WO2009088097A1

WO2009088097A1 - 絶縁手段を介して伝達されるｏｎ／ｏｆｆ信号により駆動電力を供給されて動作する外部制御手段の信号状態診断装置

Info

Publication number: WO2009088097A1
Application number: PCT/JP2009/050593
Authority: WO
Inventors: Hideaki Emoto
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2009-07-16
Also published as: PL2177921T3; ES2710911T3; US20110188268A1; EP2177921A4; EP2177921B1; US8432155B2; EP2177921A1; CN101765778A; CN101765778B; JP2009168532A

Abstract

簡単な構成で、部品点数の増加や回路構成の複雑化などによる製造コストの増加を防ぐと共に、精度良く電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のアクチュエータ（外部制御手段）の信号状態診断を行うことができる、外部制御手段の信号状態診断装置を提供するために、トランス１次側に設けられた中間タップに接続され、外部制御手段のＯＮ／ＯＦＦ信号により２次側に設けられた外部制御手段に駆動電力を送出させるスイッチ回路と、スイッチ回路に接続されて外部制御手段の駆動により前記トランス２次側に流れる電流に対応して流れる１次側電流を測定する手段とを有し、該電流測定手段の測定結果で前記外部制御手段の信号状態を診断するようにした。

Description

明細書絶縁手段を介して伝達される ONZO F F信号により駆動電力を供給されて動作する外部制御手段の信号状態診断装置 . 技術分野

本発明は、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータからなる絶縁手段を介して伝達される O NZO F F信号により駆動電力を供給されて動作する外部制御手段の信号状態診断装置に関し、特に、プラントや機器類の制御のために用いられるァクチユエータからなる外部制御手段への信号が正確に伝達されているかの確認と、回路の配線に断線や短絡が生じていなレ、か、などの回路の健全性診断とを行うことができるようにした、外部制御手段の信号状態診断装置に関するものである。背景技術

プラントや «類の制御用として、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等の外部制御手段としてのァクチユエータが用いられている。このようなァクチユエータは直流電圧で駆動されるものが多く、用途に応じて人体に対する影響を防止したりノイズなどの影響を避けるため、プラントや機器類に指示を与える側 (以下指示側と称する）と、プラントや機器類で計測や駆動または制御を行う側 (以下プラント側と称する）とを絶縁できるよう、指示側からプラント側に送る信号、及びプラント側から指示側に送る計測結果の信号などを、フォトカップラや信号絶縁リレー、絶縁アンプ、絶縁トランスなどを用いて絶縁したり、電力を必要とする場合は電源のトランスを絶縁トランスとしたりすることが行われている。

また計装の世界では、近年、出力信号や回路配線の健全性、すなわち電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータが指示通り動作しているか、配線に断線や短絡が生じていないか、などを確認してシステムの信頼性を高める要求も増大している。こういった要請に対応し、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータなどからなる外部制御手段における、従来の駆動回路例と健全性診断回路を付加した回路例を示したの力図 7、図 8のプロック図である。この図 7、図 8において、 1 6 0はァクチユエータ 1 6 3 (以下、単に「対象」と称することがある）を駆動するための駆動 SJ£信号、 1 6 1はプラント側と指示側とを絶縁するための信号絶縁リレー、 1 6 2はァクチユエータ駆動のための直流電源装置、 1 6 3は電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータ、 1 6 4は絶縁バリアである。

図 8において 1 0 1は、電流検知の信号変換回路 1 6 4、変調回路 1 6 5に電力を供給するための電源回路で、電源 1 0 2からの電力をパルス ¾j£とするパルス発生回路 1 0 3、そのパルス発生回路 1 0 3からのパルス電圧を電圧変換し、プラント側と指示側とを絶縁する絶縁トランス 1 0 4、絶縁トランス 1 0 4で電圧変換されたパルスを整流する整流回路 1 0 5、整流されたパルスを平滑化すると共に定電圧とする定電圧回路 1 0 6で構成され、で示した線は、絶縁バリァ 1 0 7を表している。 1 6 4は電流検知の信号変換回路、 1 6 5は変調回路、 1 6 6は絶縁トランス、 1 6 7は復調回路、 1 6 8は電流読返し信号である。図 7における駆動 @j£信号 1 6 0は、信号絶縁のための信号絶縁リレー 1 6 1 に入力されて、別途設けられた直流電源装置 1 6 2から送られてくる電力がこの信号絶縁リレー 1 6 1を介し、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等の対象物たるァクチユエータ 1 6 3に送られて駆動される。 .

健全性診断を行う図 8に示した回路では、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等の対象物たるァクチユエータ 1 6 3を駆動するため、図 7と同様、直流電源装置 1 6 2が設けられて電力が信号絶縁リレー 1 6 1を介して対象物たるァクチユエ一タ 1 6 3に送られる点は同一である。し力しこの図 8の場合、対象物たるァクチユエータ 1 6 3が指示通り動作しているか、配線に断線や短絡が生じていないかなどの健全性を診断するため、ァクチユエータ 1 6 3の電流検知用の信号変換回路 1 6 4、検知した電流を電圧に変換する変調回路 1 6 5、絶縁トランス 1 6 6、電圧信号を電流信号に変換するための復調回路 1 6 7などで構成される絶縁アンプが設けられ、信号変換回路 1 6 4、変調回路 1 6 5などを駆動するため、電源 1 0 2、パルス発生回路 1 0 3、絶縁トランス 1 0 4、整流回路 1 0 5、定電圧回路 1 0 6などで構成される電源回路 1 0 1が設けられる。

そして図 7と同様、駆動電圧信号 1 6 0は信号絶縁のための信号絶縁リレー 1 6 1に入力されてこの信号絶縁リレー 1 6 1が O Nされ、直流電源 1 6 2から送られてくる電力が電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等の対象物たるァクチユエータ 1 6 3に送られて駆動される。そして直流電源 1 6 2から信号絶縁リレー 1 6 1を介して送られる電流が、電流検知用の信号変換回路 1 6 4で検知されて電圧信号に変換され、変調回路 1 6 5で前記電圧信号を変調して電圧変調信号（交番電圧信号）に変換されて絶縁トランス 1 6 6に与えられ、指示側で復調回路 1 6 7により電流信号に変換されて、対象 1 6 3に流れた電流が電流読み返し信号 1 6 8として出力される。

以上がプラントや機器類の制御のために用いる電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータが指示通り動作しているか、配線に断線や短絡が生じていないか、などを確認する健全性診断機能を有した回路であるが、この従来の外部制御手段の信号状態診断装置の回路構成では、健全性診断を行う場合に下記のような問題があった。

A. ァクチユエータの駆動信号の伝達回路とは別に、健全性診断のために電源や健全性診断回路を追加する必要があり、部品点数が増えると共に回路構成が複雑化し、製造コストが増加する。

B . 回路の異常検知のためには過電流検出回路など、付加的な回路を設ける必要があり、さらにサーキットプロテクタゃヒューズなどの過電流に対する保護手段を別途設ける必要がある。

そのため健全性診断を行う場合、大きなコストアップになるため、コストアップを許容してもいいから信頼性を上げてほしい、という要望のある特別なものにしか適用できなかった。

なお、電線の断線を検出する技術については、例えば特許文献 1 (特開 2 0 0 6— 0 2 3 1 0 5号公報）に電線にパルス信号を印加し、そのとき電線に流れる電流を測定して電流波形を参照用の電流波形と比較し、その波形差から断線を検出するようにした電線の断線検出方法が示され、特許文献 2 (特開 2 0 0 4— 1 9 8 3 0 2号公報）には、断線を検知する信号線にチェック用パルス信号をインピーダンス素子を介して印加し、信号線から得られる信号とチェック用パルス信号とを比較して、信号線の断線を判定するようにした断線検知回路が示されている。

また電気回路の診断については、例えば特許文献 3 (特開平 8— 0 0 5 7 0 8 号公報）に、測定記録の管理を容易にして回路診断を行う際の作業効率を向上させ、さらに人為的な誤りが介入する余地を小さくするため、診断対象となる電気機器に組み込まれた不揮発性メモリに書き込み保存した電気機器の特性の測定結果、および測定に関連する情報、あるいは電気機器の特性の測定結果または測定に関連する情報を読み出し、電気機器について得られた最新の測定結果や測定に関連する情報と比較することで、電気機器の状態を診断するようにした電気回路診断方法およびその方法に使用する電気回路診断装置が示されている。

しかしながらこれら特許文献 1、特許文献 2に示された技術は電線の断線検出に関するものではあるが、パルス信号の印加手段や参照用電流波形の記憶装置などが必要であり、特許文献 3に示された、電気回路診断装置は電気機器の特性の測定結果、および測定に関連する情報を記憶したメモリが必要であると共に、回路の特性測定と状態診断のための比較手段などが必要で複雑な構成であり、前記 A、 Bに示したような問題点の解決方法とはならない。発明の開示

そのため本発明においては、簡単な構成で外部制御手段である被駆動体の駆動状態や、配線の断線、短絡といった障害発生の信号の伝達と電力の伝達を同一の手段で行えるようにし、部品点数の増加や回路構成の複雑ィ匕などによる製造コストの増加を防ぐと共に、精度良く信号の伝達、回路の健全性診断を行うことができる、外部制御手段の信号状態診断装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる外部制御手段の信号状態診断装置は、絶縁手段を介して伝達される O NZO F F信号により駆動電力を供給されて動作する外部制御手段の動作状態診断装置であって、

矩形波状のパルス電圧（0 V〜正若しくは負側に振れるスィツチングパルス電圧）及び交流（正負に振れる波形電圧）を含む交番電圧発生手段と、該交番電圧発生手段が 1次側に、前記外部制御手段が 2次側に接続された前記絶縁手段としての絶縁トランスと、該絶縁トランス 1次側に設けられた中間タップに接続されて前記 ONZO F F信号により動作し、前記絶縁トランス 2次側に設けられた前記外部制御手段に駆動電力を送出させるスィツチ回路と、該スィツチ回路に接続され、前記外部制御手段の駆動により前記トランス 2次側に流れる電流に対応して流れる 1次側電流を測定する電流測定手段とを有し、該電流測定手段の測定結果で前記外部制御手段の信号状態を診断することを特徴とする。

このように絶縁トランス 1次側に設けられた中間タツプに接続されて、 O O F F信号により外部制御手段に駆動電力を送出させるスィツチ回路を設け、絶縁トランスを介して 1次側から送られる電力が、 2次側に接続された外部制御手段によって消費されることで生じる 1次側電流の変化を測定し、それによつて外部制御手段の信号状態の診断を行うことで、電力の供給と外部制御手段の診断を単一の回路で行うことができ、従来装置における前記 A、 Bのように、健全性診断にために電源や絶縁トランスなどの絶縁手段、信号変換回路や復調回路などを設ける必要が無く、非常に簡単な構成で、部品点数の増加や回路構成の複雑化などによる製造コストの増加を防ぐと共に、精度良く計測結果の伝達や回路の健全性診断を行うことができる、外部制御手段の信号状態診断装置とすることができる。

そして、前記スィッチ回路は前記外部制御手段の ONZO F F信号により、前記交流発生手段出力を O NZO F Fさせ、前記スィツチ回路は前記外部制御手段の O F F信号で、前記外部制御手段が稼働しない電力を前記トランス 2次側に出力させるよう構成することで、外部制御手段が断線した場合は電流が測定されず、短絡した場合は通常より大きな電流が流れて絶縁トランス 1次側電流もそれに応じて変化し、外部制御手段の ONZO F F状態、断線、短絡を推定することができ、回路の断線や短絡を常に監視できる信号状態診断装置とすることができる。以上記載のごとく本発明になる外部制御手段の信号状態診断装置は、従来装置のように被駆動体毎に電源や絶縁トランスなどの絶縁手段、信号変換回路や復調回路を設ける必要が無く、非常に簡単な構成で、部品点数の増加や回路構成の複雑化などによる製造コストの増加を防ぐと共に、精度良く計測結果の伝達や回路の健全性診断を行うことができる、外部制御手段の信号状態診断装置とすることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明により、 O NZO F Fの 2値電圧信号により電力を供給されて駆動される電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータを駆動する回路のブロック図である。

第 2図は、本発明により、 ONZO F Fの 2値電圧信号により電力を供給されて駆動される電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエ一タを駆動する具体的回路構成である。

第 3図は、本発明により、 01^ノ0 ? の2値¾]£信号にょり電カを供給されて駆動されるァクチユエータの正常駆動状態、配線の断線状態や短絡状態の各状態における電流波形（電流 Z時間変化）を示したグラフ図である。

第 4図は、本発明に用いるトランスのコア材料における温度によるコアロスの特性（電カノ温度）を示したグラフ図である。

第 5図は、本発明に用いるトランスのコアへの 1次コイルと 2次コイルの卷回方法を模式的に示した図である。

第 6図は、本発明に用いるトランスのコアへのコイルの卷回方法による各温度における信号（2 5 °Cにおける伝達特性係数を用レ、、温度を一 4 0〜十 8 5 °Cに変化させたときの各温度における伝達特性の直線誤差）伝達特性の違レ、の実験結果を示したグラフ（A) と、その実験に用いたトランスの諸元を示した表図（B) である。

第 7図は、電圧信号により電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等の対象物たるァクチユエータを駆動する場合の従来回路のプロック図である。

第 8図は、 flffi信号を供給されて全開または全閉となる電磁弁、または与えられた電圧に対応して全開から全閉の間に開度制御されるサーボ弁のようなァクチユエータを駆動するための従来回路のプロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図 1、図 2、図 3は、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチュエータからなる絶縁手段を介して伝達される ONZOF F信号により、駆動電力を供給されて動作する外部制御手段への信号が正確に伝達されているかの確認と、回路の配線に断線や短絡が生じていないか、などの回路の健全性診断とを行う、本発明になる信号状態診断装置のブロック図（図 1) と具体的回路例（図 2)、及び図 1、図 2の回路における対象 80たるァクチユエ一タの動作状態や配線の断線、短絡の各状態における電流値を示したグラフ（図 3) である。

この図 1、図 2において 1は電源、 2はパルス発生回路、 3は絶縁トランス、 4は整流回路、 6は絶縁トランス 3の 1次側電流、 7は絶縁バリア、 80は ON ZOFFの 2値電圧信号により電力を供給されて駆動される電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等の外部制御手段としてのァクチユエータ（以下、単に「対象」と称することがある）、 81は FET (図 2に於いて 83) などを用いたスィツチ回路、 82はァクチユエータ 80を駆動するための駆動電圧信号である。また図 2において 21、 22は整流回路を構成するダイオード、 23、 24は同じく整流回路を構成するコンデンサ、 26はコンデンサ、 25、 84は抵抗、 83 は駆動電圧信号 82で ONZOFFする FET、 85、 86は絶縁トランス 3の 1次卷線両端に交互にパルス電圧を印加するための F E Tである。

図 3において縦軸は電流信号 6の電流値で、横軸は ONZO F Fの状態を示すための時間軸であり、上部に「ON」として示したグラフはァクチユエータ 80 が ONの状態の場合の電流値、「OFF」として示したグラフはァクチユエータ 8 0が OFFの状態の場合の電流値、グラフ中に「正常」として示したのは ONZ OFFそれぞれの場合に流れる電流値の範囲、グラフ原点に「断」として示したのは回路に断線が生じた場合の電流値、「短絡」として示したのは回路に短絡が生じた場合の電流値である。まず図 1のブロック図について説明すると、従来回路の場合と同様、電源 1を供給されたパルス発生回路 2からパルスを供給されたスィッチ回路 8 1は、駆動電圧信号 8 2の ON/OF F信号により ON/OF Fされて、ァクチユエータ 8 0を駆動するための ¾ffと、駆動するに足りない電圧とを絶縁トランス 3に供給する。そのためァクチユエータ 8 0は、駆動電圧信号 8 2の ON状態で絶縁トランス 3から整流回路 4を介して 1 0〜20Wの電力を供給され、 OF F状態ではァクチユエータ 8 0を駆動するに足りない電力を供給される。

そのため、絶縁トランス 3の 2次側には、ァクチユエータ 80の駆動で電流が流れ、その 2次側電流に対応した電流が絶縁トランス 3の 1次側に流れるから、それを電流信号 6として図示していない電流測定装置で計測することで、ァクチユエータ 80が消費した電流を推測することができ、また、回路に断線や短絡がある場合は、 1次側電流が流れない、過大電流が流れる、などで状態を判断することができる。

次に図 2の詳細回路について説明すると、絶縁トランス 3の 2次側には、全波整流回路を構成するようダイオード 2 1、 2 2、コンデンサ 2 3、 24が接続され、その出力側にァクチユエータ 80が接続されている。また、絶縁トランス 3 の 1次側には、電源 1からの電力で動作するパルス発生回路 2からのパルスが、電源 V c cから電力を供給されている FET 8 5、 8 6に入力され、それぞれの F ETが ONになることで電圧 V c c力絶縁トランス 3の 1次側卷線の両端に交互に印加される。また、絶縁トランス 3の 1次側卷線はその中点に中間タップが設けられ、スィッチ回路 8 1たる抵抗 84を並列に接続された FET 8 3が接続され、その先に抵抗 2 5とコンデンサ 2 6が並列接続されている。

パルス発生回路 2は、電源 1の供給を受けて矩形波のパルスを発生し、 F E T 8 5、 8 6を介して絶縁トランス 3の 1次卷線の両端に交互に電圧 V c cを供給する。スィツチ回路 8 1を構成する F ET 83に駆動電圧信号 8 2の ON信号が印加されると FET 8 3が ONとなり、絶縁トランス 3の 1次側には抵抗 2 5 (図 2参照）で決まる電流が流れる。そして昇圧された 2次側から、ダイオード 2 1、 2 2、コンデンサ 2 3、 24で構成される整流回路で整流された直流が、外部制御手段たるァクチユエータ 8 0に供給されて駆動される。そのため、ァクチユエータ 80の駆動により絶縁トランス 3の 2次側に電流が流れるが、そのとき、絶縁トランス 3の 1次側にはこの 2次側に流れたァクチュエータ 80の駆動電流に対応した電流信号 6が流れるから、その電流を図示していない電流測定装置で測定し、その値から実際にァクチユエータ 80の駆動に用いた電流を推定する。そうすることで、電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータ 80の駆動に用いた電流を、前記した従来回路のように、ァクチユエータの ON/OFF信号の伝達回路とは別に、健全性診断のために電源や健全性診断回路を設ける、回路の異常検知のためには過電流検出回路などの付加的な回路を設ける、など、部品点数を増やして回路構成を複雑ィ匕させ、製造コストが增加する方法を用いずに、精度良く外部制御手段の信号状態の健全性診断を行うことができる

そして駆動電圧信号 82が OFFの場合はスィッチ回路 81を構成する FET 83が OFFとなり、 FET83に並列に挿入した抵抗 84と抵抗 25を通して電流が流れて絶縁トランス 3の 1次側にかかる電圧が定電圧となり、駆動電圧信号 82が OFFの場合でも絶縁トランス 3の 2次側にァクチユエータ 80が動作しないような電圧が生じる。それによつて、電流信号 6が流れなくなった場合は配線が断線したと考えられ、また予想よりも大きな電流が流れる時は ΙΗ^が短絡していると考えられる。

その場合の電流信号 6を示したのが図 3のグラフである。この図 3のグラフは縦軸が電流を表し、横軸はァクチユエータ 80の駆動電圧信号 82が ONのとき (左のグラフ）と、 OFF (右のグラフ）のときの電流の状態を表していて、駆動電圧信号 82が ONの場合は前記したように図 2の FET 83が ONとなり、絶縁トランス 3の 1次側には抵抗 25で決まる電流が流れて絶縁トランス 3の 2 次側には、図 3の左のグラフに「正常」と記した値の範囲の電流が流れる。駆動 IUE信号 82が OFFの場合、前記したように FET83が OFFとなるため、電流はこの FET83に並列に揷入した抵抗 84と抵抗 25の両方を流れ、絶縁トランス 3の 2次側にはァクチユエータを動作させない程度の、図 3の右のグラフに「正常」と記した値の範囲の微弱な電流が流れる。しかし回路の配線が短絡した場合、回路には大きな電流が流れるから、この図 3に「短絡」と記した値の電流が流れ、また断線した場合は、微弱な電流も流れなくなるから同じくこの図 3に「断」と記したほぼ 0の値となる。

すなわち本発明では、前記したように、ァクチユエータ 8 0の駆動によって絶縁トランス 3の 2次側に流れる電流に対応した 1次側電流で、ァクチユエータ 8 0の駆動に用いた電流を推定すると共に、回路に常時微弱な電流を流すことで、配線の断線、短絡も診断できるわけである。

なお、このように定電圧回路を設けない電源を用い、トランスを介して被駆動体の駆動と診断を行った場合、特にアナ口グ信号の伝達においてはその精度が問題となる。特にこの回路方式の場合、伝達されるエネルギに対して絶縁トランス 3で損失されるロスが誤差として発生する。しかしながらこういった信号の伝達における誤差が、要求された精度に許容される誤差範囲以下であれば問題はないから、例えば 0 . 2 %から 0 . 2 5 %程度の精度で良い場合は通常のトランスを用いることも可能である。

また、それ以上の精度、例えば 0 . 1 %以下の精度が要求される場合、最も問題となるのはトランスの温度によるコアロス変化であるが、例えばこのコアロスが温度に対してほぼ一定であれば測定結果をその分加味して判断すればよく、精度を保つた測定やアナ口グ信号の伝達が可能となる。そのため本発明におレ、ては、図 7に温度におけるコアロスの特性（電力温度）を示したように、例えば T D K株式会ネ：の P C 4 4、 P C 4 7といった通常 1 0 0 °C前後にピーク特性を持つコア材料に対し、ピーク特性はこの P C 4 4、 P C 4 7より劣るが、広い温度範囲でコアロス変動が比較的少ない、やはり T D K株式会社製の P C 9 5と称するコァ材料を用いてトランスを構成した。なお、この図 7におレ、て横軸は温度 (°C)、縦軸は電力（P c v単位： k W/ c m ³) である。このようにすることで、簡単な回路構成で、精度良く外部制御手段の信号状態の診断装置を提供することがでさる。

さらに本願発明者は、このトランスの 1次側卷線における略中間部に中間タップを設け、電流測定手段をこの中間タップに接続して、 2次側に供給する電力が消費されることで生じる 1次側電流の変化を測定するようにしたが、これら 1次側のコイルと 2次側のコイルを図 5に示した模式図のように、 1次側コイルを中間タップを中心に前半 1 1と後半 13の 2つに分け、前記した PC 95で形成したコア 10に前半 1 1と後半 13のコイルで 2次側コイル 12を挟むようにして卷回することで、良好な信号伝達特性が得られることを見いだした。

その場合の実験結果を示したのが図 6 (A) のグラフである。このグラフは上記したように TDK株式会ネ±¾の PC 95と称するコア材料を用レ、、図 5に示したように 1次側コイルを中間タップを中心に前半 1 1と後半 13の 2つに分けて、前半 1 1と後半 13のコイルで 2次側コイル 12を挟むようにして卷回した絶縁トランスを用い、ディストリビュータアイソレーションアンプを構成して、直線性と温度ドリフトの状態を計測したものである。

なお、この計測に用いた絶縁トランスの諸元は図 6 (B) に示した表の通りであり、計測は、 10 p pmノ。 Cの精密抵抗を用いて実施した。図 6 (A) のダラフは、横軸がデイストリビュータアイソレ一シヨンアンプの出力電流で単位が m A、縦軸がフルスケール誤差⁰ /₀ (4〜2 OmAを 100%とする）であり、 25°C における伝達特性係数を用レ、、温度を一 40〜十 85 に変化させたときの各温度における伝達特性の直線誤差をプロットしたものである。

従来用いられていた、例えば TDK株式会ネ： t¾の PC 44、 PC47と称するコア材料を用い、 1次側コイルを前半 1 1と後半 13とも連続して卷回し、その上に 2次側コイル 12を巻いた場合は、直線性 ±0. 05%以下、 0〜60°Cの環境で ±0. 25%程度であるが、この図 6 (A) のグラフからわかるとおり、絶縁トランスを上記したように構成することで、直線性土 0. 01 %以下、 0〜 85 Xの環境で ±0. 1%、 _40〜85°Cの環境で +0. 15 %/- 0. 1% と、直線性、温度ドリフト共に良好な結果が得られることがわかる。なお、絶縁トランスの形状や大きさを工夫し、コイル卷き数を增加させるなどにより、温度特性の向上を始め、さらなる高精度化が可能と考えられる。産業上の利用可能性

本発明によれば、従来はコスト増加で見送られていた、絶縁手段を介して伝達される ON/OFF信号により駆動電力.を供給されて動作する電磁弁、ランプ、リレー、小型直流モータ等のァクチユエータ等の外部制御手段の動作確認や回路の健全性診断を、電力の供給と外部制御手段の診断を同時に行う簡単な構成で、部品点数の増加や回路構成の複雑化などによる製造コストの増加を招くことなく実施でき、信頼性の確保が望まれる回路に容易に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 絶縁手段を介して伝達される ONZO F F信号により駆動電力を供給されて動作する外部制御手段の動作状態診断装置であって、

矩形波状のパルス電圧及び交流を含む交番電圧発生手段と、該交番電圧発生手段が 1次側に、前記外部制御手段が 2次側に接続された前記絶縁手段としての絶縁トランスと、該絶縁トランス 1次側に設けられた中間タップに接続されて前記 ON/O F F信号により動作し、前記絶縁トランス 2次側に設けられた前記外部制御手段に駆動電力を送出させるスィツチ回路と、該スィツチ回路に接続され、前記外部制御手段の駆動により前記トランス 2次側に流れる電流に対応して流れる 1次側電流を測定する電流測定手段とを有し、該電流測定手段の測定結果で前記外部制御手段の信号状態を診断することを特徴とする外部制御手段の信号状態診断装置。

2. 前記スィツチ回路は前記外部制御手段の ONZO F F信号により、前記交流発生手段出力を ONZO F Fさせることを特徴とする請求項 1に記載した外部制御手段の信号状態診断装置。

3 . 前記スィツチ回路は前記外部制御手段の O F F信号で、前記外部制御手段が稼働しない電力を前記トランス 2次側に出力させるよう構成されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載した外部制御手段の信号状態診断装置。