JPS6362038B2 - - Google Patents

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JPS6362038B2
JPS6362038B2 JP55117404A JP11740480A JPS6362038B2 JP S6362038 B2 JPS6362038 B2 JP S6362038B2 JP 55117404 A JP55117404 A JP 55117404A JP 11740480 A JP11740480 A JP 11740480A JP S6362038 B2 JPS6362038 B2 JP S6362038B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力、流量、張力等の各種プロセス
量に応じた変位を、電気的な出力信号へ変換する
変位変換器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a displacement converter that converts displacement corresponding to various process variables such as pressure, flow rate, tension, etc. into an electrical output signal.

かかる変位変換器は、各種プロセス量を出力信
号へ変換のうえ、遠隔の受信部へ伝送する場合等
に用いられているが、差圧式流量計等において
は、被測定量Qとこれによつて得られる変位Pと
の間に、Q2=Pの関係があり、変位Pを電気信
号へ変換の後、更に開平器を用いて、被測定量と
出力信号との関係を直線的なものとすることが必
要とされていた。
Such displacement converters are used to convert various process quantities into output signals and transmit them to a remote receiving unit, but in differential pressure flowmeters, etc. There is a relationship Q 2 = P between the obtained displacement P, and after converting the displacement P into an electric signal, a square rooter is used to make the relationship between the measured quantity and the output signal linear. It was necessary to do so.

このため、旧来は変位変換器のほかに開平器を
要し、機器の実装スペースが増大すると共に、全
装置の構成が複雑化する等の欠点を生じており、
この対策として近来は、変位変換器自体に開平演
算機能を付加した開平形変位変換器が提案される
に至つている。
For this reason, in the past, a flattener was required in addition to the displacement transducer, which resulted in disadvantages such as an increase in the mounting space for the equipment and a complicated configuration of the entire device.
As a countermeasure to this problem, recently, a square root type displacement converter has been proposed in which a square root calculation function is added to the displacement converter itself.

第1図は、本出願人の別途出願による「変位変
換器」(特願昭51−9096号)により開示された開
平形変位変換器の回路図であり、詳細は同出願に
より明らかであるが、その概要はつぎのとおりと
なつている。
FIG. 1 is a circuit diagram of a square root type displacement converter disclosed in "Displacement Converter" (Japanese Patent Application No. 51-9096) filed separately by the present applicant, and the details are clear from the same application. , its outline is as follows.

すなわち、検出すべき変位に応じて差動的に可
変する1対の可変静電容量C1,C2に対し、励振
電源Gにより高周波の励振信号を印加のうえ、可
変静電容量C1,C2に通ずる信号電流を検波回路
DETにより検波すると共に、可変静電容量C1
C2の差に応じた電圧E1と、同静電容量C1,C2
和に応じた電圧E2とを得ており、電圧E1を比較
器CPの非反転入力へ与えると同時に、積分回路
およびこれに対する充放電を行なうスイツチング
回路を用いた乗算器ML1,ML2を介し、電圧E2
を比較器CPの反転入力へ与えている。
That is, a high frequency excitation signal is applied by the excitation power supply G to a pair of variable capacitances C 1 and C 2 that are differentially varied according to the displacement to be detected, and then the variable capacitances C 1 and C 2 are A detection circuit detects the signal current passing through C 2 .
In addition to detecting with DET, variable capacitance C 1 ,
A voltage E 1 corresponding to the difference between C 2 and a voltage E 2 corresponding to the sum of the capacitances C 1 and C 2 are obtained, and at the same time when applying the voltage E 1 to the non-inverting input of the comparator CP , the voltage E 2
is applied to the inverting input of comparator CP.

また、乗算器ML1,ML2のスイツチング回路
は、比較器CPの出力変化に応じて動作し、積分
回路に対する充放電を反復すると共に、乗算器
ML2における積分回路の積分電圧に応じて比較
器CPの出力が変化するため、乗算器ML1,ML2
におけるスイツチング回路の充電と放電とを行な
うデユーテイ比をDとすれば、比較器CPの反転
入力へ与えられる電圧はE2・D2となり、更に、
比較器CPの両入力電圧が等しくなる関係から、
E1=E2・D2が成立し、この関係に基づき、比較
器CPの出力変化におけるデユーテイ比がD=√
E1/E2となり、これによつて開平演算が行なわ
れるものとなつている。
Furthermore, the switching circuits of multipliers ML 1 and ML 2 operate according to changes in the output of comparator CP, repeating charging and discharging of the integration circuit, and switching circuits of multipliers ML 1 and ML 2.
Since the output of the comparator CP changes according to the integrated voltage of the integrating circuit in ML 2 , the multipliers ML 1 and ML 2
If the duty ratio for charging and discharging the switching circuit in is D, the voltage applied to the inverting input of the comparator CP is E 2 ·D 2 , and furthermore,
From the relationship that both input voltages of comparator CP are equal,
E 1 = E 2・D 2 holds true, and based on this relationship, the duty ratio when the output of the comparator CP changes is D = √
E 1 /E 2 is obtained, and the square root operation is performed based on this.

なお、励振電源Gの振幅をE、角周波数をωと
し、可変静電容量C1,C2の無変位状態における
初期容量をC0、変位に応じた変化容量をΔCとす
れば、次式が成立する。
Furthermore, if the amplitude of the excitation power supply G is E, the angular frequency is ω, the initial capacitance of variable capacitances C 1 and C 2 in a non-displacement state is C 0 , and the capacitance that changes according to displacement is ΔC, then the following equation is obtained. holds true.

C1=C0+ΔC、C2=C0−ΔC …(01) E1=ω・E・C1−ω・E・C2 =ω・E(C1−C2) …(02) E2=ω・E・C1+ω・E・C2 =ω・E(C1+C2) …(03) (02),(03)式へ(01)式を代入すれば、 E1=2・ω・E・ΔC …(04) E2=2・ω・E・C0 …(05) したがつて、 すなわち、変化容量ΔCの開平に応じた結果が
得られるため、変位を電気信号へ変換すると同時
に、開平演算が行なわれたものとなり、この信号
が入力抵抗器R01を介して出力回路の差動増幅器
Aにおける非反転入力へ与えられる。
C 1 =C 0 +ΔC, C 2 =C 0 −ΔC …(01) E 1 =ω・E・C 1 −ω・E・C 2 =ω・E(C 1 −C 2 ) …(02) E 2 =ω・E・C 1 +ω・E・C 2 =ω・E(C 1 +C 2 ) …(03) By substituting equation (01) into equations (02) and (03), E 1 = 2・ω・E・ΔC …(04) E 2 =2・ω・E・C 0 …(05) Therefore, In other words, since a result corresponding to the square root of the variable capacitance ΔC is obtained, a square root calculation is performed at the same time as the displacement is converted into an electrical signal, and this signal is passed through the input resistor R 01 to the differential output circuit of the output circuit. Applied to the non-inverting input of amplifier A.

出力回路の線路端子L1,L2は、2線式線路を
介して受信部等の電源ESおよび負荷抵抗RLに接
続されており、電源ESにより印加された電圧を、
定電流回路CCおよび定電圧ダイオードZDにより
安定化のうえ、各部の電源電圧として供給する一
方、抵抗器R02,R03により定められた基準値と
しての基準電圧と、非反転入力の電圧とを、差動
増幅器Aが両電圧の差として増幅のうえ、トラン
ジスタQを制御し、線路端子L1,L2を介して負
荷抵抗RLに通ずる出力信号としての線路電流値
を定めている。
The line terminals L 1 and L 2 of the output circuit are connected to a power source E S and a load resistor R L of the receiving section etc. via a two-wire line, and the voltage applied by the power source E S is
It is stabilized by the constant current circuit CC and constant voltage diode ZD and supplied as the power supply voltage for each part, while the reference voltage as a reference value determined by resistors R 02 and R 03 and the voltage of the non-inverting input are , a differential amplifier A amplifies the difference between both voltages, controls a transistor Q, and determines a line current value as an output signal passed to a load resistor R L via line terminals L 1 and L 2 .

また、線路電流は、トランジスタQのバイアス
用抵抗器R04および帰還用の抵抗器R05にも通じ
ており、抵抗器R06を介して抵抗器R05に生ずる
電圧を差動増幅器Aの非反転入力へ負帰還として
与え、線路電流値の安定化を図つている。
The line current also passes through the bias resistor R 04 and the feedback resistor R 05 of the transistor Q, and the voltage generated in the resistor R 05 is passed through the resistor R 06 to the resistor R 05 of the differential amplifier A. It provides negative feedback to the inverting input to stabilize the line current value.

しかし、第1図においては、比較器CPから乗
算器ML1,ML2に対するループと、線路端子L1
L2側から差動増幅器Aの入力側に対するループ
とにより、各個別の負帰還が施されてはいるもの
の、全回路としての負帰還ループは構成されてい
ないため、比較器CPの出力と差動増幅器Aの入
力との間に、外部からの雑音等が混入すれば、こ
れが、比較器CPの出力信号に加算されたまま線
路電流へ変換されることにより、線路電流値に誤
差が発生する欠点を生じている。
However, in FIG. 1, the loop from the comparator CP to the multipliers ML 1 and ML 2 and the line terminals L 1 and
Although individual negative feedback is provided by the loop from the L2 side to the input side of the differential amplifier A, the negative feedback loop as a whole circuit is not configured, so the difference between the output of the comparator CP and If external noise etc. enters between the input of dynamic amplifier A and the output signal of comparator CP, this will be added to the output signal of comparator CP and converted to line current, causing an error in the line current value. It has caused drawbacks.

本発明は、従来のかかる欠点を根本的に解消す
る目的を有し、全回路にわたる負帰還を自乗化回
路を介して施すことにより、開平演算機能を備え
ると共に、外来雑音の影響を排除することのでき
る極めて効果的な、開平形変位変換器を提供する
ものである。
The present invention aims to fundamentally eliminate such drawbacks of the conventional technology, and provides a square root calculation function and eliminates the influence of external noise by applying negative feedback over the entire circuit via a squaring circuit. The present invention provides an extremely effective square-plane displacement transducer capable of

以下、実施例を示す第2図以降により本発明の
詳細を説明する。
The details of the present invention will be explained below with reference to FIG. 2 and subsequent figures showing embodiments.

第2図の回路図においては、差動形容量センサ
を構成する1対の可変静電容量C1,C2が可変イ
ンピーダンスとして用いられており、これへ、出
力振幅の制御可能な励振電源Bにより励振信号を
印加のうえ、可変静電容量C1,C2に通ずる信号
電流をダイオードD1〜D4により検波し、ダイオ
ードD1,D4の検波出力を抵抗器R5,R6およびコ
ンデンサC3,C4からなる低域波器へ与え、抵
抗器R6からは可変静電容量C1の値に応じた電圧
e1を得ると共に、抵抗器R5からは可変静電容量
C2の値に応じた電圧e2を得ている。
In the circuit diagram shown in Figure 2, a pair of variable capacitances C 1 and C 2 constituting a differential capacitance sensor are used as variable impedance, and an excitation power supply B whose output amplitude can be controlled is connected to the variable capacitance C 1 and C 2 . After applying an excitation signal, the signal current passing through the variable capacitors C 1 and C 2 is detected by the diodes D 1 to D 4 , and the detected output of the diodes D 1 and D 4 is applied to the resistors R 5 , R 6 and A voltage is applied to the low frequency converter consisting of capacitors C 3 and C 4 , and a voltage corresponding to the value of variable capacitance C 1 is supplied from resistor R 6 .
e 1 and variable capacitance from resistor R 5
A voltage e 2 is obtained according to the value of C 2 .

なお、励振信号の正の半波はダイオードD1
D4へ通ずるが、負の半波はダイオードD2,D3
介して負荷用の抵抗器R7へ通ずるものとなつて
いる。
Note that the positive half wave of the excitation signal is connected to the diode D 1 ,
The negative half wave is connected to the load resistor R7 via the diodes D2 and D3 .

また、電圧e1,e2は、抵抗器R2,R3,R4およ
び差動増幅器A1により構成された制御回路とし
ての減算器へ与えられ、ここにおいて可変静電容
量C1,C2の差に応じた信号電圧となつたうえ、
励振電源Bの出力振幅を制御している。
Further, the voltages e 1 and e 2 are given to a subtracter as a control circuit constituted by resistors R 2 , R 3 , R 4 and a differential amplifier A 1 , and here, variable capacitances C 1 and C In addition to the signal voltage corresponding to the difference between
The output amplitude of excitation power source B is controlled.

一方、電圧e1,e2は、抵抗器R8,R9および差
動増幅器A2により構成された出力回路の加算器
へ与えられ、ここにおいて可変静電容量C1,C2
の和に応じた信号電圧になると共に、第1図と同
様に基準電圧e0との差として増幅され、トランジ
スタQを制御し、これへ通ずる電流I1の値を定め
ている。
On the other hand, voltages e 1 and e 2 are applied to an adder of an output circuit constituted by resistors R 8 and R 9 and a differential amplifier A 2 , where variable capacitances C 1 and C 2
The signal voltage becomes a signal voltage corresponding to the sum of , and is amplified as a difference from the reference voltage e 0 as in FIG. 1, controls the transistor Q, and determines the value of the current I 1 flowing thereto.

なお、出力回路の構成は、差動増幅器A2の非
反転入力へ負帰還が施されていないほかは、第1
図と同様である。
The configuration of the output circuit is the same as that of the first output circuit, except that negative feedback is not applied to the non-inverting input of differential amplifier A2 .
It is similar to the figure.

このほか、線路電流I0によつて生ずる抵抗器
R05の電圧を、バイアス電圧e3、自乗化回路SQお
よび抵抗器R1からなる帰還回路を介して、差動
増幅器A1の反転入力へ与えており、これによつ
て、可変静電容量C1,C2に差に応じた信号電圧
を相殺する方向の負帰還を施している。
In addition, the resistor generated by the line current I 0
The voltage of R 05 is applied to the inverting input of the differential amplifier A 1 via a feedback circuit consisting of a bias voltage e 3 , a squaring circuit SQ, and a resistor R 1 , thereby increasing the variable capacitance. Negative feedback is applied to C 1 and C 2 in a direction that cancels out the signal voltage according to the difference.

このため、電圧e1とe2との和が基準電圧e0と等
しくなる方向に励振電源Bの出力振幅が制御され
ると共に、電圧e1とe2との差に応じて出力振幅が
補正的に制御され、励振信号における角周波数ω
の変化に基づく線路電流I0の変動が阻止される。
Therefore, the output amplitude of excitation power supply B is controlled in the direction in which the sum of voltages e 1 and e 2 becomes equal to reference voltage e 0 , and the output amplitude is corrected according to the difference between voltages e 1 and e 2 . angular frequency ω in the excitation signal
Fluctuations in line current I 0 due to changes in I 0 are prevented.

また、自乗回路SQを介した負帰還により、可
変静電容量C1,C2の差動的な変化を、開平演算
した値に応じた線路電流I0の変化が得られる。
Further, by negative feedback via the square circuit SQ, a change in the line current I 0 can be obtained in accordance with a value obtained by square rooting the differential change in the variable capacitances C 1 and C 2 .

すなわち、励振電源Bの出力振幅をE、角周波
数をωとし、可変静電容量C1,C2の初期値をC0
可変静電容量C1,C2を形成する電極間の距離を
d0、変位に応じた電極間距離の変化をΔdとすれ
ば、次式が成立する。
That is, the output amplitude of excitation power source B is E, the angular frequency is ω, and the initial values of variable capacitances C 1 and C 2 are C 0 ,
The distance between the electrodes forming variable capacitance C 1 and C 2 is
If d 0 is the change in the distance between the electrodes according to the displacement and Δ d , then the following equation holds true.

C1=C0d0/d0−Δd,C2=C0d0/d0+Δd …(1) また、説明の便宜上、R1=R2=R3=R4,R5
R6=R,R8=R9とし、基準電位点COMを経て抵
抗器R05へ流れる電流をI2、抵抗器R05の抵抗値を
Rfとすれば、つぎの各式が成立する。
C 1 = C 0 d 0 / d 0 −Δ d , C 2 = C 0 d 0 / d 0 + Δ d …(1) Also, for convenience of explanation, R 1 = R 2 = R 3 = R 4 , R 5 =
Let R 6 = R, R 8 = R 9 , the current flowing through the reference potential point COM to the resistor R 05 is I 2 , and the resistance value of the resistor R 05 is
If R f , the following equations hold true.

e1=E・ω・C1・R …(2) e2=E・ω・C2・R …(3) (e1+e2/2−e0)μt=I1 …(4) ただし、μtは、差動増幅器A1とトランジスタ
Qとの総合増幅率である。また、差動増幅器A1
の増幅率をμ1とすれば、 I0=I1+I2 …(5) {e1/2−e2+(Rf・I0−e32/2}μ1=E …(6) (6)式を変形すれば、 {(e1−e2)−(Rf・I0−e32}=2・E/μ1 …(7) (4),(5)式から、 I0=(e1+e2/2−e0)μt+I2 ∴e1+e2=2・e0+2I1−I2/μt …(8) (2),(3),(8)式からは、 E・ω・R(C1+C2)=2・e0+2I0−I2/μt ∴E=2・e0/ω・R(C1+C2) +2I0−I2/ω・R(C1+C2)μt …(9) 更に、(2),(3),(7)式から、 〔{2・e0/ω・R(C1+C2)+2I0−I2/ω・R(
C1+C2)μt}ω・R(C1−C2)−(Rf・I0−e32〕 μ1/2=2・e0/ω・R(C1+C2)+2I0−I
2/ω・R(C1+C2)μt これを変形すれば、 (2・e0/C1+C2+2I0−I2/(C1+C2)μt)・(C
1−C2)−(Rf・I0−e32 =4・e0/ω・R(C1+C2)μ1+4I0−I2/ω
・R(C1+C2)μt・μ1…(10) ここで、μt,μ1が十分に大きいものとすれば、 2・e0/C1+C2(e1−e2)−(Rf・I0−e32=0 ∴(Rf・I0−e32=2・e0C1−C2/C1+C2 …(11) (11)式へ(1)式を導入すると、 したがつて、(12)式のとおり線路電流I0は、検出
すべき変位に応じた電極間距離の変化Δdを開平
した値に比例する。
e 1 =E・ω・C 1・R …(2) e 2 =E・ω・C 2・R …(3) (e 1 +e 2 /2−e 0t =I 1 …(4) However, μ t is the total amplification factor of the differential amplifier A 1 and the transistor Q. Also, differential amplifier A 1
If the amplification factor of is μ 1 , then I 0 = I 1 + I 2 …(5) {e 1 /2−e 2 + (R f・I 0 −e 3 ) 2 /2} μ 1 = E …( 6) By transforming equation (6), {(e 1 −e 2 )−(R f・I 0 −e 3 ) 2 }=2・E/μ 1 …(7) (4), (5) From the formula, I 0 = (e 1 + e 2 / 2 - e 0 ) μ t + I 2 ∴e 1 + e 2 = 2・e 0 + 2I 1 − I 2 / μ t …(8) (2), (3) , From equation (8), E・ω・R(C 1 +C 2 )=2・e 0 +2I 0 −I 2t ∴E=2・e 0 /ω・R(C 1 +C 2 ) +2I 0 −I 2 /ω・R(C 1 +C 2 ) μ t …(9) Furthermore, from equations (2), (3), and (7), [{2・e 0 /ω・R(C 1 +C 2 )+2I 0 −I 2 /ω・R(
C 1 + C 2 ) μ t }ω・R (C 1 − C 2 ) − (R f・I 0 −e 3 ) 2 ] μ 1 /2=2・e 0 /ω・R (C 1 + C 2 ) +2I 0 −I
2 /ω・R(C 1 +C 2tIf we transform this, we get (2・e 0 /C 1 +C 2 +2I 0 −I 2 /(C 1 +C 2t )・(C
1 −C 2 ) − (R f・I 0 −e 3 ) 2 = 4・e 0 /ω・R (C 1 +C 21 +4I 0 −I 2
・R(C 1 + C 2 ) μ t・μ 1 …(10) Here, if μ t and μ 1 are sufficiently large, then 2・e 0 /C 1 +C 2 (e 1 − e 2 ) −(R f・I 0 −e 3 ) 2 = 0 ∴(R f・I 0 −e 3 ) 2 = 2・e 0 C 1 −C 2 /C 1 +C 2 …(11) Go to equation (11) Introducing equation (1), we get Therefore, as shown in equation (12), the line current I 0 is proportional to the square root of the change Δ d in the distance between the electrodes according to the displacement to be detected.

第3図は、他の実施例を示す回路図であり、可
変静電容量C1,C2としてローズマウント社形の
センサを用い、1次巻線Pおよび二つの2次巻線
S1,S2を有する変成器Tにより、可変静電容量
C1,C2へ励振信号を印加すると共に、同静電容
量C1,C2の共通電極をコンデンサC5により共通
電位へ接続しており、電圧e1とe2との和電圧を抵
抗器R10から取り出し、差動増幅器A2の反転入力
へ与える一方、基準電圧e0を同増幅器A2の非反
転入力へ与えている。また、抵抗器R11,R12
より電源電圧Vを分圧し、バイアス電圧e3として
いるが、その他は第2図と同様であり、第2図と
同一の動作結果が得られる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment, in which Rosemount sensors are used as the variable capacitances C 1 and C 2 and the primary winding P and two secondary windings are
Variable capacitance by transformer T with S 1 and S 2
In addition to applying an excitation signal to C 1 and C 2 , the common electrodes of the same capacitances C 1 and C 2 are connected to a common potential by a capacitor C 5 , and the sum voltage of voltages e 1 and e 2 is applied to a resistor. The reference voltage e0 is taken out from the amplifier R10 and applied to the inverting input of the differential amplifier A2 , while the reference voltage e0 is applied to the non-inverting input of the same amplifier A2 . Further, the power supply voltage V is divided by the resistors R 11 and R 12 to obtain the bias voltage e 3 , but other aspects are the same as in FIG. 2, and the same operational results as in FIG. 2 can be obtained.

第4図は、自乗化回路SQの一例を示す回路図
であり、比較器CPの非反転入力には、抵抗器R21
を介して入力端子INからの入力電圧Viが与えら
れると共に、抵抗器R22による正帰還が施されて
おり、比較器CPの動作は入力レベルに対してヒ
ステリシス特性を呈するものとなつている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the squaring circuit SQ, in which a resistor R 21 is connected to the non-inverting input of the comparator CP.
The input voltage Vi from the input terminal IN is applied through the input terminal IN, and positive feedback is provided by the resistor R22 , so that the operation of the comparator CP exhibits hysteresis characteristics with respect to the input level.

また、電源EBからコンデンサC21に対する電流
は、比較器CPの出力変化に応じてオン・オフを
行なうトランジスタQ21および抵抗器R23を経て
通じ、トランジスタQ21がオンの間に、抵抗器
R23とコンデンサC21との時定数に応じた充電特性
によりコンデンサC21が充電される反面、トラン
ジスタQ21がオフとなつたとき、比較器CPの出力
変化がインバータIVを介して与えられるトラン
ジスタQ22がオンとなり、抵抗器R24を経てコン
デンサC21の充電電荷を放電させるものとなつて
いる。
In addition, the current from the power supply E B to the capacitor C 21 passes through the transistor Q 21 and the resistor R 23 , which are turned on and off according to the change in the output of the comparator CP .
While the capacitor C 21 is charged by the charging characteristic according to the time constant of R 23 and the capacitor C 21 , when the transistor Q 21 is turned off, the output change of the comparator CP is applied via the inverter IV. Q 22 turns on, discharging the charge in capacitor C 21 via resistor R 24 .

このため、比較器CPの反転入力へ与えられて
いるコンデンサC21の端子電圧変化と、これに応
ずる比較器CPの出力変化との間に帰還ループが
形成されており、これによつて前述の動作が自動
的に反復されると共に、比較器CPの出力が高レ
ベルと低レベルとを反復するデユーテイ比Dは、
入力電圧Viに応じて定まり、比例定数をK1とす
るとき、次式が成立する。
Therefore, a feedback loop is formed between the change in the terminal voltage of the capacitor C21 applied to the inverting input of the comparator CP and the corresponding change in the output of the comparator CP. The duty ratio D at which the operation is automatically repeated and the output of the comparator CP repeats high and low levels is:
It is determined depending on the input voltage Vi, and when the proportionality constant is K1 , the following formula holds true.

D=Vi・K1 …(21) 一方、入力電圧Viは、強度の負帰還により増幅
率が1となつたバツフア増幅器BAを介して、ト
ランジスタQ23,Q24、抵抗器R25およびコンデン
サC22からなる回路へ与えられており、トランジ
スタQ23がトランジスタQ21と、トランジスタQ24
がトランジスタQ22と同時にオン・オフを行なう
ため、入力電圧Viがデユーテイ比Dに応じてチヨ
ツピングされたうえ、抵抗器R25を経てコンデン
サC22の充放電を行なうことにより、この回路の
比例定数をK2とすれば、出力端子OUTに現われ
る出力電圧V0は、次式によつて示される。
D=V i ·K 1 (21) On the other hand, the input voltage V i is applied to transistors Q 23 , Q 24 , resistor R 25 and It is applied to a circuit consisting of capacitor C 22 , transistor Q 23 is connected to transistor Q 21 and transistor Q 24
turns on and off at the same time as the transistor Q 22 , the input voltage V i is stepped according to the duty ratio D, and the capacitor C 22 is charged and discharged via the resistor R 25 . If the constant is K2 , the output voltage V0 appearing at the output terminal OUT is expressed by the following equation.

V0=D・Vi・K2 …(22) (22)式へ(21)式を代入すれば、 V0=Vi・K1・Vi・K2=Vi2・K1・K2 …(23) となり、入力電圧Viの自乗に比例した出力電圧
V0が得られる。
V 0 = D・V i・K 2 …(22) By substituting equation (21) into equation (22), V 0 =V i・K 1・V i・K 2 =V i 2・K 1・K 2 ...(23), and the output voltage is proportional to the square of the input voltage V i
V 0 is obtained.

ただし、第4図に示すもののほか、乗算器の縦
続接続回路等、自乗演算機能を呈する任意のもの
を用いることができる。
However, in addition to what is shown in FIG. 4, any circuit that exhibits a square calculation function, such as a cascaded circuit of multipliers, can be used.

このほか、可変静電容量C1,C2の代りに、可
変インダクタンス、可変抵抗等を用いてもよく、
1対のインピーダンス中一方のみを可変とし、他
方を固定の基準インピーダンスとしても同様であ
り、第2図および第3図における各回路の構成
は、条件に応じた選定が可能である等、本発明は
種々の変形が自在である。
In addition, variable inductance, variable resistance, etc. may be used instead of variable capacitances C 1 and C 2 .
The same effect can be achieved even if only one of a pair of impedances is variable and the other is a fixed reference impedance, and the configuration of each circuit in FIGS. 2 and 3 can be selected according to the conditions. can be freely modified in various ways.

以上の説明により明らかなとおり本発明によれ
ば、全体としての負帰還が自乗化回路を介して施
されているため、各回路間へ混入する外来雑音の
影響が排除され、誤差を含まない出力信号が得ら
れると共に、与えられた変位を開平演算した値に
応ずる出力信号が得られ、開平演算機能を必要と
する各種用途の変位変換器として多大な効果を呈
する。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, negative feedback as a whole is performed via a squarer circuit, so the influence of external noise that enters between each circuit is eliminated, and an error-free output is generated. A signal can be obtained, and an output signal corresponding to a value obtained by square root calculation of a given displacement can be obtained, and it is highly effective as a displacement converter for various uses requiring a square root calculation function.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例の回路図、第2図および第3図
は本発明の実施例を示す回路図、第4図は第2図
および第3図に用いる自乗化回路の一例を示す回
路図である。 C1,C2……可変静電容量(可変インピーダン
ス)、B……励振電源、D1〜D4……ダイオード、
A1,A2……差動増幅器、SQ……自乗化回路、
R02〜R05,R1〜R12……抵抗器、C3〜C5……コン
デンサ、Q……トランジスタ、T……変成器。
Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional example, Figs. 2 and 3 are circuit diagrams showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a circuit diagram showing an example of the squarer circuit used in Figs. 2 and 3. It is. C 1 , C 2 ... Variable capacitance (variable impedance), B ... Excitation power supply, D 1 - D 4 ... Diode,
A 1 , A 2 ...Differential amplifier, SQ ...Squaring circuit,
R02 to R05 , R1 to R12 ...Resistor, C3 to C5 ...Capacitor, Q...Transistor, T...Transformer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 検出すべき変位に応じて少なくとも一方が変
化する1対の可変インピーダンスと、該各可変イ
ンピーダンスへ励振信号を印加する出力振幅の制
御可能な励振電源と、前記各可変インピーダンス
の差に応じた信号を求めたうえ前記励振電源の出
力振幅を制御する制御回路と、前記各可変インピ
ーダンスの和に応じた信号を求めたうえ基準値と
の差を出力信号へ変換する出力回路と、前記制御
回路へ前記差に応じた信号を相殺する方向に自乗
化回路を介して前記出力信号を帰還する帰還回路
とからなることを特徴とする開平形変位変換器。
1: a pair of variable impedances, at least one of which changes in accordance with the displacement to be detected; an excitation power source whose output amplitude is controllable for applying an excitation signal to each of the variable impedances; and a signal corresponding to the difference between the variable impedances. a control circuit that calculates and then controls the output amplitude of the excitation power source; an output circuit that calculates a signal corresponding to the sum of the variable impedances and converts the difference from the reference value into an output signal; A square root type displacement converter comprising a feedback circuit that feeds back the output signal via a squaring circuit in a direction that cancels the signal according to the difference.
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