JPH0696382A

JPH0696382A - 情報伝送方式

Info

Publication number: JPH0696382A
Application number: JP4268198A
Authority: JP
Inventors: Isao Tazawa; 勇夫田澤
Original assignee: KYOSEKI SEIHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK; Japan Energy Corp
Current assignee: KYOSEKI SEIHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK; Eneos Corp
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-04-08
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JP2640310B2

Abstract

(57)【要約】【目的】端末機器の回路構成を単純化し、小型化、低
コスト化するとともに消費電流を減少させた情報伝送方
式を提供する。【構成】端末機器の定電流回路１１を演算増幅器Ｏ
Ｐ、トランジスタＴｒ、及びトランジスタＴｒのコレク
タに接続された抵抗Ｒから構成し、中央の電源２２から
の電圧Ｖｄｄを、伝送ケーブル２０及び定電流回路１１
の抵抗Ｒを通じてこの定電流回路１１と情報／電圧変換
及び電圧増幅回路１０にそれぞれ印加する。これによっ
て電源２２から伝送ケーブル２０を通って流れる電流Ｉ
を、抵抗Ｒを流れた後、トランジスタＴｒに流れる電流
Ｉ１と回路１０の負荷に流れる電流Ｉ２とに分ける。そ
の結果、情報により回路１０の負荷電流Ｉ２が変動して
も、その変動分だけトランジスタＴｒに流れる負荷電流
Ｉ１が増減し、端末機器から中央の測定用負荷２１に伝
送される電流は常に一定に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠隔の端末機器で検出し
た情報を電流に変換し、伝送ケーブルを介して測定用負
荷に伝送する情報伝送方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、石油プラントにおいては原油が
貯蔵されている遠隔地点のタンクに原油の水分量、温
度、圧力等の情報を検出するセンサを具備する端末機器
を設置し、このセンサで検出した情報を端末機器におい
て４〜２０ｍＡの電流値に変換し、伝送ケーブルを介し
て、例えば中央の情報監視システムの水分計、温度計、
圧力計などの計測機器である測定用負荷に送り、タンク
内の原油が適正な状態に保持されているか否か等を常時
監視するようにしている。

【０００３】このような形式の従来の情報伝送方式の基
本構成を図７に示す。図示しない端末機器のセンサによ
り検出された水分量、温度、圧力等の情報Ｓは情報／電
圧変換及び電圧増幅回路１０に入力され、情報Ｓが電圧
に変換された後、適当な大きさの電圧Ｖに増幅される。
この情報Ｓに対応した電圧Ｖは定電流回路１１に入力さ
れる。この定電流回路１１は演算増幅器ＯＰ、トランジ
スタＴｒ、及びこのトランジスタＴｒのエミッタに接続
された抵抗Ｒから構成され、情報／電圧変換及び電圧増
幅回路１０からの情報Ｓに対応した電圧Ｖは演算増幅器
ＯＰの一方の入力（＋）に供給される。演算増幅器ＯＰ
からの出力信号はトランジスタＴｒによって電流増幅さ
れ、その増幅出力はそのエミッタに接続された抵抗Ｒを
流れ、その両端間に電圧ＶＲを発生させる。この抵抗Ｒ
の両端間に発生する電圧ＶＲは定電流回路１１の入力電
圧Ｖに対応する。抵抗Ｒが一定値であるため、トランジ
スタＴｒと抵抗Ｒに流れる電流Ｉ１は入力電圧Ｖにより
決定される。

【０００４】このようにしてセンサで検出した情報Ｓを
４〜２０ｍＡの適当な電流値に変換した後、この端末機
器からの情報Ｓに対応する電流信号は伝送ケーブル２０
を通じて中央の情報監視システムの例えば水分計、温度
計、圧力計などの計測機器である測定用負荷２１に供給
され、情報Ｓが表示されることになる。

【０００５】一方、中央の情報監視システムの例えば２
４Ｖの電源２２から発生される電源電圧Ｖｄｄは伝送ケ
ーブル２０を介して定電流回路１１と情報／電圧変換及
び電圧増幅回路１０にそれぞれ印加されている。これに
よって電源２２から伝送ケーブル２０を通って流れる電
流Ｉは定電流回路１１の負荷、即ちトランジスタＴｒに
流れる電流Ｉ１と情報／電圧変換及び電圧増幅回路１０
の負荷に流れる電流Ｉ２とに分れ、さらに、これら両電
流（Ｉ１＋Ｉ２）が伝送ケーブル２０を通って測定用負
荷２１に流れ、電源２２に戻ることになる。

【０００６】ここで、情報／電圧変換及び電圧増幅回路
１０が簡単なアナログ回路などで構成され、流れる電流
Ｉ２が一定である場合においては、図７の基本構成で問
題は生じないが、センサの検出出力がディジタルデータ
である場合には、ディジタル−アナログ変換器を必要と
し、さらに、防爆安全性を高める等の目的で、端末機器
での消費電流を極力減少させるため、消費電流の少ない
マイコン、ディジタル−アナログ変換器、アナログ−デ
ィジタル変換器等のＩＣチップを使用することがしばし
ばあり、この場合には回路が複雑となり、負荷変動があ
ったり、情報によりその回路に流れる負荷電流が変動す
ると、それが大きな誤差を発生させることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決するた
めに、一般的に用いられている従来の基本構成は図８に
示すようになる。即ち、上記図７の基本構成と相違する
点は、中央の情報監視システムの電源２２から端末機器
の情報／電圧変換及び電圧増幅回路１０に供給する電源
電圧Ｖｄｄを定電流及び電流／電圧変換回路１２を介し
て供給する点である。これによって情報／電圧変換及び
電圧増幅回路１０に流れる電流Ｉ２は一定となり、上記
問題は解決される。

【０００８】しかしながら、図８に示す構成では、定電
流回路を二重に設けるという不合理があり、また、回路
構成が複雑になり、端末機器が大型化し、コストアップ
を招くとともに消費電流が増大する欠点がある。さら
に、この種の端末機器は現場設置のトランスミッタとし
て使用されるので、大きさ、価格、耐環境安定性、防爆
安全性等においても制約条件が厳しく、従って、できる
限り回路構成を単純化し、小型化、低コスト化するとと
もに消費電流を減少させて耐環境安定性を増大させ、か
つ防爆安全性を高めることが望まれている。

【０００９】従って、本発明の目的は、端末機器の回路
構成を単純化し、小型化、低コスト化するとともに消費
電流を減少させた情報伝送方式を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
情報伝送方式によって達成される。要約すれば、本発明
は、被測定物の情報を検出するセンサを有し、該センサ
からの情報をアナログ電圧に変換する情報／電圧変換手
段と、該情報／電圧変換手段からの電圧信号を電流信号
に変換する電圧／電流変換手段とを含む端末機器と、該
端末機器からの電流信号を測定用負荷に伝送する伝送手
段と、該伝送手段を通じて前記情報／電圧変換手段及び
前記電圧／電流変換手段に所定の動作電圧を供給する電
源とを具備し、前記電源からの動作電圧を、前記電圧／
電流変換手段の電流増幅手段に接続されたインピーダン
ス素子を通じてこの電圧／電流変換手段及び前記情報／
電圧変換手段に供給することを特徴とする情報伝送方式
である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明による情報伝送方式の一実施
例の基本構成を示す。本実施例においても端末機器の図
示しないセンサにより検出された水分量、温度、圧力等
の情報Ｓは情報／電圧変換及び電圧増幅回路１０に入力
され、情報Ｓが電圧に変換された後、適当な大きさの電
圧Ｖに増幅される。この情報Ｓに対応した電圧Ｖは定電
流回路１１に入力される。この定電流回路１１は演算増
幅器ＯＰ、トランジスタＴｒ、及びこのトランジスタＴ
ｒのコレクタに接続された抵抗Ｒから構成され、情報／
電圧変換及び電圧増幅回路１０からの情報Ｓに対応した
電圧Ｖは演算増幅器ＯＰの一方の入力（＋）に供給され
る。演算増幅器ＯＰからの出力信号はトランジスタＴｒ
によって電流増幅され、その増幅出力はそのエミッタか
ら直接取り出される。

【００１３】このようにしてセンサで検出した情報Ｓを
４〜２０ｍＡの適当な電流値に変換した後、この情報Ｓ
に対応する電流信号は端末機器から伝送ケーブル２０を
通じて中央の情報監視システムの例えば水分計、温度
計、圧力計などの計測機器である測定用負荷２１に供給
され、情報Ｓが表示されることになる。

【００１４】一方、中央の情報監視システムの例えば２
４Ｖの電源２２から発生される電源電圧Ｖｄｄは、本実
施例では、伝送ケーブル２０を介して定電流回路１１の
抵抗Ｒに印加されるが、情報／電圧変換及び電圧増幅回
路１０にはこの定電流回路１１の抵抗Ｒをさらに介して
印加されるように構成されている。このため電源２２か
ら伝送ケーブル２０を通って流れる電流Ｉは定電流回路
１１の抵抗Ｒにはそのまま流れ、その後で定電流回路１
１のトランジスタＴｒに流れる電流Ｉ１と情報／電圧変
換及び電圧増幅回路１０の負荷に流れる電流Ｉ２とに分
れることになる。勿論、両回路１０及び１１を流れた電
流（Ｉ１＋Ｉ２）は伝送ケーブル２０を通って測定用負
荷２１に流れ、電源２２に戻ることになる。

【００１５】このように構成すると、定電流回路１１の
トランジスタＴｒに流れる電流Ｉ１と情報／電圧変換及
び電圧増幅回路１０の負荷に流れる電流Ｉ２の両方とも
抵抗Ｒを通じて流れるので、情報／電圧変換及び電圧増
幅回路１０に負荷変動があったり、情報によりこの回路
１０に流れる負荷電流Ｉ２が変動した場合、その変動分
だけ定電流回路１１のトランジスタＴｒに流れる負荷電
流Ｉ１が増減することになり、端末機器から中央の情報
監視システムの測定用負荷２１に伝送される電流Ｉ（即
ち、Ｉ１＋Ｉ２）は常に一定に保持される。

【００１６】従って、本実施例によれば、端末機器に定
電流回路を二重に設けて回路構成を複雑にすることな
く、測定誤差の発生を防止することができる。それ故、
測定精度が向上する。また、端末機器の回路構成が単純
化できるので、小型化、低コスト化が可能となり、さら
に、消費電流を大幅に減少させることができる。このた
め、耐環境安定性を大幅に増大させ、かつ防爆安全性を
一段と高めることができる。その上、センサの検出出力
がディジタルデータである場合にも対応でき、また、消
費電流の少ないマイコン、ディジタル−アナログ変換
器、アナログ−ディジタル変換器等のＩＣチップ等を使
用することができる。

【００１７】次に、センサの検出出力がディジタルデー
タである場合に対応させた本実施例の情報／電圧変換及
び電圧増幅回路１０の一具体例について説明する。

【００１８】例えば、原油中の水分量のような液相中の
ある成分の濃度を検出するセンサとして、静電容量変化
型の電気的特性を有する水分（ガス）センサや、抵抗変
化型の電気的特性を有する水分（ガス）センサがしばし
ば使用される。これらセンサは、図２及び図３に示すよ
うに、例えばＣ−ＭＯＳ型のシュミットインバータ等の
２つの直列に接続されたインバータ５１、５２と、前段
のインバータ５１の帰還回路に挿入された抵抗Ｒ１と、
同じく前段のインバータ５１の入力側に接続された静電
容量素子（コンデンサ）Ｃ１とから構成されたＣＲ発振
回路５０の発振周波数決定用素子として用いられる。

【００１９】即ち、図２においては、水分などの被測定
物の濃度の変化に応じて静電容量が変化する静電容量変
化型のセンサＣｈを前段のインバータ５１の入力側と静
電容量素子Ｃ１との間に直列に挿入してＣＲ発振回路５
０を構成し、センサＣｈの静電容量が被測定物の濃度の
変化に応じて変化することによってＣＲ発振回路５０の
発振周波数を対応的に変化させ、この発振出力、即ち周
波数信号を例えば図示しないマイクロコンピュータに送
り、マイクロコンピュータ内で演算処理して発振周波数
を検出し、この検出周波数を被測定物の濃度に対応する
パルス信号に変換して出力する。

【００２０】また、図３においては、水分などの被測定
物の濃度の変化に応じて電気抵抗値が変化する抵抗変化
型のセンサＲｈを、上述のＣＲ発振回路５０において、
前段のインバータ５１の帰還回路に挿入された抵抗Ｒ１
の代わりに、発振周波数決定用抵抗素子として挿入し、
ＣＲ発振回路５０を構成し、センサＲｈの電気抵抗値が
被測定物の濃度の変化に応じて変化することによってＣ
Ｒ発振回路５０の発振周波数を対応的に変化させ、この
発振出力、即ち周波数信号から、前述したようにしてＣ
Ｒ発振回路５０の発振周波数を検出し、その周波数に対
応するパルス出力を提供する。

【００２１】さらに、図４に示すように、水分などの被
測定物の濃度変化に応じて静電容量成分Ｃと電気抵抗成
分Ｒとが変化する電気的特性を有するセンサＧＳを使用
し、同じ構成の第１、第２、第３の３つのスイッチＸ、
Ｙ、Ｚにより、静電容量変化型のセンサとして使用する
ときには、図２のように、このセンサＧＳを前段のイン
バータ５１の入力側と静電容量素子Ｃ１との間に直列に
接続するように、また、抵抗可変型のセンサとして使用
するときには、図３のように、このセンサＧＳを前段の
インバータ５１の帰還回路中に抵抗器Ｒ１の代わりに挿
入するように、切り換え接続し、前述の図２及び図３に
示したＣＲ発振回路５０を構成するようにしたものも提
案されている。

【００２２】上記第１、第２、第３のスイッチＸ、Ｙ、
Ｚはそれぞれ１つの可動接点ＸＣ、ＹＣ、ＺＣと２つの
固定接点Ｘ０及びＸ１、Ｙ０及びＹ１、Ｚ０及びＺ１を
有し、第１のスイッチＸはその可動接点ＸＣが直流電圧
除去用の抵抗Ｒ２と静電容量素子Ｃ１との接続点に接続
され、第１の固定接点Ｘ０は接続されず、第２の固定接
点Ｘ１が前段のインバータ５１の入力側に接続されてい
る。また、第２のスイッチＹはその可動接点ＹＣがセン
サＧＳの他方の端子に接続され、第１の固定接点Ｙ０が
直流電圧除去用の抵抗Ｒ２と静電容量素子Ｃ１との接続
点に接続され、第２の固定接点Ｙ１が第３のスイッチＺ
の第２の固定接点Ｚ１と接続されている。さらに、第３
のスイッチＺはその可動接点ＺＣが前段のインバータ５
１の出力側に接続され、第１の固定接点Ｚ０が抵抗Ｒ１
に接続されている。

【００２３】上記構成において、３つのスイッチＸ、
Ｙ、Ｚの各可動接点ＸＣ、ＹＣ、ＺＣが図示するように
第１の固定接点Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０側に接続されている
と、抵抗Ｒ１が前段のインバータ５１の帰還回路中に挿
入され、センサＧＳが前段のインバータ５１の入力側に
静電容量素子Ｃ１と直列に接続され、かつこのセンサＧ
Ｓの両端間に直流電圧除去用の抵抗Ｒ２が並列に接続さ
れた静電容量計測型の回路構成となり、上記図２と同じ
センサＧＳの静電容量値に対応して発振周波数が変化す
るＣＲ発振器５０が構成される。

【００２４】これに対し、３つのスイッチＸ、Ｙ、Ｚの
各可動接点ＸＣ、ＹＣ、ＺＣが第２の固定接点Ｘ１、Ｙ
１、Ｚ１側に接続されていると、抵抗Ｒ１の代わりにセ
ンサＧＳが前段のインバータ５１の帰還回路中に挿入さ
れ、また、前段のインバータ５１の入力側の直流電圧除
去用の抵抗Ｒ２が第１のスイッチＸによって短絡され、
前段のインバータ５１の入力側に静電容量素子Ｃ１が第
１のスイッチＸを通じて接続されるので、上記図３と同
じセンサＧＳの電気抵抗値に対応して発振周波数が変化
するＣＲ発振器５０が構成される。

【００２５】ＣＲ発振回路５０からの発振出力、即ち周
波数信号はマイクロコンピュータ６０に送られ、ここで
演算処理されて発振周波数が検出され、この検出周波数
を被測定物の濃度に対応するパルス信号に変換して出力
する。

【００２６】通常、インバータ５１及び５２としてＣ−
ＭＯＳ型のシュミットインバータが使用され、ＣＲ発振
回路５０からはセンサＧＳの静電容量値の変化又は電気
抵抗値の変化に対応して周波数が変化するパルス信号が
出力され、マイクロコンピュータ６０に送られる。マイ
クロコンピュータ６０は、本例では、入力された周波数
信号Ｆ_C 又はＦ_R のパルス数を計数するカウンタ部６１
と、演算処理プログラムを記憶しているＲＯＭ（リード
・オンリー・メモリ）を含む記憶部６２と、カウンタ部
６１で計数された一定時間内のパルス数から、記憶部６
２のプログラムに従って周波数を検出し、この検出周波
数を被測定物の濃度に対応するパルス信号に変換する演
算処理部６３と、演算処理部６３からの制御命令をそれ
ぞれの制御ラインＬＸ、ＬＹ、ＬＺを通じて各アナログ
スイッチＸ、Ｙ、Ｚに供給してこれらのスイッチの接続
態様を制御する制御ポート６４と、演算処理部６３から
のパルス信号Ｐ₀ 及びストローブ信号ＳＴＲを出力する
パラレル入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）６５とから構成
されている。

【００２７】なお、Ｃ−ＭＯＳ型のシュミットインバー
タ５１及び５２の動作態様について簡単に説明すると、
両シュミットインバータとも高レベルのスレッショルド
電圧Ｖ_THと低レベルのスレッショルド電圧Ｖ_TLの２つの
スレッショルド電圧を有し、入力電圧が高レベルのスレ
ッショルド電圧Ｖ_THより低いときには高レベルの出力電
圧Ｖ_H を発生し、また、入力電圧が高レベルのスレッシ
ョルド電圧Ｖ_THに達すると出力電圧が高レベルＶ_H から
低レベルＶ_L に切換わり、そして入力電圧が低レベルの
スレッショルド電圧Ｖ_TLに降下するまで低レベルの出力
電圧Ｖ_L を保持し、入力電圧が低レベルのスレッショル
ド電圧Ｖ_TLに降下したときに出力電圧が低レベルＶ_L か
ら高レベルＶ_H に切換わるように動作する。従って、Ｃ
Ｒ発振回路５０からは静電容量素子Ｃ１又は静電容量素
子Ｃ１とセンサＧＳの直列回路の静電容量の充放電に対
応した周期のパルス電圧が出力される。

【００２８】上記マイクロコンピュータ６０のパラレル
Ｉ／Ｏポート６５から出力されるパルス信号Ｐ₀ 及びス
トローブ信号ＳＴＲは図５に示す消費電流の極めて少な
い簡易型ディジタル−アナログ変換器によってアナログ
電圧信号に変換されて図１の定電流回路１１の演算増幅
器ＯＰに送られる。

【００２９】マイクロコンピュータ６０のパラレルＩ／
Ｏポート６５からは、本例では、原油中の水分量等の被
測定物の濃度に対応したパルス信号Ｐ₀ が一定周期毎に
出力され、同時に同じ周期のストローブ信号ＳＴＲが出
力される。パルス信号Ｐ₀ はダイオードＤ１１、抵抗Ｒ
１１を介してコンデンサＣ１１に蓄積される。即ち、パ
ルス出力電圧が高レベルである区間のみ抵抗Ｒ１１を通
じてコンデンサＣ１１に電荷が充電される。ダイオード
Ｄ１１はパルス出力が低レベルにあるときにコンデンサ
Ｃ１１に充電された電荷が放電されることを阻止するた
めの逆電流防止用のダイオードである。

【００３０】一方、ストローブ信号ＳＴＲは第１のワン
ショットマルチバイブレータＭＭ１に供給される。この
第１のワンショットマルチバイブレータＭＭ１はストロ
ーブ信号ＳＴＲが高レベルから低レベルに変化したとき
に、即ち立ち下がったときに作動されるため、ストロー
ブ信号ＳＴＲが供給されているときにはその出力が低レ
ベルであり、従って、同様の動作を行なう（ただし、第
１のワンショットマルチバイブレータＭＭ１の出力が高
レベルから低レベルに変化したときに作動する）第２の
ワンショットマルチバイブレータＭＭ２の出力も低レベ
ルであるので、第１及び第２のスイッチＳＷ１及びＳＷ
２は図示するようにオフ状態にある。

【００３１】今、パルス信号Ｐ₀ のパルス幅をｔ１（高
レベルの時間）、その高レベルでの電圧値をＶとし、１
つのパルスによりコンデンサＣ１１に電荷が充電される
ことによりその電圧がＶｃになるとすると、次式が成立
する。

【００３２】Ｖｃ＝Ｖ（１−ｅ^{-t1/C11・R11} ）・・・（１）ｔ１＜＜Ｃ１１・Ｒ１１とすると、上式（１）は次のよ
うに表わせる。

【００３３】Ｖｃ＝Ｖ（ｔ１／Ｃ１１・Ｒ１１）・・・（２）１つの周期でＮ個のパルスが出力された場合、同様に式
（２）が成立すると仮定すれば、コンデンサＣ１１の電
圧Ｖｃ１は次の式で表わせる。

【００３４】Ｖｃ１＝Ｖ（Ｎｔ１／Ｃ１１・Ｒ１１）＝Ｎ（Ｖｔ１／Ｃ１１・Ｒ１１）・・・（３）よって、パルス数Ｎに比例した電圧Ｖｃ１がコンデンサ
Ｃ１１に蓄積されることになる。

【００３５】Ｎ個のパルスが出力されると、ストローブ
信号ＳＴＲが高レベルから低レベルに変化する。その立
ち下がりを第１のワンショットマルチバイブレータＭＭ
１が感知し、時定数ｔ２＝Ｒ１２・Ｃ１２のパルス幅の
パルスＶｓ１が１つ出力される。このワンショットマル
チバイブレータＭＭ１からの出力パルスＶｓ１により時
間ｔ２の間第１のスイッチＳＷ１がオン状態となり、コ
ンデンサＣ１１に充電されている電荷の一部がコンデン
サＣ１４に移される。そのときのコンデンサＣ１４の電
圧をＶｃ２とすると、全電荷ＱはＱ＝Ｃ１１・Ｖｃ１＝（Ｃ１１＋Ｃ１４）・Ｖｃ２・・・（４）となり、Ｃ１１＞＞Ｃ１４とすれば、Ｖｃ２＝Ｖｃ１と
なるため、コンデンサＣ１１の充電電圧Ｖｃ１がそのま
まコンデンサＣ１４に移されたことになる。

【００３６】ここで、コンデンサＣ１４のキャパシタン
スは非常に小さいので、第１のスイッチＳＷ１の漏れ電
流、接点間容量、そして増幅回路ＡＭＰの入力インピー
ダンス、バイアス電流の影響によりコンデンサＣ１４の
電圧が変化するので、それらの選定には十分に注意する
必要がある。例えばスイッチとしては、接点間の漏れ電
流が最も小さく、かつ接点間容量も小さいものを選定す
る必要がある。

【００３７】また、ワンショットマルチバイブレータＭ
Ｍ１のパルス幅ｔ２の時間を十分に取ることにより、コ
ンデンサＣ１４の電圧が変化する時間を最小限に抑える
等の配慮も必要である。例えば、前の周期においてコン
デンサＣ１４の電圧Ｖｃ２がＶｃ２＞＞Ｖｃ１であると
すると、第１のスイッチＳＷ１がオン状態にあるときに
はコンデンサＣ１１とＣ１４の合計の電荷Ｑ′は、第１
のスイッチＳＷ１がオン状態にあるときのコンデンサＣ
１１、Ｃ１４の電圧をＶｃ３とすると、Ｑ′＝Ｃ１１・Ｖｃ１＋Ｃ１４・Ｖｃ２＝（Ｃ１１＋Ｃ１４）・Ｖｃ３・・・（５）となり、この場合においてもコンデンサＣ１１の電圧が
コンデンサＣ１４にホールドされるには、即ち、Ｖｃ１
＝Ｖｃ３が成立するにはＣ１１・Ｖｃ１＞＞Ｃ１４・Ｖｃ２が成立する電圧の範囲（Ｖｃ１〜Ｖｃ２）で用いる必要
がある。

【００３８】しかし、例えば連続的に測定されているよ
うな場合には、急に変化することはなく、徐々に変わる
ものであるから、必ずしも上式（５）を成立させる必要
はなく、Ｃ１１＞＞Ｃ１４の条件のみ成立させればよ
い。

【００３９】第１のワンショットマルチバイブレータＭ
Ｍ１の出力パルスが立ち下がると、第１のスイッチＳＷ
１がオフ状態となり、同時に第２のワンショットマルチ
バイブレータＭＭ２が作動し、時定数ｔ３＝Ｒ１３・Ｃ
１３のパルス幅のパルスＶｓ２が１つ出力される。この
ワンショットマルチバイブレータＭＭ２からの出力パル
スＶｓ２により時間ｔ３の間第２のスイッチＳＷ２がオ
ン状態となり、コンデンサＣ１１に充電されている電荷
は急速に放電され、コンデンサＣ１１の電圧は０Ｖにな
る。これは次の周期のパルス出力によりコンデンサＣ１
１が再充電されるため、零点の補正を行なうものであ
る。また、ここで注意すべきことは、第１のスイッチＳ
Ｗ１がオフになると同時に第２のスイッチＳＷ２がオン
になるため、この動作により瞬時コンデンサＣ１４の電
荷が放電される可能性があり得る。従って、第２のスイ
ッチＳＷ２に対する制御ラインの前段に、例えばＣＲに
よる遅延回路を挿入することが好ましい。なお、第２の
スイッチＳＷ２についても第１のスイッチＳＷ１と同様
に、接点間の漏れ電流が最も小さく、かつ接点間容量も
小さいものを選定する必要がある。

【００４０】上述した信号ＳＴＲ、Ｐ₀ の波形、ワンシ
ョットマルチバイブレータＭＭ１、ＭＭ２の出力波形Ｖ
ｓ１、Ｖｓ２、及びコンデンサＣ１１、Ｃ１４の電圧波
形Ｖｃ１、Ｖｃ２を図６に示す。

【００４１】このようにして簡易型ディジタル−アナロ
グ変換器によって変換されたアナログ信号Ｖｃ２は増幅
回路ＡＭＰで適当な大きさに増幅されて定電流回路１１
の演算増幅器ＯＰの一方の入力（＋）に供給される。

【００４２】このように、センサで検出された情報をＣ
Ｒ発振回路５０でパルス信号に変換し、このパルス信号
の周波数をマイクロコンピュータ６０で検出して水分量
等の被測定物の濃度に対応したバイナリパルス信号に変
換し、これを一定周期毎に出力し、このパルスデータを
回路構成の極めて簡単な簡易型ディジタル−アナログ変
換器を使用して直接アナログ電圧出力に変換するように
構成すると、端末機器の回路構成が非常に単純化され、
従って、小型化、コストダウンが可能になるとともに、
消費電流が極めて少なくなる。因みに、従来のディジタ
ル−アナログ変換器は数ｍＡ〜１０数ｍＡの消費電流で
あったのに対し、本例のディジタル−アナログ変換器は
最大でも１ｍＡより少なかった。かくして、本具体例の
構成を採用することにより、端末機器の耐環境安定性が
大いに増大し、また、防爆安全性が一段と向上する等の
顕著な効果がある。

【００４３】なお、上記実施例では石油プラントに本発
明を適用した場合について主として説明したが、本発明
による情報伝送方式はこれに限定されるものでないこと
は言うまでもない。また、原油中の水分量のような情報
のみならず、湿度のような気相中の水分濃度、潤滑油中
の水分量のような液相中の濃度、その他の種々の気体や
液体中のある成分の濃度を計測する場合にも、本発明は
適用できるものである。さらに、上記実施例は本発明の
単なる例示に過ぎず、回路構成、使用する素子等は必要
に応じて任意に変更できるものである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による情報
伝送方式によれば、端末機器に定電流回路を二重に設け
るような必要なく、測定誤差の発生を確実に防止するこ
とができる。従って、測定精度が高くなるとともに、回
路構成が単純化できるので、小型化、低コスト化が可能
となり、かつ消費電流を大幅に減少させることができ、
その結果、耐環境安定性が大幅に増大し、また、防爆安
全性をより一層高めることができるという顕著な効果が
ある。さらに、センサの検出出力がディジタルデータで
ある場合にも対応でき、この場合にも、消費電流の少な
いマイコン、簡易型のディジタル−アナログ変換器等の
使用により、回路構成が単純化できるので、小型化、低
コスト化が可能となり、かつ消費電流を大幅に減少させ
ることができる等の顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による情報伝送方式の一実施例の基本構
成を示す全体構成図である。

【図２】図１に示す本発明の情報伝送方式の情報／電圧
変換及び電圧増幅回路に適用できるセンサを発振周波数
決定用素子として含むＣＲ発振回路の一具体例を示す回
路図である。

【図３】図１に示す本発明の情報伝送方式の情報／電圧
変換及び電圧増幅回路に適用できるセンサを発振周波数
決定用素子として含むＣＲ発振回路の他の具体例を示す
回路図である。

【図４】図１に示す本発明の情報伝送方式の情報／電圧
変換及び電圧増幅回路に適用できるセンサを発振周波数
決定用素子として含むＣＲ発振回路のさらに他の具体例
を示す回路構成図である

【図５】図１に示す本発明の情報伝送方式の情報／電圧
変換及び電圧増幅回路に使用された簡易型ディジタル−
アナログ変換器の一具体例を示す回路図である。

【図６】図５のディジタル−アナログ変換器の各部にお
ける電圧出力を示す波形図である。

【図７】従来の情報伝送方式の基本構成の一例を示す全
体構成図である。

【図８】従来の情報伝送方式の基本構成の他の例を示す
全体構成図である。

【符号の説明】

１０情報／電圧変換及び電圧増幅回路１１定電流回路２０伝送ケーブル２１測定用負荷２２電源５０ＣＲ発振回路５１、５２シュミットインバータ６０マイクロコンピュータＯＰ演算増幅器Ｒ抵抗ＴｒトランジスタＡＭＰ増幅回路ＭＭ１、ＭＭ２ワンショットマルチバイブレータＳＷ１、ＳＷ２スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の情報を検出するセンサを有
し、該センサからの情報をアナログ電圧に変換する情報
／電圧変換手段と、該情報／電圧変換手段からの電圧信
号を電流信号に変換する電圧／電流変換手段とを含む端
末機器と、該端末機器からの電流信号を測定用負荷に伝
送する伝送手段と、該伝送手段を通じて前記情報／電圧
変換手段及び前記電圧／電流変換手段に所定の動作電圧
を供給する電源とを具備し、前記電源からの動作電圧
を、前記電圧／電流変換手段の電流増幅手段に接続され
たインピーダンス素子を通じてこの電圧／電流変換手段
及び前記情報／電圧変換手段に供給することを特徴とす
る情報伝送方式。
【請求項２】前記情報／電圧変換手段は、前記センサ
を周波数決定用素子として含むＣＲ発振回路と、該発振
回路の発振出力の周波数を検出し、該検出した周波数を
前記被測定物の情報に対応するパルス信号に変換し、一
定周期で出力する演算制御手段と、該演算制御手段から
出力されるパルス信号電圧を一周期毎に蓄積して電圧信
号に変換し、該変換された電圧信号を増幅してアナログ
電圧信号として出力するディジタル−アナログ変換手段
とから構成されていることを特徴とする請求項１の情報
伝送方式。
【請求項３】前記センサは気相中又は液相中のある成
分の濃度に応じて静電容量成分又は電気抵抗成分又は両
成分が変化する電気的特性を有することを特徴とする請
求項２の情報伝送方式。