JPH0332801B2 - - Google Patents

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JPH0332801B2
JPH0332801B2 JP59036980A JP3698084A JPH0332801B2 JP H0332801 B2 JPH0332801 B2 JP H0332801B2 JP 59036980 A JP59036980 A JP 59036980A JP 3698084 A JP3698084 A JP 3698084A JP H0332801 B2 JPH0332801 B2 JP H0332801B2
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JP
Japan
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signal
pulse
pulse width
pneumatic
width signal
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JP59036980A
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JPS60181802A (ja
Inventor
Koji Akyama
Akira Oote
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH0332801B2 publication Critical patent/JPH0332801B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/246Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying the duration of individual pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は伝送された光信号を受光し、この光信
号のもつエネルギーによつて作動するとともに、
これに含まれる信号に対応した空気圧信号を出力
する光応動装置に関すものである。
〔従来技術〕 従来より光信号を光フアイバを介して伝送し、
受信端側で電気信号に変換し、信号処理するシス
テムは公知であるが、伝送された光信号のもつエ
ネルギーによつて受信端が動作し、光信号に含ま
れる操作信号に応じた空気圧信号を出力するよう
な装置は、これまでなかつた。
この様な装置を実現するためには、受信端側で
の消費電力ができるだけ少なくする必要があり、
また、応答時間を短かくする必要がある。
〔本発明の目的〕
本発明は、伝送された光信号のもつエネルギー
によつて動作するように消費電力が小さく、応答
時間の速い光応動装置を実現しようとするもので
ある。
〔本発明の概要〕
本発明に係る装置は、送信端側から光フアイバ
を介して送られる光信号を受光する光電変換手段
と、この光電変換手段から得られる電力によつて
作動し、光信号に含まれるパルス状の信号を入力
しこの信号を処理して操作信号に対応したパルス
幅信号を出力するパルス幅信号変換器と、一端が
空気圧供給源に接続され他端がタンクに接続され
た第1の空気スイツチと、一端が開放し他端がタ
ンクに接続された第2の空気スイツチとで構成さ
れ、 第1,第2の空気スイツチはパルス幅信号変換
器からのパルス幅信号に対応してオン,オフ時間
が制御される点に構成上の特徴がある。
〔実施例〕
第1図は本発明に係る装置の一例を示す構成ブ
ロツク図である。この図において、TRは送信
端、ACは操作端、OFは送信端TRと操作端AC
とを結ぶ光フアイバである。
送信端TRにおいて、1は光フアイバOFの一
端に結合している例えばレーザダイオード(LD)
のような光源、2はこの光源を断続するスイツチ
で、述するようなパルス信号によつて駆動され
る。
第2図は、送信端TRから光フアイバOFを介
して伝送される光信号の形態の一例を示す波形図
である。送信端TRからは、この図に示すよう
に、連続する光信号(パワー光)と、この光信号
を継続することによつて生ずるパルス状の信号と
が伝送される。
ここで、パルス状の信号は、3個のパルスp1
p2,p3で操作信号を構成しており、パルスp1とp3
の相互間の時間TSが基準パルス幅の情報を、パ
ルスp1とp2の相互間の時間txがパルス幅、すなわ
ち操作量の情報を含むようにしてある。従つて、
受信端側では、TS,txを計測し、tx/TSを演算す
ることによつて、操作信号を得ることができるよ
うになつている。
なお、この例では、各パルスp1〜p3はパワー光
を断にすることによつて発生させるもので、これ
らのパルスのパルス幅はできるだけ細いパルス幅
であることが望ましい。また、各パルスは、パワ
ー光の強さ(振幅)を小さくすることによつて発
生させてもよいし、また、パワー光とは異なつた
波長としてもよい。
第1図に戻り、操作端(受信端)ACにおいて、
3は光電変換部で、光フアイバOFの他端から出
射する光を受光する光電池30、この光電池30
から得られる電力を蓄電するとともに平滑させ抵
抗31、コンデンサ32及びレギユレータ33と
で構成されている。4は光電変換部3から得られ
る電力が供給されて作動するパルス幅信号変換器
で、コンデンサ40を介して光信号に含まれてい
るパルス状の信号が印加され、この信号を処理し
て操作量に対応したパルス幅信号を出力する。な
お、ここでは、コンデンサ40は連続する光信号
の中に含まれているパルス状の信号を取り出すた
めの、信号取出し手段を構成しており、また、パ
ルス幅信号変換器4は、入力されるパルス状信号
のパルス相互間の時間txとTSを計測し、tx/TS
演してこれに対応した信号eiを出力する信号処理
回路41と、ここからの信号eiと述す帰還信号ef
との偏差εを求め加算回路42と、偏差信号εに
対応したパルス幅信号を出力するパルス幅信号発
生回路43とで構成されている。
5,6はパルス幅信号変換器4からのパルス幅
信号に応じてオン,オフ動作する第1,第2の空
気圧スイツチで、ここでは、空気圧によつて変位
するダイアフラム51,61を含んで構成される
ものが用いてある。7は空気圧供給源、8はタン
ク、80は出力端子、9は空気圧電気変換手段
で、タンク8の出力空気圧に対応した電気信号ef
を、パルス幅信号変換器4に負帰還している。
第1の空気圧スイツチ5において、スイツチの
入力端側に相当する管52は、空気圧供給源7に
接続され、また出力端に相当する管53は、タン
ク8に接続されており、ダイアフラム51が変位
することにより、管52と53の間がオン,オフ
する。ダイアフラム51を変位させるためのスイ
ツチ制御用空気圧が導びかれる管54の一端は、
ノズル55が接続され、また、このノズル55は
パルス幅信号変換器4からのパルス幅信号Td1
対応して変位するフラツパ56に対抗している。
第2の空気圧スイツチ6において、スイツチの
入力端側に相当する管62は開放し、また出力端
に相当する管63は、タンク8に接続されてい
る。また、スイツチ制御用空気圧が導びかれる管
64の一端は、ノズル65が接続され、また、こ
のノズル65は、パルス幅信号変換器4からのパ
ルス幅信号Td2に対応して変位するフラツパ66
に対抗している。
なお、ノズル55,65には、空気圧供給源7
からの空気圧が絞り57,67を介して供給され
ている。また、フラツパ56,66は、例えばパ
ルスモータで構成され、パルス幅に対応した時間
だけ、矢印方向に変位する。
このように構成した装置の動作は次の通りであ
る。
送信端TRからは、操作端AC側に光フアイバ
OFを介して、第2図に示されるように、パルス
相互間の間隔に情報をもつパルスを含む光信号が
伝送される。操作端ACの光電変換部3は、伝送
された光信号を電気信号に変換し、パルス幅信号
変換器4の作動電力として供給するとともに、パ
ルス信号はコンデンサ40を介してパルス幅信号
変換器4に印加される。このパルス幅信号変換器
4において、信号処理回路41は、例えばロジツ
ク回路、カウンタ,サンプルホールド回路を含ん
で構成されており、各パルスの相互間の間隔tx
TSを計測するとともに、tx/TSを演算し、この
演算結果に対応した信号eiを出力する。また、パ
ルス幅発生回路43は、信号処理回路41からの
信号eiと、帰還信号efとの偏差εを入力し、これ
に対応したパルス間隔Tdの正負逆方向のパルス
間隔信号を偏差εの符号に応じて切換え、2つの
出力端子から例えば第3図イ,ロのような信号を
出力する。
イに示すパルス間隔Td1のパルス間隔信号は、
パルスPHで第1の空気圧スイツチ5のフラツパ
56を矢印方向に変位させ、パルスPLで元に戻
す。したがつてフラツパ56はTd1の間、矢印方
向に変位しているまた、同様にロに示すパルス間
隔Td2のパルス間隔信号は、第2の空気圧スイツ
チ6のフラツパ66をTd2の間矢印方向に変位さ
せる。ラツパ56,66が矢印方向に変位する
と、対抗するノズル背圧は低くなり、各パルス間
隔Td1,Td2の時間、第1,第2の空気圧スイツ
チ5,6がオンとなる。
第4図は、第1,第2の空気圧スイツチ、空気
圧供給源7及びタンク8の接続図を簡略化して示
した図であり、第5図は、第4図を電気回路で等
価させた等価回路図である。
これらの図において、PSを空気圧供給源7の出
力圧、R1,R2を管52,53,62,63の抵
抗、Cをタンク8の容量とすると、タンク8の出
力空気圧POは、次式で表わされる。
加圧のとき PO=PS{1−exp(−Td1/R1C)} 減圧のとき RO=PS exp(−Td2/R2C) よつて、出力空気圧POは、パルス間隔信号
Td1,Td2、すなわち、入力電気信号eiに正確に
対応したものとなる。
出力空気圧POは、空気圧電気変換手段9によ
つて電気信号efに変換され、パルス幅信号発生回
路43は、ei=efとなるようにパルス幅信号をを出
力する。これにより、タンク8からの出力空気圧
POは、電気信号ei、すなわち、操作量に正確に対
応するように迅速に追従し、維持される。
第6図は第1図におけるパルス幅信号発生回路
43の一例を示す構成ブロツク図である。ここで
は、eiとefの偏差εを入力する比較器CO1、偏差
εをスイツチS1を介して積分する積分器INT、
この積分器INTの出力を入力する比較器CO2、こ
の出力をスイツチS5を介して入力するモノマルチ
MM1,MM2、比較器CO1の出力を入力し、各ス
イツチS1〜S5を制御するロジツク回路、帰還信号
efを入力し、スイツチS2,S3を介して非線形出力
er,−erを積分器INTの入力端に出力する非線形
回路NL1,NL2で構成したものである。
第7図はこの回路の各部分の動作波形の一例を
示す波形図である。
各スイツチS1〜S5は第7図ロ〜ホに示すように
ロジツク回路LGによつて駆動され、モノマルチ
MM1,MM2の出力端からチに示すように偏差信
号εに関連したパルス間隔Td1,Td2を有するパ
ルス幅信号を出力する。なお、ここで、各非線形
回路NL1,NL2は、偏差εと、出力空気圧POの圧
力変化量とが直線関係でなく、圧力変化方向とそ
の時の出力によつて変化するので、これを補償す
るために設けたものである。
なお、上記の実施例では、空気圧電気変換手段
9を設け、出力空気圧POに対応した電気信号ef
パルス幅信号変換器に負帰還させるようにした
が、この負帰還ループはなくてもよい。また、パ
ルス幅信号変換器としては、第6図に示す回路を
含むものに限定されず、例えばマイクロコンピユ
ータ等を用いたものでもよい。また、空気圧スイ
ツチとしては、ノズルラツパからの背圧によつて
変位するダイアフラムを含む構成のものに限定さ
れず、例えば電磁弁を用いてもよい。
〔本発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば消費電力
が少なく、伝送された光信号によつてのみ作動
し、従つて電気信号を伝送する必要のない、光応
動装置が実現できる。また、空気圧電気変換手段
を含む負帰還ループを設けることによつて、応答
性を高くすることができるとともに、操作量に正
確に対応した空気圧信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の一例を示す構成ブ
ロツク図、第2図は第1図装置において送信端か
ら伝送する光信号の形態の一例を示す波形図、第
3図は第1図装置におけるパルス幅信号変換器か
ら得られるパルス幅信号の波形図、第4図は第1
図における要部の簡略図、第5図はその等価回
路、第6図はパルス幅信号発生回路の一例を示す
構成ブロツク図、第7図は第6図各部分の動作波
形の一例を示す波形図である。 TR……送信端、AC……操作端、OF……光フ
アイバ、3……光電変換部、4…パルス幅信号変
換器、5,6……空気圧スイツチ、7……空気圧
供給源、8……タンク、9……空気圧電気変換手
段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いに光フアイバを介して結ばれた送信端と
    受信端で構成され、送信端側から送られる光信号
    に含まれる情報に基づいた空気圧信号を出力する
    光応動装置であつて、 前記送信端は、 一定強度の連続する光信号を出力する手段と、
    この連続する光信号の強度を短時間だけ低下させ
    連続光の中にパルス状の信号を含ませるようにす
    ると共に、当該パルス状の信号の少なくとも2つ
    のパルスの間隔を伝送すべき操作量に応じた時間
    間隔にさせるようにするスイツチング手段とで構
    成され、 前記受信端は、 送信端側から光フアイバを介して送られた連続
    する光信号を受光すると共に、得られた電力を蓄
    電する手段を含む光電変換部と、 連続する光信号の中に含まれているパルス状の
    信号を取り出す信号取出し手段と、 前記光電変換部からの電力が供給されて動作
    し、前記信号取出し手段によつて取出されたパル
    ス信号を入力し2つのパルス信号の時間間隔を計
    測して操作量に関連する信号を出力する信号処理
    回路と、 前記光電変換部からの電力が供給されて動作
    し、前記信号処理回路からの操作量に関連する信
    号をパルス幅信号に変換するパルス幅信号変換器
    と、 一端が空気圧源に接続され他端がタンクに接続
    された第1の空気スイツチと、 一端が開放し他端がタンクに接続された第2の
    空気スイツチとで構成され、 前記第1,第2の空気スイツチのオン,オフ時
    間を前記パルス幅信号変換器からのパルス幅信号
    によつて制御するようにしたことを特徴とする光
    応動装置。 2 パルス幅信号変換器は、出力空気圧信号に対
    応した電気信号と、操作量に関連した信号との差
    信号が零になるように第1,第2の空気スイツチ
    をオン,オフするパルス幅信号を出力する特許請
    求の範囲第1項記載の光応動装置。
JP3698084A 1984-02-28 1984-02-28 光応動装置 Granted JPS60181802A (ja)

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JPS60181802A JPS60181802A (ja) 1985-09-17
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US7496481B2 (en) 2006-05-19 2009-02-24 Watlow Electric Manufacturing Company Sensor adaptors and methods
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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