の出力を所定時間保
持するものであり、その出力をＤ／Ａ変換器９に与える
。Ｄ／Ａ変換器９はデジタル信号をその信号に対応した
出力、例えばＯ〜５ｖの直流出力に変換して出力端子ｔ
ｏａ、ｉｏｂより外部に与えるものである。

マイクロコンピュータ５は入力値と設定された上限値、
下限値及びそれらよりヒステリシス分異なった値とを比
較する比較手段５Ｃを構成しており、これらの上下限値
を越えた場合には出力バッファ１１に出力が与えられる
。出力バッファ１１はこれらの入力に対応して上限値出
力用のリレーＸＨ又は下限値出力用のリレーＸＬを駆動
するものである。リレーＸＨ及びリレーＸＬは夫々端子
１２ａ、１２ｂ及び１３ａ、１３ｂ間に常開接点が接続
されており、これらの端子より外部に出力を与える。出
力バッファ１１とリレーＸＨ，ＸＬは現在値の入力が上
下限値を越えるときに出力を出す出力手段を構成してい
る。更にリレーＸＨ，ＸＬの駆動時には出力バッファ１
１より夫々パネル上部の発光ダイオード（以下ＬＥＤと
いう）１４゜１５が夫々駆動される。又マイクロコンピ
ュータ５より現在の表示器６の出力を示すＰＶ表示用Ｌ
ＥＤ１６．、Ｈ表示用ＬＥＤ１７．Ｌ表示用ＬＥＤ１８
が接続されている。一方端子１９ａ、１９ｂより商用交
流電源が電源部２０に与えられて各部に直流電源を供給
している。

（トランスデユーサの使用例） 次に第３図は本実施例によるトランスデユーサを温度セ
ンサとして用いた一例を示すブロック図である。本図に
おいて制御対象２１を例えば加熱炉とすると、制御対象
２１には熱電対等の温度センサ２２が取付けられており
、その出力が本実施例によるトランスデユーサ１に与え
られる。そしてこのトランスデユーサ１のリレー出力、
例えば上限値出力用のリレーＸＨの出力が出力部２３に
与えられる。出力部２３は例えば制御対象２１を加熱す
るヒータを構成しており、リレーＸ　Ｈの接点出力によ
って制御対象２１をオンオフ制御するものである。

（上下限値設定動作） 次にフローチャートを参照しつつ本実施例のトランスデ
ユーサの動作について説明する。第４図はこのトランス
デユーサよりリレー出力を与える上限値、下限値及びヒ
ステリシスを設定する際の動作を示すフローチャートで
あり、第５図は動作モードでのフローチャートである。

動作を開始するとまず第４図のステップ３１においてセ
ントモードかどうかがチェックされる。スイッチＳＬＩ
がセットモードに設定されていれば、ステップ３２に進
んで押しボタンスイッチＰＢ５が押されているかどうか
をチェックする。この押しボタンスイッチが押されれば
フラグレジスタのＰＶフラグ、　　Ｈフラグ、Ｌフラグ
及びＨＹＳフラグを順次セットするように更新しくステ
ップ３３）、ステップ３４゜３５、３６に進んでＨフラ
グ、Ｌフラグ又はＨＹＳフラグが立てられているかどう
かをチェックする。

Ｈフラグがセットされていればステップ３４よりステッ
プ３７に進んでＬＥＤ１８をオフ、ＬＥＤ１７をオンと
しパネル面に「Ｈ」を表示して上限値設定ルーチン３８
に入る。このルーチン３８では数値設定用の押しボタン
スイッチＰＢＩ〜ＰＢ４により表示器７の各桁の数値を
夫々設定し、上限値をＨ設定値レジスタにストアする。

この設定が終了するとステップ３１に戻ってセットモー
ドかどうかを判断して同様の処理を繰り返す。ステップ
３３においてフラグレジスタの更新によりＩ、フラグが
立てられた場合には、ステップ３５からステップ３９に
進んでＬＥＤ１７をオフ、ＬＥＤ１８をオンとしてパネ
ル面にｒＬＪを表示する。そして下限値設定ルーチン４
０に進んでルーチン３８と同様に押しボタンスイッチＰ
ＢＩ〜ＰＢ４により表示器７の各桁の数値を夫々設定し
、下限値をメモリ内のし設定（直レジスタにストアする
。そしてステップ゛３１に戻って同様の処理を繰り返す
。ステップ３３においてフラグレジスタの更新によりＨ
ＹＳフラグが立てられていれば、ステップ３６からステ
ップ４１に進んで２つ０ＬＥＤ１７．１８をオンとする
。そしてルーチン４２に進んで上下限値と同様に押しボ
タンスイッチＦＢＩ−ＰＢ４により表示器７の各桁の数
値を夫々設定してヒステリシスの値をヒステリシス用の
ＨＹ　Ｓレジスタにストアして設定処理を１、名工する
。

（ランモードでの動作） 上限値及び下限値の設定が終了すれば切換スイッチＳＬ
Ｉをランモードにセットする。トランスデユーサのマイ
クロコンピュータ５はステップ３１及びステップ５０に
おいてセットモード、ランモードかどうかをチェックし
ており、ランモードでなければステップ３１に進み、ラ
ンモードであればステップ５１に進んで以後の押しボタ
ンスイッチＰＢ１〜ＰＢ４の入力を無効とする。そして
ステップ５２において機種選択スイッチ６のデータを読
取りそれに対応させて入出力の仕様を決定する。例えば
本実施例のトランスデユーサかに型熱電対（ＴＣ）を温
度センサとし、０〜４００℃の温度をＯ〜５■の直流電
圧に変換するトランスデユーサであるとすると、ステッ
プ５３．５４より夫々の仕様となるように設定する。そ
して入力端子２ａ、２ｂより与えられた入力電圧をセン
サ入力回路３によって増幅する。その増幅出力はＡ／Ｄ
変換器４に加えられているので、マイクロコンピュータ
５より所定周期毎にサンプリングパルスをＡ／Ｄ変換器
４に与え、デジタル値に変換されたデータを取り込んで
メモリ内のＰＶ値レジスタに書込む（ステップ５５）。

そしてステップ５６に進んでＨフラグがセットされてい
るかどうかをチェックし、このフラグがセットされてい
れば既に記憶されている■（設定値レジスタに保持され
ている上限値を表示器７に表示すると共に、ＬＥＤ１６
．１８をオフとしＬＥＤＬ７を点灯してＨ設定値を表示
する（ステップ５７，５８）。又ステップ５９において
Ｌフラグがセットされている場合には、同様にしてメモ
リ内のし設定値レジスタに保持されている下限値を表示
器７に表示しくステップ６０）、ステップ６１に進んで
ＬＥＤ１６．１７をオフとしＬＥＤ１８を点灯してＬ設
定値を表示する。更にステップ５６．５９においてＨフ
ラグ、しフラグが立てられていない場合には、ステップ
６２に進んでステップ５５によって取り込まれたＰＶ値
レしスタ内の現在値を表示器７に表示すると共に、ラッ
チ回路８に与えて一時保持させる。次いでステップ６３
においてＬＥＤ１７．１８をオフとしＬＥＤ１６を点灯
して現在値を表示し、Ｄ／Ａ変換器９より入力電圧に対
応したＯ〜５■までの直流電圧を出力端子１０ａ。

１０ｂより外部に出力する（ステップ６４）。

そしてステップ６５に進んでＰＶ値レしスタ内の現在値
がＨ設定値レジスタの設定値を越えているかどうかをチ
ェックする。現在値がＨ設定値を越えている場合にはス
テップ６６に進んでＸＨフラグを付勢し、出力バッファ
１１を介してＸＨリレーを付勢すると共にＬＥＤ１４を
点灯する。現在値がＨ設定値を越えていなければステッ
プ６７に進んでＰＶ値がＨ設定値からＨＹＳレジスタに
保持されているヒステリシス値を減じた値より小さいか
どうかをチェックする。この値より小さければステップ
６８に進んでＸＨフラグ及びＬＥＤ１４をオフとしＸＨ
リレーを消勢する。ステップ６７、６８の処理を終えた
後又は現在値がＨ設定値より小さくヒステリシスの範囲
内にある場合には、ステップ６９に進んでＰＶ値レしス
タ内の現在値がＬ設定値以下であるかどうかをチェック
する。Ｌ設定値以下であればＸＬフラグをオンとし出力
バンファ１１を介してＸＬリレーを付勢すると共にＬＥ
Ｄ　１５を点灯する（ステップ７０）。Ｌ設定値以下で
なければステップ７１に進んでＬ設定値よりヒステリシ
ス値だけ高い値となっているかどうかをチェックする。

その値を越えていればステップ７２に進んでＸＬフラグ
とＬＥＤ１５をオフとしてＸＬリレーを消勢し、その値
を越えていなければステップ７３に進んで押しボタンス
イッチＰＢ５が押下されたかどうかをチェックする。押
下されなければそのままステップ５０に戻って同様の処
理を繰り返し、押しボタンスイッチＰＢ５が押下されれ
ばフラグレジスタ内のＰｖフラグ、Ｈフラグ及びＬフラ
グを順次セットするように更新して（ステップ７４）ス
テップ５０に戻る。

従って第３図に示すようにＸＨリレーの出力に基づいて
制御対象２１を加熱するように構成する場合には、制御
量である温度がＨ設定値の近傍に達したときにはヒステ
リシスを持って第６図（ａ）。

（ｂ）に示すように一定の周期で付勢及び消勢が繰り返
される。従って従来のようにメータリレーのリレー出力
によってオンオフ制御する場合に比べてリレーの動作回
数を少なくすることができ、リレーから生ずるノイズが
少なくなり出力リレーの寿命を長寿命化することができ
る。又り設定値を用いて制御対象を制御する場合にも第
６図（Ｃ１，（ｄｌに示すように一定の周期でＸＬリレ
ーが駆動される。

尚本実施例は熱電対を温度センサとしたトランスデユー
サとしそのリレー出力に基づいて制御対象を制御するよ
うにしているが、本発明はセンサ入力回路及び動作モー
ドで入力仕様を異ならせることによって異なる入力を受
は付けるトランスデユーサ、例えば交流電圧や電流を検
知するトランスデユーサやポテンショメータの出力を所
定範囲の信号に変換するトランスデユーサに適用するこ
とが可能である。

尚本実施例は上限値及び下限値に対して同一のヒステリ
シス値を設定するようにしているが、上下限値に夫々異
なるヒステリシス値を設定できるようにしてもよいこと
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトランスデユーサの一実施例を示
すブロック図、第２図はその正面パネル図、第３図は本
実施例を温度調節装置に用いた一例を示すブロック図、
第４図は上下限値を設定するセットモードでの動作を示
すフローチャート、第５図はランモードでの動作を示す
フローチャート、第６図は本実施例のトランスデユーサ
を温度調節装置に用いた場合のＸＨリレー出力と設定値
及び制御量の関係を示すタイムチャートである。 １−・−トランスデユーサ　　３−−−センサ入力回路
　　４−＝・−・−Ａ／Ｄ変換器　　５−・−マイクロ
コンピュータ　　５Ｃ−・−一一−−比較手段　　５　
Ｒ−−−一記４ｇ手段　　６−−−−−−・機種選択ス
イッチ　　７−−−一表示器　　８−・・・−ラッチ回
路　　９−−−−　Ｄ　／　Ａ変換器　　１０　ａ　、
　　１０　ｂ−−−−一出力端子　　１１−−−出力バ
ソファ　　１４〜１８−−−−−−・発光ダイオード２
１−・−・制御対象　　ＰＢＩ〜ＰＢ５−・−−一〜−
押しボタンスイッチ（設定手段）　　　　ＸＨ，ＸＬ−
−−リレー 特許出願人　　　立石電機株式会社 代理人　弁理士　岡本宜喜（他１名） 第２図 第３図 第６図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号をそれに対応したレベルの信号に変換す
   るトランスデューサであって、 アナログ入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
   器と、 入力信号の上限値と下限値及びそのヒステリシスを設定
   する設定手段と、 現在値及び前記上下限値設定手段により設定される上下
   限値とヒステリシス値とを記憶する記憶手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された入力信号と前
   記記憶手段に保持されている上下限値及び上限値よりヒ
   ステリシス値だけ低い値と下限値よりヒステリシス値だ
   け高い値とを比較する比較手段と、 上下限値に夫々対応した上下限値用出力リレーを有し、
   前記比較手段の比較により現在値が上限値を越えて上昇
   し及び下限値を越えて下降したときに該上下限値用出力
   リレーを夫々付勢すると共に、上限値から設定されたヒ
   ステリシス値だけ下降し及び下限値からヒステリシス値
   だけ上昇したときに該上下限値用出力リレーを夫々消勢
   する出力手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換された入力信号をそ
   のレベルに比例した信号に変換するＤ／Ａ変換器と、を
   具備することを特徴とするトランスデューサ。