JPH0625767U - ポテンショメータの抵抗値変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポテンショメータの断線時に検出値が上限ま
たは下限の所定の方向に振り切れるようにしてポテンシ
ョメータの断線を検出することができるポテンショメー
タの抵抗値変換器を提供する。 【構成】 ディジタル演算回路１２は、サンプル周期毎
にマルチプレクサａを介してポテンショメータＰＯＴの
抵抗値を取り込み、端子Ｕ−Ｐ’間、端子Ｃ−Ｐ’間に
断線が発生したか否かを判別し、 また、 ２秒毎に端子Ｌ
−Ｐ’間に断線が発生したか否かを判別する。断線が発
生した場合には、入力正規化データを予め設定された上
限値以上または下限値以下の所定の方向に振り切れる値
に設定する。出力回路１３は、この値を電圧または電流
に変換して出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ポテンショメータの摺動子の位置に応じた抵抗値を電圧出力に変換 するポテンショメータの抵抗値変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７に従来のポテンショメータの抵抗値変換器を示す。この変換器は、ポテン ショメータを接続するための端子Ｕ、Ｌ、Ｃを有し、端子Ｕ、Ｌにポテンショメ ータの抵抗の両端が接続されて基準電圧が印加される。そして、端子Ｃにはポテ ンショメータの摺動子が接続され、この摺動子の位置（端子）Ｐに応じた分圧電 圧がフィルタ回路１と絶縁回路２を介して検出され、出力回路３によりそれぞれ 検出電流、検出電圧に変換することにより各検出用メータ（図示省略）を介して 測定することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のポテンショメータの変換器では、端子Ｕ−Ｐ間、Ｌ −Ｐ間、Ｃ−Ｐ間が断線したり、開放した場合、フィルタ回路１の入力電圧が上 限（１００％）以上または下限（０％）以下になって検出用メータが振り切れる が、この振り切れる方向が断線箇所に左右されるので、この振り切れが断線によ るものかまたはレンジオーバによるものかを判別することができないという問題 点がある。

【０００４】 本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ポテンショメータの断線時に検出値が上 限または下限の所定の方向に振り切れるようにしてポテンショメータの断線を検 出することができるポテンショメータの抵抗値変換器を提供することを目的とす る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案は、ポテンショメータの抵抗値を電圧出力に変換するポテンショメータ の抵抗値変換器において、ポテンショメータの抵抗値を電圧により検出する第１ の検出回路と、ポテンショメータの断線を電圧により検出する第２の検出回路と 、前記第１または第２の検出回路により検出された電圧を選択的に取り込み、第 ２の検出回路が断線を検出した場合に、前記第１の検出回路により検出された値 を検出値の上限値以上または下限値以下に設定して出力する断線検出手段とを有 する

【０００６】

【作用】

本考案は、上記構成により、ポテンショメータの断線時には、断線検出手段に よってポテンショメータの検出値が上限値以上または下限値以下に設定されるの で、ポテンショメータの断線を検出することができる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。図１に示す変換器は、ポテ ンショメータＰＯＴを接続するための端子Ｕ、Ｌ、Ｃを有し、端子Ｕ、Ｌにポテ ンショメータの抵抗の両端が接続され、また、端子Ｃにはポテンショメータの摺 動子（図示の端子Ｐ’）が接続される。

【０００８】 そして、定電流源ＣＣＳ1 からの定電流が端子Ｕと図４に詳しく示すような断 線検出回路１０に印加され、断線検出回路１０の抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の接続点Ｙが マルチプレクサａを介して直流増幅回路１１に接続されている。また、端子Ｃは マルチプレクサａを介して直流増幅回路１１に接続されるとともに、定電流源Ｃ ＣＳ2 を介して負電圧に接続されている。また、端子Ｌは電圧ＡＧに接続されて いる 。

【０００９】 この端子Ｃ−Ｌ間の電圧または接続点Ｙ−端子Ｌの間の電圧がマルチプレクサ ａを介して直流増幅回路１１により選択的に取り込まれて増幅され、ついでディ ジタル演算回路１２によりポテンショメータの正常時には検出値に変換され、断 線時には予め設定された上限（１００％）以上または下限（０％）以下になるよ うに変換される、このディジタル演算回路１２により変換された値は、出力回路 １３により検出電圧または検出電流（出力「１」、「２」）に変換され、用途に 応じて用いられる。

【００１０】 次に図２及び図３を参照して、ポテンショメータＰＯＴの断線状態を説明する 。図１に示すような断線検出回路１０が接続されていない場合に断線が発生する と、直流増幅回路１１の差動増幅器Ｕ1 の入力電圧ＶINは、図３に示すようにな る。すなわち、電圧ＶINは端子Ｃ−Ｐ’間に断線が発生した場合には、定電流源 ＣＣＳ1 （0.8 ｍＡ）からの電流が端子Ｃ側の定電流源ＣＣＳ2 （0.4 ｍＡ）側 に流れ込むので、０％以下に振り切れて測定レンジ外になり、また、端子Ｌ−Ｐ 間に断線が発生した場合には、定電流源ＣＣＳ1 （0.8 ｍＡ）からの定電流が差 動増幅器Ｕ1 の＋入力端子側に流れ込むので、１００％以上に振り切れて測定レ ンジ外になる。

【００１１】 従って、端子Ｃ−Ｐ’間と端子Ｌ−Ｐ’間に断線が発生した場合には、ディジ タル演算回路１２が通常のサンプリング時における端子Ｃ−Ｌ間の電圧の振り切 れ方向により、断線箇所を特定することができる。

【００１２】 他方、端子Ｕ−Ｐ’間に断線が発生した場合には、電圧ＶINは摺動子の位置に 応じて異なる。すなわち、摺動子が抵抗の中間に位置する場合には定電流源ＣＣ Ｓ2 （0.4 ｍＡ）により０％以下に振り切れて測定レンジ外になるが、摺動子が 端子Ｌに位置する場合には端子Ｌ側の抵抗値が０Ωであるので、電圧ＶINが０Ｖ となる。従って、端子Ｕ−Ｐ’間の断線を検出することができない。

【００１３】 次に図４を参照して、端子Ｕ−Ｐ’間に断線が発生した場合の断線検出回路１ ０の動作を説明する。ポテンショメータＰＯＴの全抵抗値が、例えば５ＫΩの場 合、正常時の差動増幅器１１ａの入出力電圧Ｖa と接続点Ｙの電圧Ｖb は、 Ｖa ＝Ｉ×（Ｒ1 ＋Ｒ2 ＋ＲPOT ）＋ＶD となる。ここで、 Ｉ＝0.8 ｍＡ，Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝２ＫΩ，ＲPOT ＝５ＫΩ，ＶD ＝1.4 Ｖ とすると、 Ｖa ＝8.6 Ｖ となる。また、断線時には差動増幅器１１ａが飽和するので、例えば Ｖa ＝11Ｖ（飽和電圧） となる。ここで、ディジタル演算回路１２のＡ／Ｄ変換器１２ａの入力範囲が− 2.5 Ｖ〜＋2.5 Ｖの場合には、上記 8.6Ｖ〜11Ｖがこの入力範囲を越えるので、 Ｒ3 ＝9.09ＫΩ，Ｒ4 ＝3.32ＫΩを選択して上記電圧Ｖa を分圧すると、 Ｖb ＝2.3 Ｖ以下（正常時） ＝2.9 Ｖ （断線時） となる。従って、この分圧電圧Ｖb を一定の周期でマルチプレクサａを切り替え て取り込むことにより端子Ｕ−Ｐ’間の断線を検出することができる。

【００１４】 次に、図５及び図６を参照してディジタル演算回路１２の動作を説明する。

【００１５】 まず、ハードウエア（Ｈ／Ｗ）をイニシャライズし（ステップＳ１）、このイ ニシャライズを自己診断し（ステップＳ２）、上記端子Ｃ−Ｌ間の電圧を取り込 むためのサンプル周期が経過したか否かを判別する（ステップＳ３）。

【００１６】 そして、このサンプル周期毎にステップＳ４１〜Ｓ４３に詳しく示すような入 力演算処理ルーチンを実行し（ステップＳ４）、ステップＳ５１〜Ｓ５３に詳し く示すような出力演算処理ルーチンを実行し（ステップＳ５）、オンライン自己 診断を実行する（ステップＳ６）。

【００１７】 ステップＳ４に示す入力演算処理ルーチンでは、図６のステップＳ４１１〜Ｓ ４１９に詳しく示すような断線検出ルーチンを実行する（ステップＳ４１）。こ の断線検出ルーチンでは、まず、端子Ｃ−Ｌ間の電圧をマルチプレクサａを介し て取り込み、検出値と前回の検出値の差が５％以上か否かを判別する（ステップ Ｓ４１１）。そして、５％以上の場合にはマルチプレクサａを切り替えて上記断 線検出点Ｙの電圧Ｖb を取り込み（ステップＳ４１２）、電圧Ｖb が2.5 Ｖ以上 の場合に端子Ｕ−Ｐ’間に断線が発生したものと判断し（ステップＳ４１３）、 ステップＳ４２１に進む。

【００１８】 また、ステップＳ４１１において差が５％以上でない場合、及びステップＳ４ １２において電圧Ｖb が2.5 Ｖ以上でない場合には、検出値が０％（−側）以下 に振り切れているか否かを判別して振り切れている場合（ステップＳ４１４）、 端子Ｃ−Ｐ’間に断線が発生したものと判断し（ステップＳ４１５）、ステップ Ｓ４２１に進む。また、検出値が１００％（＋側）以上に振り切れているか否か を判別して振り切れている場合に（ステップＳ４１６）、端子Ｌ−Ｐ’間に断線 が発生したものと判断し（ステップＳ４１７）、ステップＳ４２１に進む。

【００１９】 検出電圧がどちらの方向にも振り切れていない場合には、タイマが２秒間経過 したとき（ステップＳ４１８）、このタイマをリセットした後マルチプレクサａ を切り替えて上記断線検出点Ｙの電圧Ｖb を検出し、この電圧Ｖb が２回連続し てバーンアウト電圧すなわち上記−2.5 Ｖ以下の場合に（ステップＳ４１９）、 端子Ｕ−Ｐ’間に断線が発生したものと判断し（ステップＳ４２０）、ステップ Ｓ４２１に進む。

【００２０】 ステップＳ４２１ではバーンアウトフラグをオンにし、ステップＳ４２、Ｓ４ ３において端子Ｃ−Ｌ間の電圧の入力データを正規化し、ステップ５に示す出力 演算処理ルーチンに進む。なお、ステップＳ４１８においてタイマが２秒間経過 していない場合およびステップＳ４１９において電圧Ｖb が２回連続してバーン アウト電圧以下でない場合には、バーンアウトフラグをオンにすることなく直 接ステップＳ４２、Ｓ４３を介して出力演算処理ルーチンに進む。

【００２１】 出力演算処理ルーチンでは、バーンアウトフラグがオンか否かを判別し、オン の場合には入力正規化データを予め設定された上限値以上または下限値以下の所 定の方向に振り切れる値に設定し（ステップＳ５２）、図１に示す出力回路１３ に出力する（ステップＳ５２）。また、バーンアウトフラグがオンでない場合に は入力正規化データをそのまま出力回路１３に出力する（ステップＳ５２）。

【００２２】 従って、上記実施例によれば、端子Ｕ−Ｐ’間、端子Ｃ−Ｐ’間および端子Ｌ −Ｐ’間のいずれかの場所に断線が発生した場合にも、検出値が上限値以上また は下限値以下の所定の方向に振り切れてポテンショメータの断線を検出すること ができる。

【００２３】

【考案の効果】

上記のように、本考案によれば、ポテンショメータが断線した時には、ポテン ショメータの検出値が上限値以上または下限値以下に設定されるので、ポテンシ ョメータの断線を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るポテンショメータの抵抗値変換器
の一実施例を示す回路図。

【図２】図１のポテンショメータの抵抗値変換器におい
てポテンショメータの断線時を説明するための回路図。

【図３】図２において各断線時の状態を示す説明図。

【図４】図１及び図３の断線検出回路の動作を説明する
ための回路図。

【図５】図１のディジタル演算回路の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図６】図５における断線検出ルーチンを説明するため
のフローチャート。

【図７】従来のポテンショメータの抵抗値変換器を示す
回路図。

【符号の説明】

ＰＯＴ…ポテンショメータ，ａ…マルチプレクサ，１０
…断線検出回路，１１…直流演算回路，１２…ディジタ
ル演算回路，１３…出力回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ポテンショメータの摺動子の位置に応じた
   抵抗値を電圧出力に変換するポテンショメータの抵抗値
   変換器において、 ポテンショメータの抵抗値を電圧により検出する第１の
   検出回路と、 ポテンショメータの断線を電圧により検出する第２の検
   出回路と、 前記第１または第２の検出回路により検出された電圧を
   選択的に取り込み、第２の検出回路が断線を検出した場
   合に、前記第１の検出回路により検出された値を検出値
   の上限値以上または下限値以下に設定して出力する断線
   検出手段とを有するポテンショメータの抵抗体変換器。