JPS63500830A - 測定装置における信号伝送装置 - Google Patents
測定装置における信号伝送装置Info
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- JPS63500830A JPS63500830A JP50285187A JP50285187A JPS63500830A JP S63500830 A JPS63500830 A JP S63500830A JP 50285187 A JP50285187 A JP 50285187A JP 50285187 A JP50285187 A JP 50285187A JP S63500830 A JPS63500830 A JP S63500830A
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- H04J7/00—Multiplex systems in which the amplitudes or durations of the signals in individual channels are characteristic of those channels
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】
測定装置における信号伝送装置
本発明は、測定変換装置全備えた測定装置におけるイS号伝送装置であって、上
記測定f洪装置はそれとは遠隔に配設芒れている評fi+装置に2殊式称路を介
して接伐δれており、#2紛式線路を介して測定変換装置の作動に必要な給電囮
流′tL流が評価装置から上記測定変換装置に伝送8れ、その際上記測定変換装
置は伝送丁べき測定値を一足の振幅のパルス変調された測定値電流パルスにf侠
し、該測定値電流パルスは上記給電厘#L電流に2組式線路において測定値信号
としてN査δれ、かつ上記評価装置は2紛式林路との接続のため(Cbf’V’
fff+(=yp−フェースを有し、該評価インターフェースは上記測定1電流
パルスに応答する侶゛号受信器を含んでおり、かつ上記信号伝送装置に少なくと
も1つの通信ユニットを具備しておジ、該通信ユニットは通信信号を送信および
受信するように輛成芒れている通信インター−フェースを介して上配岬」足に侠
装置に並列に上記2醜弐腺路に接続可能である形式のものに関する。
測定変換装置および評1ith装置kが仝同市に相互V−砧れておりかり2紛式
粉路を介してのみ相互に接続芒れているω11足装話は丼′にに広範に使用もれ
ている。2麹式轟路に付加的に接続可能でありかつ通信信号を2線式線路を介し
て送信および受信することができろ通信ユニットによって、例えは測定変換装置
の設置V所においてまたは別の場所からも評価装置を利用して調整動作、設定動
作、試験動作または株守作莱を笑施することができろ。通信ユニットは例えばキ
ーボード装置および数字!7′cは英数字弄示部を備えたポケット計算機に類似
した装置である。キーざ一ド装置の操作によって操作員は必要な情報全評価装置
から呼び出し、かっこの呼び出しに暴く応答として評i0f]装箇から伝送ちれ
た情報が通信ユニットの表示部にて司視弄示’gn−る。
このような情報交換のために伝送−3gる通信信号は、2称弐籾路を弁じて伝送
ちれD・っ伝迭丁べき情報に応って衣示逼れるとき間趙が生じる。七の場合、測
定値信号および通信信号が相互に干渉し合って、障害を受ける危険がある。この
糧の干渉および障害を回避するために、通4Bユニットの使用勘間甲は測定値イ
h号の伝本発明の課踊は、冒頭に述べた形式の測定装置において同じ2称弐籾路
を介してパルス状の測定値信号およびパルス状のS信号伝送装置れら(g号が相
互に干渉し合うかまたは障害を及ぼし合うことなく同時に伝送することができろ
ようにした装置を提供することである。
不発明によればこの課組は、通信インク−フェースが信号発生器を含んでおり、
該信号発生器はパルス変調芒nだ通信電流パルスを発止し、該通信電流パルスの
パルス振@に測定値電流パルスのパルス振幅とは異なっておジかつ上記通信電流
パルスは紺電@流蔓流に2線式約路罠おいて通信信号としてl費され、かつ評価
インターフェースの侶号タグ器は測定値1派パルスと通信電流パルスと全、七の
異なったパルス振幅に基いて区別するための振@弁別器を含んでいるようにした
ことによって解決δれる。
本発明により栴成された信号伝送装置では、同じ2勝式軸路に伝送でれる通信電
流パルスおよび測定値パルスを、パルス列が同時に存在しかつパルスが相互に1
畳しているときでも、異なったパルス振幅に基いて一義的に区別することができ
る。この区別のために受信側において、使って評価装置において比軟的蘭単な殆
成の振幅弁別器を設けれは十分であり、七の結果回路コストに僅かである。
本発明の有利な徊成および笑側例に請求の範曲の芙乃態株項に記載芒れている′
。
本発明の別の特徴および利点は以下の図面を用いた芙施例の説明から明らかであ
る。その際、第1図は、本兄明全使用司詑な測定装置の原理全売す図であり、
第2図は、測定変換装置インターフェースをW’Tろ測定KP装置を比較的詳細
に示す回路略図であり、第3図に、通信イ〉′ターフエースの回路略図であり、
第4図に、評価インク−フェースの回路略図であり、第5図は、信号の時間仔遇
を示す信号波形図である。
第1図は、施足変俟装置10を有する泗」定装置を示す。この測定変換装置は2
騎式鯨路15を介して測定変換装置とに遠隔に配設芒れている評価装置20に接
続されている。測定変換装置tioは測定子べき物理量(例えVi温夏、圧力、
湿度、光填状態)を検出するためのセンサ11と、このセンサ11に接続芒れて
いる電子測定変侠器12と全台んでいる。この測定に換器は測定菫の瞬時値を表
示する電気信号?迭出する。測定に換装[10に固有のエネルギー源を有してお
らす、七の作動に心安1;面波エネルイ全2線式勝路IS’に弁してN価装置2
0に設けられている電圧源21から得る。同じ2称弐餠路を介して、副足量の瞬
時値を表示する測定値信号SMが測定変換装置10から評価装置20に伝送ちれ
る。測定変換装置10は、一方において測定変俟装[10の、2巌式縁路15か
ものエネルギー保給を株証しかつ他方において辿j足変換器12の出力信号を2
殊式轟路15を介して伝送するのに適しfc潟」定信号SMKK換する測定変換
装置インターフェース13を弁して2?iM式紡路15に接続ちれている。
通例の技術に相応して測定値信号SMは、パルス状にキーイングされた直流電流
であり、その結果測定値は一足のパルス振幅を有するパルス変調、殊にパルス周
波数変調(PFM )まfc、はパルスコード変調(PCM )によって表わ嘔
れている。パルス状にキーイング嘔れた直流電流も電圧源21から取り出δれか
つ測定変換装置10のエネルギー供給のために用いられる、2線式す路15を介
して供給芒nる給電頂流寛流工。0に1畳されろ。
評価装置20は、測定値信号の処理および評価のためにマイクロコンピュータ2
2を含んでいろ。評価装fii20を2線式線路15に炉上するために・評価イ
ンターフェース23が用いられろ。このインターフェースは、一方において測定
変換装置10が心安とする直流電流エネルギーを電圧源21から2線式鰻路15
に伝送する作用をし、他方においてマイクロコンピュータ22における引き続く
処理に適し九デジタル信号を、2線式椋路15會弁して流れる全電汚に台筐れて
いる、測定信号SMのパルス状にキーイングされた直流を流から取り出ア。
第1図の測定装置のこnまで説明してきた部分は、この種の測定装置の従来の構
成および動作法に相応する。この部分はこの種の測定装置のように、時として非
常に厳しい環境条件に芒ら嘔れる抑J足変企装置全比較的簡単かつ頑丈に構成し
かつ固■のエネルギー源を必侠とセ丁、一方で評価装箇全測定変挾装置から任意
に離れ7IcWIに配設することかでき、その際演IJ定変侠装置と評価装置と
の間の接続に対して簡単な2線式線路で十分であるという利点がある。
第1図には更に、通信ユニット30が図示芒れている。この通(i1ユニットに
測定変換装置に並列に2線式糾路15に接伐ちれておりかつ、それによりと1(
定装置の正常な作動が妨げらnることなく、評価装置20におけるマイクロコン
ピュータ22との慣報父侠を実施することかできろように構成δれている。通信
ユニット30はキーボード装fiij31とデジタル表示部32並ひに信号処理
に必殊なエレクトロニクス部分を備えたポケット計’X機のような装置である。
2線式線路15との接続は、通信インターフェース33および、接α基子35.
36を用いて心安に応じて2線式殊路15に接続形成することができる2心線の
接続線路34を介して行われる。
通信ユニット30は殊に、測定変換装置10の設置場所において遠隔配設石れた
評価装置20を利用して、調整動作、肢足動作筐たは試験動作を行うことを可能
にし、七の結果この毬の動作を笑りするために測定変換装置の設置嶺ケに評価装
置を設けろ心安がなくなる。
キーボード装置31の操作によp通信ユニット30かもマイクロコンピュータ2
2に伝送丁べさ情報に、通信インターフェース33に含まれている信号発住器に
よって2線式勝路15會弁する伝送に適した通信信号5KVc変換てれる。評価
インターフェース23は、2線式線路15會介して伝送ちれる通信信号SKに応
答しかつこの信号を、マイクロコンピュータ221C*mてれるデジタル信号に
変換する信号受@器を含んでいる。マイクロコンピュータ22から通づ言ユニッ
ト30に伝送τべき情報は、評価インターフェース23[tまれている信号発午
器によって2線式線路15全介する伝送に適した通信信号8AK汲侠嘔れ、この
信号が通信インターフェース33に含まれている信号受信器によって受傷δれる
。インターフェース23.!=33.!:の間で又洪芒几る通信信号SKおよび
SAの形式に、2線式糾路15を弁じて伝送ちnる測定値信号Sヮとは、通信信
号がインターフェース23および33において測定値信号と区別できるように、
相異している。
通信ユニット30に1儒のエネルギー源を具備することができるが、有利には通
信ユニット30のエネルギー供給も2線式線路15を介して評価装置20におけ
る電圧源21a・ら行われる。也13定変侠装重10の給11E頂派電流工。0
に付加的に、電圧源21から更に通信ユニット30に対する給電面諏逼流工01
も取り田畑れる。
第2図、第3図および第4図は、次の点か特別である実施例における測定インタ
ーフェース13、通信インターフェース33および評1曲インターフェース23
の回路略図全売す:
−測定変換装置10から送出ちれる測定値信号SMはパルス変調芒れた血流電流
であるニ
ー通(Nユニット30から送出δれる通信信号sKもパルス変調毛れた血流電流
であるが、測定値信号Sヮとは異なるパルス振幅によって区別可能であるニー評
価装置20から送出でれる通信信号sAに、2殊式縁路15に印加芒れる厘i寛
圧に1畳ちれるパルス変論芒れfc’を圧である;
一通信ユニット30のエネルギー供給は評価装置2゜におりろ電圧源21から2
線式線路15t−介して行われる。
第2図は、第1図に相応するセンサ11および辿」定変伊器12並びに測定変換
器インターフェース13を比較的詳しく示している。2線式線路15#2電圧調
整器40の入力端子に接続筋れている。この電圧調整器の出力端子から、2息式
紡路15における電圧変化に無関係に一定に維付芒れる安定化面数電圧U8が送
出さfろ。重圧調整器40の出力端子には、測定変換器12の電圧供給のために
用いられかっ絵電直流電流工。0が流れる2つの導体41.42が棗絖嘔れてい
る。
更に導体41および42に、電流勤限器45と直列に接続筋れたスイッチ44に
よって図示芒れている切侠られる分岐路43によって橋絡ちれる。スイッチ44
が閉成δれているとき、この分岐路43を介して血流i[流が流れる。血流を流
の太き芒は電流制限器45によって決められ、−カスイッナの開放時には電流は
零である。スイッチ44の開放および閉或は、測定値金パルス周波数変調(PF
M )する、測定変換器12の出力信号によって制#芒れる。従って分岐路43
を介して第5図Aに図示のパルス変調芒fLfc直流電流エヮが流れる。パルス
は、電流′1tiiJ限器45によって決められろ、例えば1(1mAの一定の
パルス磯幅および測定値に依存して変化するパルス繰シ返し周波数を■する。
パルス周波数変調に代わって、一定のパルス振幅7に有する別のパルス変調、部
ちパルス付続時間変pi (PDM)、パルス位相変調(PPM ) または有
利にはパルスコード変調(PCM )を使用するごともできる。
パルス変調されろ血流電流IMに重圧調整器4oおよび2殊式線路15を介して
評1aIl装置20における電圧源21から取Q出場れる;促って分岐路43は
、パルス状に電圧源に接続筋れる付加的な負荷の機能を有する。2線式i路15
において、測定′lL流としてのパルス変論芒れた直流を陀工、が、第5図Bに
図示されているように一足の給電面fNt流I00に1畳されている。
血流制限器45は最も簡単な場合抵抗であってよへこの場合スイッチ44はなけ
ればならないが、実際Kにそれは第2図に図示されているよりな役械式切侠接点
ではなく、例えはトランジスタまたは電界効果トランジスタのようプf隅速の亀
子スイッチである。しかし有利には、電流制限器45に対しては、第2図に回路
記号によって示芒れているように、印加嘔れる電圧の広い範囲において供給され
るデジタルIJ御信号にのみ依存する一定の血流を流ア、゛定電流源”として公
知の″18導体回路が使用てれる。その場合測定変換器12の出力信号に電流の
パルス変調のために直接定電流源の制御’R1に加えることができ、七の結果ス
イッチ44は省略される;スイッチに第2図では機能を示すために図示逼れてい
るに丁ぎない。
第3図に図示の通信゛インターフェース33に重圧調整器50を含んでいる。こ
の重圧調整器の入力端子は、通信ユニット30が2縁式勝路15に接続筋rして
いろとき、接続線路34を弁して2線式勝路15に接続筋1tている。重圧調整
器50に七の出力端子に、2脚式給路15における電圧変化に無関係に一定の安
定化1流電圧UBを送出する。電圧調整器50の出力端子には、通信ユニット3
0のエレクトロニクス部分の電圧供給のために用いられかつ電圧調整器50、接
続線路34および2肪式線路15を介して評価装置20における電圧源21から
取り出場れる給電血流電流Ixo金派丁2本の導体51.52が接続筋れている
。
通信インターフェース33に更に、導体51および52の間1c接@芒れた切侠
られる分岐路54會有する信号発生器53を含んでいろ。この分岐路は、測定変
換装置インク−フェース13における分岐路43において既に説明したように構
成することができる。第6図に図示のように分岐路54は、増@器56全介して
七の市ニア御電極に供胞芒れる制御信号によって開放および遮断することができ
る制御可能な定電流源55を含んでいろ。制@信号は通信ユニット30のエレク
トロニクス部分に所属する通信プロセラ″!7−57から供給芒れかり伝送丁べ
き情報に相応してパスルコード変調芒れている。従って分岐路54を弁して誹5
fNcrc崗示芒れているようなパルスコード変調芒れた囮fM電流靴が流れる
。これらパルスに一定のパルス振@を有しているが、その像幅は測定を流工ゆの
パルス振幅とは異なっている。例として第5図には、を流I、のパルス振幅が測
定篭流工ゆのパルス振幅のl/2の大きさであるものとしである。パルス変調毛
れた電河工には、通信ユニット30から評価装置20のマイクロプロセッサ22
に伝送丁べき通イB@号SKk表している。それも同様直流を庄原21から取り
出場れかっ2緑式蛤路15において給電直流電流工。0および1゜、並びに測定
電流工ゆに1売尽れる。従って第5図CK区示の通信電流稼および第5図Aに図
示の測定電流IMが同時に存在するとき、2紳弐殊路15において評@fi装置
20と通信ユニット30の接続置所との間において第5図のDK図示の全電流工
。が流れる。
一定の全給電面#L電流を工0で表子と:IO1″′工00+工01
第5図りに、2組式組路15における全電流工。が、測定電流IMおよび通信電
流工、のパルスが信号値0または信号値1を有するかどうかに応じて、次のよう
に4つの異なった値をとることができることを示している:
このようにパルス変調された電流エヮおよび工には全%甜工。から一義的1c脆
〃り芒れる。
通信インターフェース23に第6図の回路図によれはその他に、2線式線路15
における電圧変化に応答する信号受イ8器58を含んでいる。この信号受信器5
8は差動増幅器59を含んでおり、逢nにrユシュミソトトリガ60が後置接続
δれている。回路59および60の電圧供給に同様、導体51および52によっ
て行わnる。2線弐緋路15に生じる電圧にコンデンサ61および62を介して
差動増幅器59の麦動入カ駒に加わるので、七の結果この席Ipi?i溢に又謹
′ζ圧成分しか増幅しない。シュミンl−)リガ60によって増幅器59の出力
信号は、通信プロセンf′57の入力側に供給芒れろ2つの信号値を有するデジ
タル信号に変換ちれる。
第4図に図示の評価インターフェース23に信号発生器70および信号受信器8
0を含んでいる。信号発生器の1要な構成部分に制御可能な電圧調整器11であ
シ、七の入力端子には電圧源21の安定化ちれな・い旧派電圧が印加ちれp・つ
その出力端子に2線式粉路115が接@てれている。電圧調整器71に出力側に
安定化もれた直流電圧全送出する。Cの電圧は制御入力II T i &に印加
される制御信号によって2つの電圧値の間で切俟可能である。節」傷信号はマイ
クロコンピュータ22の出力側から匍」御入力側71aに印加芒れかつマイクロ
コンピュータ22から通信ユニット30に伝送丁べき情報に従ってパルスコード
変調葛れている。
このようにして、2線式線路15に印加ケれる直流電圧にパルスコード変調に相
応して、第5図Fに図示ちれているように2つの値U およびU。+UA の間
で切侠られる。基本電圧U。Kg畳もれるパルス変調された電圧成分UAは、マ
イクロコンピュータ22から通信ユニット30に伝送丁べき則信信号sA?表し
かつ通信インターフェース30における信号受信器58によって全電圧から取ジ
出場れる。測定質侠装置イ:yp−−ys−−ス13ないし通信インターフェー
ス33における電圧調整器40および50は、パルス状の電圧変化が測定変侠装
置10および通信ユニット30におけるエレクトロニクスの機能に影響ヲ及ば丁
ことがないようにする。
評価インターフェース23における信号受信680には、電圧源21と電圧調整
器71との間の肘路に回動に介挿式れている抵抗81が属している。第5図りに
図示芒t1、ている2線式線路15を弁し5て流れる全電流工。に抵抗81をも
弁して流1.かつ全電流I。に比例する電圧降下がこの抵抗にて生じる。抵抗8
1にて取り比重れる電圧は差動増幅器82における増幅後一方において減算回路
83の第1の入力側に供幻δれ、他方において最小値メモリ84に供椙芒れる。
最小値メモリ84は全電流工。の最小値に相応する電圧値を固定する。第5図の
Dによ′i′1.1−i、この値に給電面流電流の和寛淵:工。−工。。+Io
1である。記憶芒t′Lに最zjs値に減算回路83の第2入力端に供給ちれか
つこの減算回路において第1人力供11に供給さtl−る全電圧から減算芒!t
、その結果減算回か83の出力側からパルス変調された測定回流エヮどパルス変
調ちれた通伯電流工にとの和に比例する、第5図のEに図示の電土U8が送出δ
れる。電圧U8に値Oの他に、電流値5.10ないし15mAに比例している3
つの異なった値U8□ ’ U32 ’ US3 をとる。
減算回路83にA、 D変洪器85の入力側に接続逼れており、このAD変挾器
は2つの出力ガ85aおよび85b[、次の表に示すようにtEEU8の値に依
存するデジタル信号U およびUKを送出する:デジタルイM @ U Mの時
間后過は、第5図Aに図示のパルス変調嘔れた測定1i流工ゆの時間経過に正確
に相応し、力)つ信号Uxの時間91包は第5図Cに図示の通イ6電流工えの時
間経たに正確に相応する。AD変換器85から送出場nる信号にマイクロコンピ
ュータ22の相応の入力側に直接供給することができる。
第2図ないし第5図に暴いて説明した、測定装置の実施例は、丁べての情報信号
が、七ゴtらが相互干渉することなく、同時に2線弐籾路に存在y′/:ICと
ができるという利点含有する。殊に測定値信号の伝送は、通信ユニットが接tc
ちれておりかつ通信信号を評価装置と交換するときも、中断または妨害ちれない
。このことは殊に、測定値信号がパルス変調てれたパルス列によって形成毛れて
いるとしてこれまで仮に説明してきた例に対しても当てにする。
通信ユニット30の形式の複数の通信ユニツ)Y同時に2靭式氷賂に接続して、
その場合通信ユニットを交互にマイクロフンビューク22に接続′Tることもで
きboこの場合それぞれの通信ユニットにそれに対して特定の通信信号を評価す
るように、その都度所望のa<=ユニットがアドレスによって呼び川石れる。し
かし2つの通信ユニットに@接相互接軟することにできない。というのに七の信
号受傷器は、評価装置から到来する、電圧パルスの形の通信信号にしか応答セす
、別の通信ユニットの信号発生器から送出逼れる、t@パルスの形の通信信号K
に応答しないからである。
FIG、2
FIG 、 3
国際調査報告
Claims (8)
- 1.測定変換装置を備えた測定装置における信号伝送装置であつて、上記測定変 換装置はそれとは遠隔に配設されている評価装置に2線式線路を介して接続され ており、該2線式線路を介して測定変換装置の作動に必要な給電直流電流が評価 装置から上記測定変換装置に伝送され、その際上記測定変換装置は伝送すべき測 定値を一定の振幅のパルス変調された測定値電流パルスに変換し、該測定値電流 パルスは上記給電直流電流に2線式線路において測定値信号として重畳され、か つ上記評価装置は2線式線路との接続のために評価インターフエースを有し、謡 評価インターフエースは上記測定値電流パルスに応答する信号受信器を含んでお り、かつ上記信号伝送装置は少なくとも1つの通信ユニットを具備しており、該 通信ユニットは通信信号を送信および受信するように構成されている通信インタ ーフエースを介して上記測定変換装置に並列に上記2線式線路に接続可能である 形式のものにおいて、通信インターフエース(33)は、パルス変調された通信 電流パルス(IK)を発生する信号発生器(53)を含んでおり、該通信電流パ ルスのパルス振幅は測定値電流パルス(IM)のパルス振幅とは異なつておりか つ2線式線路(15)において給電直流電流(Io)に通信信号(SK)として 重畳され、かつ評価インターフエース(23)の信号受信器(80)は測定値電 流パルス(IM)と通信電流パルス(IK)とをその異なつたパルス振幅に基い て区別するための振幅弁別器(85)を含んでいることを特徴とする装置。
- 2.評価インターフエース(23)の信号受信器(80)の振幅弁別器は、AD 変換器(85)によつて形成されており、該AD変換器は測定値電流パルス(I M)と通信電流パルス(IK)との和に相応する全信号(US)を別個のデジタ ル信号(UM,UK)に変換する請求の範囲第1項に記載の装置。
- 3.通信インターフエース(33)の信号発生器(53)は、送信すべき通信信 号のパルス変調に相応して切換られる分岐路を含んでいる請求の範囲第1項また は第2項に記載の装置。
- 4.評価インターフエース(23)の信号発生器(70)は、2線式線路(15 )における給電直流電圧を送信すべき通信信号のパルス変調に相応して2つの電 圧値の間で切換え、かつ通信インターフエース(33)の信号受信器(58)は パルス変調された電圧変化に応答する請求の範囲第1項から第3項までのいずれ か1項に記載の装置。
- 5.評価インターフエース(23)における2線式線路(15)は、制御可能な 電圧調整器(71)を介して電圧源(21)に接続されている請求の範囲第4項 に記載の装置。
- 6.測定変換装置(10)は、2線式線路(15)における電圧変化の作用を抑 圧する電圧調整器(40)またはエネルギー蓄積器を含んでいる請求の範囲第1 項から第5項までのいずれか1項に記載の装置。
- 7.通信ユニツト(30)は固有のエネルギー供給部なしに構成されておりかつ その作動に必要な直流電流エネルギーは2線式線路(15)を介して評価装置( 20)から取り出される請求の範囲第1項から第6項までのいずれか1項に記載 の装置。
- 8.通信ユニツト(30)は、2線式線路(15)における電圧変化の作用を抑 圧する電圧調整器(50)またはエネルギー蓄積器を含んでいる請求の範囲第7 項に記載の装置。
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JPS63500830A true JPS63500830A (ja) | 1988-03-24 |
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