JPH0660825B2 - 電空変換器 - Google Patents
電空変換器Info
- Publication number
- JPH0660825B2 JPH0660825B2 JP61118893A JP11889386A JPH0660825B2 JP H0660825 B2 JPH0660825 B2 JP H0660825B2 JP 61118893 A JP61118893 A JP 61118893A JP 11889386 A JP11889386 A JP 11889386A JP H0660825 B2 JPH0660825 B2 JP H0660825B2
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- JP
- Japan
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- signal
- displacement
- output
- converter
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電空変換器の改良に関する。
＜従来技術＞ 第６図の構成図、第７図のブロック線図により従来技術
の一例を説明する。
の一例を説明する。
１，１′は、調節計等の操作手段よりの電流出力Ioを入
力信号として受ける入力端子、２はトルクモータで、コ
イル201に入力電流Ioが与えられる。３はトルクモータ
で駆動されるレバーで、バネ４，５により基準位置に規
制されており、入力電流により一方の端部301がフラッ
パーとして矢印Ａ方向に駆動される。このフラッパー30
1にはノズル６が対向配置されており、その背圧Pbが増
加する。
力信号として受ける入力端子、２はトルクモータで、コ
イル201に入力電流Ioが与えられる。３はトルクモータ
で駆動されるレバーで、バネ４，５により基準位置に規
制されており、入力電流により一方の端部301がフラッ
パーとして矢印Ａ方向に駆動される。このフラッパー30
1にはノズル６が対向配置されており、その背圧Pbが増
加する。
７は供給空気源Psに対する絞りで、ノズルより噴出する
空気を供給する。８はノズル背圧Pbを増幅するパイロッ
トリレーで、空気圧信号Poを出力する。この空気圧信号
Poはフィードバックベローズ15に導かれる。
空気を供給する。８はノズル背圧Pbを増幅するパイロッ
トリレーで、空気圧信号Poを出力する。この空気圧信号
Poはフィードバックベローズ15に導かれる。
このフィードバックベローズ15の一端とレバーと３の他
端部302は固着されている。そのため、フィードバック
ベローズ15のＢ方向への力により、レバー３の他端部30
2はＢ方向へ変位し、その力により、入力電流Ioによる
レバー３のＡ方向への変位を引戻す様に作用して系が平
衡する。
端部302は固着されている。そのため、フィードバック
ベローズ15のＢ方向への力により、レバー３の他端部30
2はＢ方向へ変位し、その力により、入力電流Ioによる
レバー３のＡ方向への変位を引戻す様に作用して系が平
衡する。
この様な力平衡系により空気圧信号は入力電流Ioに対応
して制御される。
して制御される。
第７図はこの様な系をブロック線図で示したものであ
る。
る。
＜発明が解決しようとする問題点＞ この様な力平衡系による電空変換器では、入力電流を力
に変換する高精度のトルクモータが必要であり、更に空
気圧信号を力によるフィードバック信号に変換する機構
が必要となり、いずれも機械的な構成要素で比較的大形
になりやすく、連結機構も機械的なため構成が複雑でコ
ストも高くなる欠点がある。
に変換する高精度のトルクモータが必要であり、更に空
気圧信号を力によるフィードバック信号に変換する機構
が必要となり、いずれも機械的な構成要素で比較的大形
になりやすく、連結機構も機械的なため構成が複雑でコ
ストも高くなる欠点がある。
また、空気圧出力側の容量による応答遅れやフィードバ
ック機構の機械要素の定数により、フラッパーを制御す
るアクチュエータの応答に遅れを生じ、系が不安定とな
りやすい欠点がある。
ック機構の機械要素の定数により、フラッパーを制御す
るアクチュエータの応答に遅れを生じ、系が不安定とな
りやすい欠点がある。
本発明はこの様な問題点を解決し、小形安価で安定性の
すぐれた電形変換器の提供を目的とする。
すぐれた電形変換器の提供を目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の構成上の特徴は、空気圧信号を入力電流に対応
させて出力するための電空変換器において、先の電流信
号を電圧信号又はディジタル信号に変換する入力処理手
段と、この入力処理手段の出力とフィードバック信号と
の差に基づいて先の空気圧信号を出力するパイロットリ
レーを制御するアクチュエータ手段と、先のパイロット
リレーの弁に連動するステム変位を電気信号に変換して
先のアクチュエータ手段の入力側にフィードバックする
変位−電気信号変換手段と、先の空気圧信号の出力を入
力して電圧信号又はディジタル信号の形態で先のフィー
ドバック信号を得る圧力−電気信号変換手段とを具備せ
しめた点にある。
させて出力するための電空変換器において、先の電流信
号を電圧信号又はディジタル信号に変換する入力処理手
段と、この入力処理手段の出力とフィードバック信号と
の差に基づいて先の空気圧信号を出力するパイロットリ
レーを制御するアクチュエータ手段と、先のパイロット
リレーの弁に連動するステム変位を電気信号に変換して
先のアクチュエータ手段の入力側にフィードバックする
変位−電気信号変換手段と、先の空気圧信号の出力を入
力して電圧信号又はディジタル信号の形態で先のフィー
ドバック信号を得る圧力−電気信号変換手段とを具備せ
しめた点にある。
＜作用＞ 本発明によれば、入力電流は入力処理手段によって電圧
信号又はディジタル信号に変換され、電圧信号又はディ
ジタル信号で与えられるフィードバック信号との差に基
づいてパイロットリレーが制御され、空気圧信号が出力
される。空気圧信号出力は圧力−電気信号変換手段によ
り電圧又はディジタル信号のフィードバック信号に変換
されて入力処理手段の出力と平衡すると共に、パイロッ
トリレーの弁に連動するステムの変位が電気信号に変換
されてアクチュエータの入力側にフィードバックされ、
アクチュエータ駆動信号と平衡する。
信号又はディジタル信号に変換され、電圧信号又はディ
ジタル信号で与えられるフィードバック信号との差に基
づいてパイロットリレーが制御され、空気圧信号が出力
される。空気圧信号出力は圧力−電気信号変換手段によ
り電圧又はディジタル信号のフィードバック信号に変換
されて入力処理手段の出力と平衡すると共に、パイロッ
トリレーの弁に連動するステムの変位が電気信号に変換
されてアクチュエータの入力側にフィードバックされ、
アクチュエータ駆動信号と平衡する。
＜実施例＞ 第１図〜第５図により本発明の実施例を説明する。第１
図および第２図は入力電流を電圧信号に変換する実施例
の構成図及びブロック図を示し、第６図と同一の要素に
は同一の符号を付してその説明を省略する。
図および第２図は入力電流を電圧信号に変換する実施例
の構成図及びブロック図を示し、第６図と同一の要素に
は同一の符号を付してその説明を省略する。
16は入力処理手段であり、入力電流Ioを電圧信号Viに変
換する。17は差動増幅器で、電圧信号Viとフィードバッ
ク信号Vfの差を増幅する。この増幅器の出力とパイロッ
トリレーのステム変位に関連したフィードバック信号Vp
の差電圧Vcにより、フラッパ３を変位させる圧電アクチ
ュエータ18を駆動する。ノズル６およびパイロットリレ
ー８の構成は従来構成と同様である。
換する。17は差動増幅器で、電圧信号Viとフィードバッ
ク信号Vfの差を増幅する。この増幅器の出力とパイロッ
トリレーのステム変位に関連したフィードバック信号Vp
の差電圧Vcにより、フラッパ３を変位させる圧電アクチ
ュエータ18を駆動する。ノズル６およびパイロットリレ
ー８の構成は従来構成と同様である。
パイロットリレー８の空気信号出力Poは圧力−電圧信号
変換器19によりフィードバック信号Vfに変換される。こ
の変換器は、振動式力センサ手段で構成されており、一
方の端部を固定された片持梁191のエッチング等により
形成された振動部192に一対の圧電素子193，194を配置
させ、増幅器197と２個の圧電素子が閉ループを構成す
るようにして振動部192の固有周波数の自己発振を発生
させることができ、片持梁の他端にベローズ196を介し
て空気圧信号出力を力に変換して入力する事により、空
気圧信号出力に関連した周波数の振動出力を得ることが
できる。信号処理回路195は発振周波数を電圧信号Vfに
変換する機能を有する。
変換器19によりフィードバック信号Vfに変換される。こ
の変換器は、振動式力センサ手段で構成されており、一
方の端部を固定された片持梁191のエッチング等により
形成された振動部192に一対の圧電素子193，194を配置
させ、増幅器197と２個の圧電素子が閉ループを構成す
るようにして振動部192の固有周波数の自己発振を発生
させることができ、片持梁の他端にベローズ196を介し
て空気圧信号出力を力に変換して入力する事により、空
気圧信号出力に関連した周波数の振動出力を得ることが
できる。信号処理回路195は発振周波数を電圧信号Vfに
変換する機能を有する。
変位−電気信号変換器20は片持ばりの他端をベローズで
なく、バネを介してパイロットリレーのステム変位を力
に変換することを除いて19とまったく同一構成の圧力電
気信号変換器であり、パイロットリレー８の弁に連動す
るステム801の変位に関連した電圧信号Vpを発生させ、
差動増幅器17の出力Voに負帰還する機能を有する。この
フィードバックループは系の安定性向上のためのもの
で、空気圧信号出力側の容量、構成要素の定数等より発
生する不安定要因を除く事が可能である。
なく、バネを介してパイロットリレーのステム変位を力
に変換することを除いて19とまったく同一構成の圧力電
気信号変換器であり、パイロットリレー８の弁に連動す
るステム801の変位に関連した電圧信号Vpを発生させ、
差動増幅器17の出力Voに負帰還する機能を有する。この
フィードバックループは系の安定性向上のためのもの
で、空気圧信号出力側の容量、構成要素の定数等より発
生する不安定要因を除く事が可能である。
この変位−電気信号変換器20は、19に比較して精度の低
いもので実現が可能である。
いもので実現が可能である。
差動増幅器17，力−電気信号変換器19及び変位−電気信
号変換器20等の駆動電源は、入力処理手段のツェナーダ
イオード161より得られる定電圧Ebを利用する事が可能
であり、特別な電源を必要としない。
号変換器20等の駆動電源は、入力処理手段のツェナーダ
イオード161より得られる定電圧Ebを利用する事が可能
であり、特別な電源を必要としない。
第２図は、第１図の構成をブロック線図で表したもので
あり、電圧信号Viと電圧のフィードバック信号Vfの比較
により系が平衡すると共にパイロットリレーのステム変
位がアクチュエータの入力側に帰還され、２重のループ
で平衡が実現される点を特徴とする。
あり、電圧信号Viと電圧のフィードバック信号Vfの比較
により系が平衡すると共にパイロットリレーのステム変
位がアクチュエータの入力側に帰還され、２重のループ
で平衡が実現される点を特徴とする。
変位−電気信号変換器20を実現する手段は磁歪ポテンシ
ョメータ，変位磁気抵抗変換器，光又は容量変化を利用
するもの等の応用が可能であるが、第３図に磁歪ポテン
ショメータを利用した実現例を示す。
ョメータ，変位磁気抵抗変換器，光又は容量変化を利用
するもの等の応用が可能であるが、第３図に磁歪ポテン
ショメータを利用した実現例を示す。
パイロットリレー８のステム801の変位信号は拡大機構2
1で拡大され、磁歪線23と非接触に結合するコイル22を
スライドさせる。24は磁歪線両端部よりパルス信号電流
を供給するパルス発生手段、25，26は更に外側の両端部
に設けられたパルス検出手段で、スライダ位置よりの反
射パルスの到達時間差を演算回路27で処理して変位に関
連した電圧信号Vpをフィードバック信号として得る。
1で拡大され、磁歪線23と非接触に結合するコイル22を
スライドさせる。24は磁歪線両端部よりパルス信号電流
を供給するパルス発生手段、25，26は更に外側の両端部
に設けられたパルス検出手段で、スライダ位置よりの反
射パルスの到達時間差を演算回路27で処理して変位に関
連した電圧信号Vpをフィードバック信号として得る。
フラッパー３を駆動するアクチュエータ手段は、実施例
のごとき圧電素子のほかに、可動コイルや可動鉄片手段
で駆動する構成としても良い。
のごとき圧電素子のほかに、可動コイルや可動鉄片手段
で駆動する構成としても良い。
第４図は、ディジタル信号で平衡する系の実施例を示
す。電圧信号Viはアナログ・ディジタル変換器28でディ
ジタル信号Diに変換されてマイクロコンピュータ30に入
力される。一方、圧力−電気信号変換器19′からは圧力
に関連した振動周波数信号Ｆが直接出力され、周期カウ
ンタ29でクロックをカウントすることにより振動周期に
対応したディジタルフィードバック信号Dfとしてマイク
ロコンピュータ30に入力される。
す。電圧信号Viはアナログ・ディジタル変換器28でディ
ジタル信号Diに変換されてマイクロコンピュータ30に入
力される。一方、圧力−電気信号変換器19′からは圧力
に関連した振動周波数信号Ｆが直接出力され、周期カウ
ンタ29でクロックをカウントすることにより振動周期に
対応したディジタルフィードバック信号Dfとしてマイク
ロコンピュータ30に入力される。
これらディジタル信号Di，Dfの偏差はこのマイクロコン
ピュータ30内で演算処理され、ディジタル信号として操
作出力Dmが発信される。この操作出力Dmは、ディジタル
・アナログ変換器31により電圧信号Voに変換され、パイ
ロットリレー８のステム変位に関連するフィードバック
信号Vpと差引かれてアクチュエータ18を駆動する増幅器
17に入力される。
ピュータ30内で演算処理され、ディジタル信号として操
作出力Dmが発信される。この操作出力Dmは、ディジタル
・アナログ変換器31により電圧信号Voに変換され、パイ
ロットリレー８のステム変位に関連するフィードバック
信号Vpと差引かれてアクチュエータ18を駆動する増幅器
17に入力される。
圧力−電気信号変換器および変位−電気信号変換器の出
力が周波数出力の場合には、この様なディジタル信号に
よる平衡系が実現しやすく、また、マイクロコンピュー
タを導入する事により入力信号と空気圧信号出力の関係
を特定の関数関係に演算する事も容易にできる。
力が周波数出力の場合には、この様なディジタル信号に
よる平衡系が実現しやすく、また、マイクロコンピュー
タを導入する事により入力信号と空気圧信号出力の関係
を特定の関数関係に演算する事も容易にできる。
第５図の実施例は、周波数信号の位相比較によって系の
平衡が実現される構成を示す。32は電圧信号Viを周波数
信号ω1に変換する電圧−周波数変換器、33は位相比較
検波器で、空気圧信号出力に関連する圧力−電圧変換器
19′の周波数信号出力ω2とω1とを比較し、位相差に関
連した信号φを演算すると共に電圧信号Voに変換して出
力する。
平衡が実現される構成を示す。32は電圧信号Viを周波数
信号ω1に変換する電圧−周波数変換器、33は位相比較
検波器で、空気圧信号出力に関連する圧力−電圧変換器
19′の周波数信号出力ω2とω1とを比較し、位相差に関
連した信号φを演算すると共に電圧信号Voに変換して出
力する。
この出力Voとパイロットリレー８のステム変位に関連し
たフィードバック信号Vpの差が差動増幅器17に入力され
る。
たフィードバック信号Vpの差が差動増幅器17に入力され
る。
位相比較検波器33はPLL−ICとして市販されているもの
を使用する事が可能である。
を使用する事が可能である。
この実施例でも、空気圧信号出力を検出する手段が周波
数信号を出力する場合に有効である。
数信号を出力する場合に有効である。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば従来の電空変換器
のごとく機械的な力平衡によらず、系は電気信号によっ
て平行するので、レバーやベアリングの如き機械的部分
が減少すると共に高精度で大形のトルクモータが不要と
なるために、小形，安価で組立て易く、ヒステリシス特
性，耐震性を向上させた電空変換器を実現する事ができ
る。
のごとく機械的な力平衡によらず、系は電気信号によっ
て平行するので、レバーやベアリングの如き機械的部分
が減少すると共に高精度で大形のトルクモータが不要と
なるために、小形，安価で組立て易く、ヒステリシス特
性，耐震性を向上させた電空変換器を実現する事ができ
る。
更に、２重フィードバックの採用により、入力信号に追
従性の良い安定な電空変換器を実現する事ができる。
従性の良い安定な電空変換器を実現する事ができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
ブロック線図、第３図は本発明の主要部の他の実施例を
示す構成図、第４図，第５図は本発明の他の実施例を示
す構成図、第６図は従来技術の一例を示す構成図、第７
図はそのブロック線図である。 １，１′……入力端子、３……フラッパー、８……パイ
ロットリレー、801……パイロットリレーステム、16…
…入力処理手段、17……差動増幅器、18……アクチュエ
ータ、19……圧力−電気信号変換器、20……変位−電気
信号変換器。
ブロック線図、第３図は本発明の主要部の他の実施例を
示す構成図、第４図，第５図は本発明の他の実施例を示
す構成図、第６図は従来技術の一例を示す構成図、第７
図はそのブロック線図である。 １，１′……入力端子、３……フラッパー、８……パイ
ロットリレー、801……パイロットリレーステム、16…
…入力処理手段、17……差動増幅器、18……アクチュエ
ータ、19……圧力−電気信号変換器、20……変位−電気
信号変換器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹沢 透 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 北辰電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−24415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−112102（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】空気圧信号を入力電流に対応させて出力す
るための電空変換器において、上記電流信号を電圧信号
又はディジタル信号に変換する入力処理手段と、この入
力処理手段の出力とフィードバック信号との差に基づい
て上記空気圧信号を出力するパイロットリレーを制御す
るアクチュエータ手段と、上記パイロットリレーの弁に
連動するステム変位を電気信号に変換して上記アクチュ
エータ手段の入力側にフィードバックする変位−電気信
号変換手段と、上記空気圧信号の出力を入力して電圧信
号又はディジタル信号の形態で上記フィードバック信号
を得る圧力−電気信号変換手段とを具備した電空変換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61118893A JPH0660825B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 電空変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61118893A JPH0660825B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 電空変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274218A JPS62274218A (ja) | 1987-11-28 |
| JPH0660825B2 true JPH0660825B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=14747761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61118893A Expired - Lifetime JPH0660825B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 電空変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660825B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6024415A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-07 | Shimadzu Corp | 電−空変換器 |
| JPS60112102A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-18 | Shimadzu Corp | パルス空気圧変換器 |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP61118893A patent/JPH0660825B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62274218A (ja) | 1987-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |