JPH0710475Y2 - ２線式伝送器 - Google Patents
２線式伝送器Info
- Publication number
- JPH0710475Y2 JPH0710475Y2 JP973290U JP973290U JPH0710475Y2 JP H0710475 Y2 JPH0710475 Y2 JP H0710475Y2 JP 973290 U JP973290 U JP 973290U JP 973290 U JP973290 U JP 973290U JP H0710475 Y2 JPH0710475 Y2 JP H0710475Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- voltage
- supply voltage
- current signal
- internal power
- Prior art date
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、負荷側から２本の伝送線を介して外部電源の
供給を受けて測定すべき物理量を電気信号に変換しこれ
を信号処理して伝送線を介して負荷に電流信号として伝
送する２線式伝送器に係り、特に２線式伝送器の回路の
動作上で必要な最小動作電圧と負荷抵抗及び伝送線の電
圧降下の和の電圧に対して外部電源電圧が小さくなった
ときでも出力電流のハンチングとか発振などのような異
常動作を引き起こさないように改良した２線式伝送器に
関する。
供給を受けて測定すべき物理量を電気信号に変換しこれ
を信号処理して伝送線を介して負荷に電流信号として伝
送する２線式伝送器に係り、特に２線式伝送器の回路の
動作上で必要な最小動作電圧と負荷抵抗及び伝送線の電
圧降下の和の電圧に対して外部電源電圧が小さくなった
ときでも出力電流のハンチングとか発振などのような異
常動作を引き起こさないように改良した２線式伝送器に
関する。
〈従来の技術〉 第３図は２線式伝送器の全体構成を示す構成図である。
２線式伝送器TSRは外部電源Esから負荷RLと２本の伝送
線１、l2を介してその端子T1、T2に電源が供給されて
いる。そして、伝送器TSRはセンサで電気信号として検
出したプロセス変量を信号処理して端子T1、T2を介して
プロセス変量の変動に応じて電流信号ILを制御し、負荷
RLの電圧降下を受信することによりプロセス変量を検出
している。
線１、l2を介してその端子T1、T2に電源が供給されて
いる。そして、伝送器TSRはセンサで電気信号として検
出したプロセス変量を信号処理して端子T1、T2を介して
プロセス変量の変動に応じて電流信号ILを制御し、負荷
RLの電圧降下を受信することによりプロセス変量を検出
している。
つまりプロセス変量の負荷への伝送と２線式伝送器の電
源供給とに対して２本の伝送線を共用するシステムが採
用されている。
源供給とに対して２本の伝送線を共用するシステムが採
用されている。
第４図はこの２線式伝送器の内部のうち特に出力部分の
回路構成を示している。
回路構成を示している。
端子T1、T2の間には出力トランジスタTR1と帰還抵抗RO
とが直列に接続されており、さらに出力トランジスタTR
1のエミッタと帰還抵抗ROとの接続点は共通電位点COMに
接続されている。
とが直列に接続されており、さらに出力トランジスタTR
1のエミッタと帰還抵抗ROとの接続点は共通電位点COMに
接続されている。
また、端子T1と共通電位点COMとの間には定電流回路CC
とツエナダイオードVRとが直列に接続されている。
とツエナダイオードVRとが直列に接続されている。
誤差増幅器Q1の反転入力端（−）にはツエナダイオード
VRの両端の電圧が抵抗R1とR2で分圧された分圧電圧V1 -
が印加され、その非反転入力端（＋）にはプロセス変量
がセンサにより電気信号に変換されたプロセス電圧Vsが
抵抗R3を介して、また帰還抵抗R0の両端に発生する帰還
電圧が抵抗R4を介してそれぞれ加算接続されている。そ
して、誤差増幅器Q1の出力端はトランジスタTR1のベー
スに接続されている。
VRの両端の電圧が抵抗R1とR2で分圧された分圧電圧V1 -
が印加され、その非反転入力端（＋）にはプロセス変量
がセンサにより電気信号に変換されたプロセス電圧Vsが
抵抗R3を介して、また帰還抵抗R0の両端に発生する帰還
電圧が抵抗R4を介してそれぞれ加算接続されている。そ
して、誤差増幅器Q1の出力端はトランジスタTR1のベー
スに接続されている。
以上の構成において、電流信号ILは端子T1とT2の間に流
れこれ等の端子間に端子電圧VCを発生させる。
れこれ等の端子間に端子電圧VCを発生させる。
この電流信号ILのうちの一部は定電流回路CCを介してツ
エナダイオードVRに流れこの両端に定電圧VKを発生させ
る。この定電圧VKを抵抗R1とR2で分圧した分圧電圧V1 -
は誤差増幅器Q1の反転入力端（−）に印加される。した
がって、 V1 -＝VK・R2/（R1＋R2） …（１） となる。
エナダイオードVRに流れこの両端に定電圧VKを発生させ
る。この定電圧VKを抵抗R1とR2で分圧した分圧電圧V1 -
は誤差増幅器Q1の反転入力端（−）に印加される。した
がって、 V1 -＝VK・R2/（R1＋R2） …（１） となる。
また、誤差増幅器Q1の非反転入力端（＋）に発生する電
圧V1 +は （Vs−V1 +）/R3 ＝V1 +＋IL・R0）/R4 であるから、V1 +は V1 +＝（Vs/R3−IL・R0/R4） ／（1/R3＋1/R4） ＝（Vs・R4−IL・R0・R3） ／（R3＋R4） …（２） となる。定常状態ではV1 +＝V1 -となるように誤差増幅器
Q1が制御するので、 IL＝［Vs・R4−VK・R2・（R3＋R4） ／（R1＋R2）］/R0・R3） …（３） となり、プロセス電圧Vsに比例する電流信号ILが出力さ
れる。
圧V1 +は （Vs−V1 +）/R3 ＝V1 +＋IL・R0）/R4 であるから、V1 +は V1 +＝（Vs/R3−IL・R0/R4） ／（1/R3＋1/R4） ＝（Vs・R4−IL・R0・R3） ／（R3＋R4） …（２） となる。定常状態ではV1 +＝V1 -となるように誤差増幅器
Q1が制御するので、 IL＝［Vs・R4−VK・R2・（R3＋R4） ／（R1＋R2）］/R0・R3） …（３） となり、プロセス電圧Vsに比例する電流信号ILが出力さ
れる。
一方、２線式伝送器TSRの内部電源電圧ECは EC＝Es−IL・RL＋IL・R0 …（４） で与えられる。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な２線式伝送器は以下に説明する
ような問題がある。
ような問題がある。
外部電源電圧Esが低く、負荷抵抗RLが大きく、そして電
流信号ILが大きい場合、例えばEs＝24V、RL＝1KΩ、R0
＝50Ω、IL＝20mAのような場合は内部電源電圧ECは4Vに
なる。
流信号ILが大きい場合、例えばEs＝24V、RL＝1KΩ、R0
＝50Ω、IL＝20mAのような場合は内部電源電圧ECは4Vに
なる。
したがって、回路が動作するのに必要な最小動作電圧E
m、例えば10Vを確保することができない。しかし、この
場合であっても電流信号ILが4mAに低下すればEC＝19Vと
なって回路は正常な動作が可能となる。
m、例えば10Vを確保することができない。しかし、この
場合であっても電流信号ILが4mAに低下すればEC＝19Vと
なって回路は正常な動作が可能となる。
つまり、内部電源電圧ECは外部電源電圧Es、負荷抵抗R
L、帰還抵抗R0、及び電流信号ILによって変化し、外部
電源電圧Esが小さく負荷抵抗RLが大きい場合でも電流信
号ILが小さいときは正常動作が可能であるが、電流信号
ILが大きくなると動作不能になるといった不安定な動作
を示すこととなる。
L、帰還抵抗R0、及び電流信号ILによって変化し、外部
電源電圧Esが小さく負荷抵抗RLが大きい場合でも電流信
号ILが小さいときは正常動作が可能であるが、電流信号
ILが大きくなると動作不能になるといった不安定な動作
を示すこととなる。
ところで、最近の２線式伝送器のようにマイクロプロセ
ッサを搭載している場合は、信号処理に異常をきたさな
いように内部電源電圧ECが監視されており、この内部電
源電圧ECが最小動作電圧Emより低下したときにはプロセ
ッサにリセット信号が送られ、リセットされるようにな
っている。
ッサを搭載している場合は、信号処理に異常をきたさな
いように内部電源電圧ECが監視されており、この内部電
源電圧ECが最小動作電圧Emより低下したときにはプロセ
ッサにリセット信号が送られ、リセットされるようにな
っている。
この様な場合で上記の条件が満たされるときには、マイ
クロプロセッサが起動された当初は電流信号LLが4mAで
小さいので、内部電源電圧ECは最小動作電圧Emより大き
く、このため正常に動作してダンピング時定数にしたが
って電流信号ILは上昇するが、電流信号ILが大きくなる
と内部電源電圧ECが小さくなりマイクロコンピュータが
リセットされる。
クロプロセッサが起動された当初は電流信号LLが4mAで
小さいので、内部電源電圧ECは最小動作電圧Emより大き
く、このため正常に動作してダンピング時定数にしたが
って電流信号ILは上昇するが、電流信号ILが大きくなる
と内部電源電圧ECが小さくなりマイクロコンピュータが
リセットされる。
このため、マイクロコンピュータは再起動されることと
なり、再度4mAから上昇することとなるが、電流信号IL
が大きくなると同じようにしてリセットされる。
なり、再度4mAから上昇することとなるが、電流信号IL
が大きくなると同じようにしてリセットされる。
これを繰り返して発振状態のリミットサイクルを示す不
具合が発生する。
具合が発生する。
〈課題を解決するための手段〉 本考案は、以上の課題を解決するために、負荷側から２
本の伝送線を介して外部電源の供給を受けて測定すべき
物理量を電気信号に変換しこれを信号処理して伝送線を
介して負荷に電流信号として伝送する２線式伝送器にお
いて、電流信号から作られる内部電源電圧が最小動作電
圧以上のときに電気信号と電流信号が比例するように出
力トランジスタを制御する第１誤差増幅器と、内部電源
電圧を監視しこの内部電源電圧が最小動作電圧以下にな
ったときに電流信号を減少させるように出力トランジス
タに接続された第２誤差増幅器とを具備するようにした
ものである。
本の伝送線を介して外部電源の供給を受けて測定すべき
物理量を電気信号に変換しこれを信号処理して伝送線を
介して負荷に電流信号として伝送する２線式伝送器にお
いて、電流信号から作られる内部電源電圧が最小動作電
圧以上のときに電気信号と電流信号が比例するように出
力トランジスタを制御する第１誤差増幅器と、内部電源
電圧を監視しこの内部電源電圧が最小動作電圧以下にな
ったときに電流信号を減少させるように出力トランジス
タに接続された第２誤差増幅器とを具備するようにした
ものである。
〈作用〉 第１誤差増幅器により電流信号から作られる内部電源電
圧が最小動作電圧以上のときに電気信号と電流信号が比
例するように出力トランジスタを制御し、第２誤差増幅
器により内部電源電圧を監視してこの内部電源電圧が最
小動作電圧以下になったときに負荷への電流信号を減少
させて内部電源電圧を上昇させる。
圧が最小動作電圧以上のときに電気信号と電流信号が比
例するように出力トランジスタを制御し、第２誤差増幅
器により内部電源電圧を監視してこの内部電源電圧が最
小動作電圧以下になったときに負荷への電流信号を減少
させて内部電源電圧を上昇させる。
この様にして内部電源電圧を一定に保つことにより回路
の動作を安定化する。
の動作を安定化する。
〈実施例〉 以下、本考案の１実施例について図を用いて説明する。
第１図は本考案の１実施例を示す要部回路図である。な
お、第３図、第４図に示す回路と同一の機能を有する部
分には同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。
第１図は本考案の１実施例を示す要部回路図である。な
お、第３図、第４図に示す回路と同一の機能を有する部
分には同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。
誤差増幅器Q2の反転入力端（−）は定電圧VKを抵抗R7と
R8で分圧した分圧電圧V2 -が印加され、その非反転入力
端（＋）は内部電源電圧ECを抵抗R5とR6で分圧した分圧
電圧V2 +が印加されている。その出力端は端子T1に一端
が接続された抵抗R9を介してダイオードD2のカソードに
接続され、このダイオードD2のアノードは出力トランジ
スタTR1のベースに接続されている。また、この出力ト
ランジスタTR1のベースはダイオードD1のアノードに、
そのカソードは誤差増幅器Q1の出力端にそれぞれ接続さ
れている。
R8で分圧した分圧電圧V2 -が印加され、その非反転入力
端（＋）は内部電源電圧ECを抵抗R5とR6で分圧した分圧
電圧V2 +が印加されている。その出力端は端子T1に一端
が接続された抵抗R9を介してダイオードD2のカソードに
接続され、このダイオードD2のアノードは出力トランジ
スタTR1のベースに接続されている。また、この出力ト
ランジスタTR1のベースはダイオードD1のアノードに、
そのカソードは誤差増幅器Q1の出力端にそれぞれ接続さ
れている。
そして、誤差増幅器Q1とQ2の出力はダイオードスイッチ
として機能するダイオードD1とD2によって選択され、い
ずれか出力電圧の小さいほうの誤差増幅器Q1、Q2の出力
がトランジスタTR1に印加される。
として機能するダイオードD1とD2によって選択され、い
ずれか出力電圧の小さいほうの誤差増幅器Q1、Q2の出力
がトランジスタTR1に印加される。
誤差増幅器Q2の非反転入力端（＋）に印加される分圧電
圧V2 +は V2 +＝EC・R6/（R5＋R6） …（５） であり、その反転入力端（−）に印加される分圧電圧V2
-は V2 -＝VK・R8/（R7＋R8） …（６） である。
圧V2 +は V2 +＝EC・R6/（R5＋R6） …（５） であり、その反転入力端（−）に印加される分圧電圧V2
-は V2 -＝VK・R8/（R7＋R8） …（６） である。
したがって、内部電源電圧ECに関連する分圧電圧V2 +が
最小動作電圧Emに対応する分圧電圧V2 -より大きい場合
（V2 +＞V2 -）は誤差増幅器Q2の出力は正側に振り切れて
おり、ダイオードD2がオフの状態となるので、出力には
影響しない。
最小動作電圧Emに対応する分圧電圧V2 -より大きい場合
（V2 +＞V2 -）は誤差増幅器Q2の出力は正側に振り切れて
おり、ダイオードD2がオフの状態となるので、出力には
影響しない。
しかし、内部電源電圧ECに関連する分圧電圧V2 +が最小
動作電圧Emに対応する分圧電圧V2 -より小さい場合（V2 +
＜V2 -）は誤差増幅器Q2の出力は負側に振り切れ、ダイ
オードD2がオンの状態となり、誤差増幅器Q1の出力は正
側に振れ切れた状態となりダイオードD1がオフ状態とな
る。
動作電圧Emに対応する分圧電圧V2 -より小さい場合（V2 +
＜V2 -）は誤差増幅器Q2の出力は負側に振り切れ、ダイ
オードD2がオンの状態となり、誤差増幅器Q1の出力は正
側に振れ切れた状態となりダイオードD1がオフ状態とな
る。
この場合に、内部電源電圧ECは EC＝VK・［R8・（R5＋R6）］ ／［R6・（R7＋R8）］ …（７） の一定値となるように電流信号ILが制御され、このとき
の電流信号ILは IL＝（Es−EC）／（RL＋R0） …（８） で与えられる。
の電流信号ILは IL＝（Es−EC）／（RL＋R0） …（８） で与えられる。
第２図は以上の動作状況を特性図で示したものである。
外部電源電圧Esが小さい直線A1で示す範囲で、直線B1で
示す内部電源電圧ECが直線Ｃで示す最小動作電圧Emより
大きい間では、プロセス電圧Vsと直線D1で示す電流信号
ILは比例しているが、プロセス電圧Vsが増大して電流信
号ILが大きくなり内部電源電圧ECが最小動作電圧Emにな
ると、直線D2で示すように電流信号ILは一定になる。
示す内部電源電圧ECが直線Ｃで示す最小動作電圧Emより
大きい間では、プロセス電圧Vsと直線D1で示す電流信号
ILは比例しているが、プロセス電圧Vsが増大して電流信
号ILが大きくなり内部電源電圧ECが最小動作電圧Emにな
ると、直線D2で示すように電流信号ILは一定になる。
この場合に、外部電源電圧Esが直線A2に示すように大き
ければ、電流信号ILは点線D2で示すように比例範囲が増
大して一定電流の状態が現れず正常動作となる。
ければ、電流信号ILは点線D2で示すように比例範囲が増
大して一定電流の状態が現れず正常動作となる。
〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本考案によ
れば、外部電源電圧と電流信号の大きさの関係によらず
内部回路の内部電源電圧を一定に保つように構成したの
で、回路の動作が安定となり、マイクロプロセッサを搭
載する２線式伝送器出もリミットサイクルなどの発振動
作を示すことがない。
れば、外部電源電圧と電流信号の大きさの関係によらず
内部回路の内部電源電圧を一定に保つように構成したの
で、回路の動作が安定となり、マイクロプロセッサを搭
載する２線式伝送器出もリミットサイクルなどの発振動
作を示すことがない。
第１図は本考案の１実施例の構成を示す回路図、第２図
は第１図に示す実施例の動作を説明する特性、第３図は
従来の２線式伝送器のシステム構成を示すブロック図、
第４図は第３図に示す２線式伝送器の内部の出力部分の
構成を示す回路図である。 Es…外部電源電圧、TSR…２線式伝送器、RL…負荷抵
抗、EC…内部電源電圧、CC…定電流回路、VK…定電圧、
Vs…プロセス電圧、Q1、Q2…誤差増幅器、IL…電流信
号、Em…最小動作電圧。
は第１図に示す実施例の動作を説明する特性、第３図は
従来の２線式伝送器のシステム構成を示すブロック図、
第４図は第３図に示す２線式伝送器の内部の出力部分の
構成を示す回路図である。 Es…外部電源電圧、TSR…２線式伝送器、RL…負荷抵
抗、EC…内部電源電圧、CC…定電流回路、VK…定電圧、
Vs…プロセス電圧、Q1、Q2…誤差増幅器、IL…電流信
号、Em…最小動作電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】負荷側から２本の伝送線を介して外部電源
の供給を受けて測定すべき物理量を電気信号に変換しこ
れを信号処理して前記伝送線を介して前記負荷に電流信
号として伝送する２線式伝送器において、前記電流信号
から作られる内部電源電圧が最小動作電圧以上のときに
前記電気信号と前記電流信号が比例するように出力トラ
ンジスタを制御する第１誤差増幅器と、前記内部電源電
圧を監視しこの内部電源電圧が前記最小動作電圧以下に
なったときに前記電流信号を減少させるように前記出力
トランジスタに接続された第２誤差増幅器とを具備する
ことを特徴とする２線式伝送器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP973290U JPH0710475Y2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | ２線式伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP973290U JPH0710475Y2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | ２線式伝送器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100998U JPH03100998U (ja) | 1991-10-22 |
| JPH0710475Y2 true JPH0710475Y2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=31513320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP973290U Expired - Lifetime JPH0710475Y2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | ２線式伝送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710475Y2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP973290U patent/JPH0710475Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03100998U (ja) | 1991-10-22 |
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