JPH0716275B2 - 個別の複数の状態をとり得る装置の状態を遠隔から信号で知らせるためのデバイス - Google Patents
個別の複数の状態をとり得る装置の状態を遠隔から信号で知らせるためのデバイスInfo
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- JPH0716275B2 JPH0716275B2 JP4096808A JP9680892A JPH0716275B2 JP H0716275 B2 JPH0716275 B2 JP H0716275B2 JP 4096808 A JP4096808 A JP 4096808A JP 9680892 A JP9680892 A JP 9680892A JP H0716275 B2 JPH0716275 B2 JP H0716275B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
- H01H9/168—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" making use of an electromagnetic wave communication
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
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Description
【産業上の利用分野】本発明は、可動部材の位置を信号
で知らせるためのデバイスに関する。本発明は電子工学
に用途があり、本明細書は、当然ながら非限定的な実施
例を使用する。
で知らせるためのデバイスに関する。本発明は電子工学
に用途があり、本明細書は、当然ながら非限定的な実施
例を使用する。
【従来の技術】実施例は、回路遮断器のような電気スイ
ッチの接点の位置を信号で知らせることに係わる。回路
遮断器のような装置を具備する電気プラントの操作員
は、各回路遮断器の接点が開状態にあるか閉状態にある
かを確信していることが不可欠であり、通常は各回路遮
断器において入手可能なこの情報は、制御及び監視ステ
ーションにおいて集中管理される。
ッチの接点の位置を信号で知らせることに係わる。回路
遮断器のような装置を具備する電気プラントの操作員
は、各回路遮断器の接点が開状態にあるか閉状態にある
かを確信していることが不可欠であり、通常は各回路遮
断器において入手可能なこの情報は、制御及び監視ステ
ーションにおいて集中管理される。
【発明が解決しようとする課題】各装置を前記ステーシ
ョンに結ぶ信号リンクのいかなる故障も即座に報告され
ることが必要であり、それがないと、ステーションで受
け取った信号により、ある装置は所与の状態にあると信
じていたのに実際はそれが反対の状態にあるということ
が起こり得る。このようなエラーは、運用責任部署にと
って不幸な結果をもたらし得る。同じ理由により、信号
発信を実施するデバイスは出来る限り、それ自体が故障
であることまたはその電力供給が故障していることを示
唆すべきであることも肝要である。この自己モニタリン
グによって、デバイスの被自己モニタ部品の利用度を著
しく増大することができる。勿論、問題は、回路遮断器
の接点の位置を感知することに限定されない。電気プラ
ントにおいては、圧力スイッチの状態、油圧制御回路内
の油圧、オイルレベルなどは、全てが、信号発信接点に
よって信号で知らされる必要があり得る。電気プラント
の重大な故障の約３０％は信号接点不良に起因するもの
であり、このことは、この問題の大きさを示唆してい
る。本発明の目的は、装置の状態を感知し且つ対応する
情報を伝送することにより装置の状態を信号で知らせる
ためのデバイスであって、感知した状態に関して誤りの
ない動作を保証し、それ自体の故障または共通線信号リ
ンクの故障を即座に信号で知らせるデバイスを提供する
ことである。本発明の別の目的は、電場または磁場や、
動電気的に分離されていないリンクを使用する場合の共
通モード干渉といった外的影響に低感度であるデバイス
を提供することである。光電素子、光ファイバ及び遮蔽
を使用すると、前記最後の用件に対する解決策を与える
ことが良く知られている。しかし次なる問題点は、デバ
イスの消費の問題である。従って本発明の別の目的は、
その動作において、光電池から得られるエネルギ以上の
エネルギを必要としないデバイスを提供することであ
る。米国特許第４ ６２６ ６２１号は、パルスジェネ
レータからの方形波信号によって駆動される２つのＬＲ
回路を含む、物体位置確定用回路を記載している。一方
のＬＲ回路は固定誘導子を含んでおり、他方は、その値
が物体の位置とともに変化する誘導子を含んでいる。２
つの回路内の異なる指数法則に従って時間ｔ１から回路
内に電圧が確立され、２つの回路の各々において所与の
値Ｖ０の電圧を確立するのにそれぞれが要する時間ｔ２
及びｔ３が測定される。比（ｔ３−ｔ１）／（ｔ２−ｔ
１）は、対象の位置を表わす値を与える。この種の回路
は、２つのＬＲ回路、２つの演算増幅器、２つのカウン
タを含むことなどから複雑であり、しかもそれ自体の故
障を検出できない。本発明の一目的は、最小数の構成部
品を含み、且つ前述したようにそれ自体の故障を信号で
知らせ得る回路を提供することである。
ョンに結ぶ信号リンクのいかなる故障も即座に報告され
ることが必要であり、それがないと、ステーションで受
け取った信号により、ある装置は所与の状態にあると信
じていたのに実際はそれが反対の状態にあるということ
が起こり得る。このようなエラーは、運用責任部署にと
って不幸な結果をもたらし得る。同じ理由により、信号
発信を実施するデバイスは出来る限り、それ自体が故障
であることまたはその電力供給が故障していることを示
唆すべきであることも肝要である。この自己モニタリン
グによって、デバイスの被自己モニタ部品の利用度を著
しく増大することができる。勿論、問題は、回路遮断器
の接点の位置を感知することに限定されない。電気プラ
ントにおいては、圧力スイッチの状態、油圧制御回路内
の油圧、オイルレベルなどは、全てが、信号発信接点に
よって信号で知らされる必要があり得る。電気プラント
の重大な故障の約３０％は信号接点不良に起因するもの
であり、このことは、この問題の大きさを示唆してい
る。本発明の目的は、装置の状態を感知し且つ対応する
情報を伝送することにより装置の状態を信号で知らせる
ためのデバイスであって、感知した状態に関して誤りの
ない動作を保証し、それ自体の故障または共通線信号リ
ンクの故障を即座に信号で知らせるデバイスを提供する
ことである。本発明の別の目的は、電場または磁場や、
動電気的に分離されていないリンクを使用する場合の共
通モード干渉といった外的影響に低感度であるデバイス
を提供することである。光電素子、光ファイバ及び遮蔽
を使用すると、前記最後の用件に対する解決策を与える
ことが良く知られている。しかし次なる問題点は、デバ
イスの消費の問題である。従って本発明の別の目的は、
その動作において、光電池から得られるエネルギ以上の
エネルギを必要としないデバイスを提供することであ
る。米国特許第４ ６２６ ６２１号は、パルスジェネ
レータからの方形波信号によって駆動される２つのＬＲ
回路を含む、物体位置確定用回路を記載している。一方
のＬＲ回路は固定誘導子を含んでおり、他方は、その値
が物体の位置とともに変化する誘導子を含んでいる。２
つの回路内の異なる指数法則に従って時間ｔ１から回路
内に電圧が確立され、２つの回路の各々において所与の
値Ｖ０の電圧を確立するのにそれぞれが要する時間ｔ２
及びｔ３が測定される。比（ｔ３−ｔ１）／（ｔ２−ｔ
１）は、対象の位置を表わす値を与える。この種の回路
は、２つのＬＲ回路、２つの演算増幅器、２つのカウン
タを含むことなどから複雑であり、しかもそれ自体の故
障を検出できない。本発明の一目的は、最小数の構成部
品を含み、且つ前述したようにそれ自体の故障を信号で
知らせ得る回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】本発明は、個別の複数の
状態をとり得る装置の状態を遠隔から信号で知らせるた
めのデバイスであって、干渉のない直流電圧を遮蔽包囲
体内で生成する手段を含んでおり、前記遮蔽包囲体が、
前記装置の種々の状態に従って個別の値をとり得るイン
ダクタンスの値にその継続時間が比例する電気パルスを
前記直流電圧から生成する第１の手段と、前記電気パル
スを光パルスに変換する第２の手段と、前記光パルスを
前記包囲体からプロセッサに伝送するための光ファイバ
とを含んでおり、前記第１の手段が、等時間間隔だけ離
れた一定継続時間の方形パルスを生成するための回路
と、前記パルスを受取る積分器と、前記積分器の出力信
号を受取り且つその出力において校正パルスを与える第
１のインバータと、抵抗器及び誘導子を含む時定数回路
とを具備してなり、前記第１のインバータの出力信号が
前記時定数回路の入力と第２のインバータとに与えら
れ、前記時定数回路及び前記第２のインバータの出力信
号が、前記第２の手段を駆動する増幅器にその出力が接
続されている第３のインバータの入力に供給されるデバ
イスを提供する。１つの実施例においては、前記直流電
圧を生成するための手段は、前記遮蔽包囲体内にあり且
つ前記遮蔽包囲体にある窓を通して光源によって照射さ
れるようにされている光電池を含んでいる。或いは前記
直流電圧を生成するための手段は、前記遮蔽包囲体内に
あり且つレーザダイオードによって光を供給される光フ
ァイバが備えられた集積光電池を含んでいる。前記第２
の手段はホトダイオードであるのが有利である。上記し
た構成による個別の複数の状態をとり得る装置の状態を
遠隔から信号で知らせるためのデバイスは、感知した状
態に関して誤りのない動作を保証し、電場または磁場
や、動電気的に分離されていないリンクを使用する場合
の共通モード干渉といった外的影響に低感度であり、光
電池のような遮蔽包囲体内の直流電圧を生成する手段か
ら得られるエネルギ以上のエネルギを必要としない。本
発明はまた、個別の複数の状態をとり得る装置の状態を
遠隔から信号で知らせるためのデバイスであって、干渉
のない直流電圧を遮蔽包囲体内で生成する手段を含んで
おり、前記遮蔽包囲体が、前記装置の種々の状態に従っ
て個別の値をとり得るインダクタンスの値にその継続時
間が比例する電気パルスを前記直流電圧から生成する第
１の手段と、前記電気パルスを光パルスに変換する第２
の手段と、前記光パルスを前記包囲体からプロセッサに
伝送するための光ファイバとを含んでおり、前記プロセ
ッサが、復調器及び自己モニタ回路を具備してなるデバ
イスを提供する。１つの特定の実施例においては、前記
復調器は、前記光ファイバから信号を受取る光電変換器
と、シュミットトリガ回路と、Ｄ型フリップフロップと
を含んでいる。自己モニタ回路は、出力トランジスタを
駆動するダイオードポンプ回路を含んでいるのが有利で
ある。別の実施例においては、前記自己モニタ回路は、
その第１の入力によって前記Ｄ型フリップフロップの入
力側に接続されており且つマイクロコントローラに接続
されているその第２の入力を有する排他的ＯＲゲートを
含んでおり、前記マイクロコントローラは前記第２の入
力に、前記方形パルスの継続時間を越える継続時間の試
験パルスを与えるようにされており、更に前記マイクロ
コントローラは、前記Ｄ型フリップフロップに接続され
ており、且つシステムがアイドルであるならば前記周期
の間に位置情報の変化を観察するようにプログラムされ
ている。上記した構成による個別の複数の状態をとり得
る装置の状態を遠隔から信号で知らせるためのデバイス
は、感知した状態に関して誤りのない動作を保証し、そ
れ自体の故障または共通線信号リンクの故障を即座に信
号で知らせ、電場または磁場や、動電気的に分離されて
いないリンクを使用する場合の共通モード干渉といった
外的影響に低感度である。
状態をとり得る装置の状態を遠隔から信号で知らせるた
めのデバイスであって、干渉のない直流電圧を遮蔽包囲
体内で生成する手段を含んでおり、前記遮蔽包囲体が、
前記装置の種々の状態に従って個別の値をとり得るイン
ダクタンスの値にその継続時間が比例する電気パルスを
前記直流電圧から生成する第１の手段と、前記電気パル
スを光パルスに変換する第２の手段と、前記光パルスを
前記包囲体からプロセッサに伝送するための光ファイバ
とを含んでおり、前記第１の手段が、等時間間隔だけ離
れた一定継続時間の方形パルスを生成するための回路
と、前記パルスを受取る積分器と、前記積分器の出力信
号を受取り且つその出力において校正パルスを与える第
１のインバータと、抵抗器及び誘導子を含む時定数回路
とを具備してなり、前記第１のインバータの出力信号が
前記時定数回路の入力と第２のインバータとに与えら
れ、前記時定数回路及び前記第２のインバータの出力信
号が、前記第２の手段を駆動する増幅器にその出力が接
続されている第３のインバータの入力に供給されるデバ
イスを提供する。１つの実施例においては、前記直流電
圧を生成するための手段は、前記遮蔽包囲体内にあり且
つ前記遮蔽包囲体にある窓を通して光源によって照射さ
れるようにされている光電池を含んでいる。或いは前記
直流電圧を生成するための手段は、前記遮蔽包囲体内に
あり且つレーザダイオードによって光を供給される光フ
ァイバが備えられた集積光電池を含んでいる。前記第２
の手段はホトダイオードであるのが有利である。上記し
た構成による個別の複数の状態をとり得る装置の状態を
遠隔から信号で知らせるためのデバイスは、感知した状
態に関して誤りのない動作を保証し、電場または磁場
や、動電気的に分離されていないリンクを使用する場合
の共通モード干渉といった外的影響に低感度であり、光
電池のような遮蔽包囲体内の直流電圧を生成する手段か
ら得られるエネルギ以上のエネルギを必要としない。本
発明はまた、個別の複数の状態をとり得る装置の状態を
遠隔から信号で知らせるためのデバイスであって、干渉
のない直流電圧を遮蔽包囲体内で生成する手段を含んで
おり、前記遮蔽包囲体が、前記装置の種々の状態に従っ
て個別の値をとり得るインダクタンスの値にその継続時
間が比例する電気パルスを前記直流電圧から生成する第
１の手段と、前記電気パルスを光パルスに変換する第２
の手段と、前記光パルスを前記包囲体からプロセッサに
伝送するための光ファイバとを含んでおり、前記プロセ
ッサが、復調器及び自己モニタ回路を具備してなるデバ
イスを提供する。１つの特定の実施例においては、前記
復調器は、前記光ファイバから信号を受取る光電変換器
と、シュミットトリガ回路と、Ｄ型フリップフロップと
を含んでいる。自己モニタ回路は、出力トランジスタを
駆動するダイオードポンプ回路を含んでいるのが有利で
ある。別の実施例においては、前記自己モニタ回路は、
その第１の入力によって前記Ｄ型フリップフロップの入
力側に接続されており且つマイクロコントローラに接続
されているその第２の入力を有する排他的ＯＲゲートを
含んでおり、前記マイクロコントローラは前記第２の入
力に、前記方形パルスの継続時間を越える継続時間の試
験パルスを与えるようにされており、更に前記マイクロ
コントローラは、前記Ｄ型フリップフロップに接続され
ており、且つシステムがアイドルであるならば前記周期
の間に位置情報の変化を観察するようにプログラムされ
ている。上記した構成による個別の複数の状態をとり得
る装置の状態を遠隔から信号で知らせるためのデバイス
は、感知した状態に関して誤りのない動作を保証し、そ
れ自体の故障または共通線信号リンクの故障を即座に信
号で知らせ、電場または磁場や、動電気的に分離されて
いないリンクを使用する場合の共通モード干渉といった
外的影響に低感度である。
【実施例】添付の図面を参照する非限定的な実施例によ
る１つの実施態様の説明から、本発明はより理解される
であろう。図１を参照すると、光電池１は、蓄電池３に
接続されている電気ランプの形態の光源２によって照射
される。光電池セルは、光が窓４Ａを通して進入する遮
蔽包囲体４内にある。光電池は例えば５Ｖの電圧Ｖｃｃ
を与え、２０ｍＡのピーク電流を分配し得る。遮蔽包囲
体内にあって光電池１によって電力を供給される電子回
路５は、装置の状態を表わす信号を生成する。このため
に回路は、コイル６Ａと、その位置が既知であることが
要求される装置可動部材に連結されている可動コア６Ｂ
とを有する誘導子６を含んでいる。誘導子６は、コア６
Ｂがコイル６Ａの内側にあるか外側にあるかに従う２つ
の異なる値、及び、コアが挿入されている程度に比例し
て前記２つの値の間で変化する値をとる。回路５の電気
出力信号は光電素子８によって光信号に変換され、光フ
ァイバ９によって信号プロセッサ１０に移送される。そ
こで、光電素子１１は光信号を電気信号に変換し、この
電気信号を、例えば信号発信装置１３及びアラーム１４
に連絡するプロセッサ１２が受取る。遮蔽すること、電
力を供給するために光電池を使用すること、及び光ファ
イバにより伝送することにより、場合によっては起こり
得るいかなる干渉からも測定装置が保護される（特に動
電気的直接接続がないことで、位置変換器における共通
モード電圧が防止される）。これに代わるものとしては
図１に破線で示したように、遮蔽包囲体の壁を貫く光フ
ァイバ４Ｂによって接続されておりレーザダイオード３
Ａによって光を供給される、遮蔽包囲体内の集積光電池
１Ａ（例えばＳＰＥＣＴＥＣ ＡＳＧＡセル）によって
直流電圧が生成される。図２を参照すると、回路５は、
インバータ２１、可変抵抗器２２及びコンデンサ２３を
含む、電圧Ｖｃｃを受取るシュミットトリガ回路２０を
備えている。シュミットトリガ回路は出力Ａにおいて、
その立上がり区間が例えば１００μｓ離れており且つそ
の継続時間が例えば４０μｓである方形パルス（図３の
３Ａ参照）を分配する。シュミットトリガ回路の出力に
は、コンデンサ３１と、抵抗器３２と、パルスの立下り
区間に対してピークを著しく減衰する（図３の３Ｂ参
照）ダイオード３３とを含む積分器３０が接続されてい
る。積分器のあとには、しきい値ｓ１を有し且つその出
力Ｃにおいて例えば１０μｓの校正長を有するパルス
（図３の３Ｃ）を与えるインバータ４０が接続されてい
る。Ｃ点において信号は、その値がＬである可変誘導子
６と、その値がＲ３である可変抵抗器とを含む時定数回
路に供給される。曲線３Ｄの左側部分は、誘導子が高値
を有するとき（コア６Ｂがコイル６Ａの内にあるとき）
の回路ＬＲ３の出力Ｄにおける信号を示しており、曲線
３Ｄの右側部分は、誘導子が低値を有するとき（コア６
Ｂがコイル６Ａの外にあるとき）の出力Ｄにおける信号
を示している。曲線の相違は、時定数回路ＬＲ内の電流
ｉの立上がりを支配する法則、即ち、ｉ＝Ｉｍａｘ（１
−ｅｘｐ（−ｔ／ｔ＊））
（Ａ）によって説明される。但し、ｔ＊はＬ／Ｒ３と近
傍であり、ＩｍａｘはＶｃｃ／Ｒ３近傍であり、コイル
抵抗は無視し得る。インバータ４０の出力信号はインバ
ータ５０によって反転され、インバータ５０の出力Ｆに
おける信号（図３の３Ｆ）はＤにおける信号と同時に、
図３の３Ｄに示したしきい値ｓ２を有するインバータ６
０に送られる。誘導子の値Ｌが小さいとき（コアが外）
にはインバータ６０の出力においては短い継続時間（例
えば３μｓ）のパルスが得られ、値Ｌが大きいとき（コ
アが内）にはより長い継続時間（例えば５〜１０μｓ）
のパルスが得られる。これらのパルスはそれぞれ図３の
３Ｇの左側及び右側に示してある。もしトリガしきい値
が一定であるならばパルス幅はＬ／Ｒ３に正比例し、従
って、Ｒ３は実質的に一定であるが故に幅がＬに正比例
することを式（Ａ）は示している。インバータ６０から
の出力パルスは駆動トランジスタ６１に供給され、抵抗
器６２を経てから発光ダイオード６３（例えばＨｅｗｌ
ｅｔｔ ＰａｃｋａｒｄＴＩ５１０）に送られる。ＬＥ
Ｄ６３は、遮蔽体４を貫いてパルスの形態の情報をプロ
セッサに輸送する光ファイバ６４に接続されている。抵
抗器Ｒ３と並列なコンデンサＣｃは、コイルの内部キャ
パシタンスを補償する。ほとんどの用途において、本発
明に従うデバイスは、２種類のパルス幅を決定するため
にただ２つの誘導子値のみが必要とされるような“信号
発信”接点を提供するために使用される。舌状形態の強
磁性コア（例えばミューメタル）を備えたコイルが誘導
子のために使用され、２つのインダクタンス値は、強磁
性コアがコイルの内側にあるかまたは完全に外側にある
かによって決定される。この用途は限定的ではなく、当
然ながら、２つ以上のパルス継続時間を決定する強磁性
コアの中間位置を含む２つの以上のインダクタンス値を
使用することも考慮され得る。図４は、信号接点の位置
をモニタする回路と自己モニタ回路とのブロック図であ
る。図２のインバータ６３によって発信された光信号は
光ファイバ６４によって輸送され、例えばＨｅｗｌｅｔ
ｔ Ｐａｃｋａｒｄ ２５０１回路の光電変換器６５に
よって電気信号に変換される。インバータの出力Ｈにお
ける信号（図４）は図５の５Ｈに示されている。５Ｈの
左側部分には２つの幅狭のパルスが、右側には２つの幅
広のパルスが示されている。パルスはインバータ６６に
よって反転され、インバータ６６（図４）の出力Ｊにお
ける信号は図５の５Ｊに示してある。Ｊ点における信号
は、図４においては抵抗器ｒとコンデンサｃとによって
代表して表されているシュミットトリガ回路（例えばＲ
ＣＡ ４０９３デバイス）に供給される。シュミットト
リガ回路の出力Ｋにおける信号（図４）は図５の５Ｋに
示してある。Ｋ点における信号はインバータ６７に供給
される。インバータ６７は２つのしきい値ｓ３及びｓ４
を有しており、その出力は値Ｖｃｃまたは値０をとる。
入力信号が第１のしきい値ｓ３を越えたときには信号状
態はＶｃｃから０に切り換わり、信号が第２のしきい値
ｓ４より下がったときには０からＶｃｃに切り換わる
（ｓ３＞ｓ４）。インバータ６７の出力Ｍにおける信号
は図５の５Ｍに示してある。Ｍ点における信号は、その
“ＣＬＯＣＫ”入力がポイントＭに接続されているＤ型
フリップフロップ６８（例えばＣｏｎｔｒｏｌ Ｄａｔ
ａ ４０１３デバイス）の“ＤＡＴＡ”入力に供給され
る。Ｍ点における信号の０−１の各遷移において、フリ
ップフロップはその出力Ｑに、“ＤＡＴＡ”入力の状態
を反映する信号を与える。この信号は図５の５Ｑに示し
てある。接点“ＰＯＳＩＴＩＯＮ”の表示は、図５の５
Ｑ＊に示した相補信号−Ｑ＊によって与えられるのが好
ましい。前述の復調回路は、本発明に従う信号発信デバ
イスの自己モニタ回路を備えている。この自己モニタ回
路は、通常は、−抵抗器７０を介して直流電源Ｖｃｃに
よってバイアスされる電界効果トランジスタＴと、−コ
ンデンサ７２と直列でＪ点とトランジスタのゲートとの
間の第１のダイオード７１と、−トランジスタのゲート
と接地点との間で並列なコンデンサ７３及び抵抗７４
と、−第２のダイオード７５とを含む“ダイオードポン
プ”を備えている。図５の５Ｎは、トランジスタのゲー
ト（Ｎ点）における電位を示しており、この電位は、光
電子系が動作中であるならば常にＶｃｃ以上であり、ト
ランジスタはオフのままである。何等かの理由（光源の
故障、光ファイバのうちの１つの破断、ダイオードポン
プ回路を含む電気素子の故障など）によりＪ点における
信号が消失すると、コンデンサ７３が抵抗器７４に放電
するのでトランジスタＴのゲートにおける電圧は消失
し、その結果、トランジスタＴのドレイン（Ｘ）に信号
が現れる。Ｄ型フリップフロップだけは部分的にこの自
己モニタリングから外れていることに留意されたい。図
６は、自己モニタ回路の別の実施例を示す。図６の回路
は、トランジスタＴを含む回路が除外されている点で図
４の回路とは異なる。２つの入力Ｅ１及びＥ２と出力Ｓ
とを有する排他的ＯＲゲート９０が、その入力Ｅ１によ
って、インバータ６７とＤ型フリップフロップ６８との
間に接続されている。フリップフロップ６８のＱ＊出力
に接続されているマイクロコントローラｍＰはこの情報
を取得し、継続時間ｄｔ＞ｔ０の単位パルス“１”を入
力Ｅ２に与えるようにされている。このパルスは自己モ
ニタリングの開始を表わしており、以降はこれを試験パ
ルスと称する。排他的ＯＲゲート９０の真理値表は下記
のとおりである。 Ｅ２＝０であるならば、排他的ＯＲゲートは入力Ｅ１の
状態を出力Ｓにコピーし、この追加回路は、最初にＱ＊
に与えられた情報を変更しない結果となる。しかしなが
ら、試験パルスが生成されると直ちにＥ２＝１となる。
システムがアイドルであって命令は実行されていないこ
とをソフトウェアがチェックすると、変換器から戻りパ
ルスがあるならば初期値Ｑ＊がなんであろうともＱ＊は
−Ｑ＊に強制的に置き換えられる。試験パルスは、ｔ０
よりわずかに大きい幅、即ちパルス伝送周期を有すれば
十分である。自己試験を実施するためには、プログラム
はまずＱ＊の値Ｑ＊０を記憶する。次いで、時間ｄｔに
おいてＥ２を“１”にセットし、この継続時間ｄｔのウ
ィンドウの間に、Ｑ＊がＱ１＝−Ｑ＊に変化したかをチ
ェックする。パルスがカットオフされたならば、マイク
ロコントローラｍＰは継続時間ｄｔの新たな時間ウィン
ドウを開く。この第２のウィンドウにおいて、マイクロ
コントローラｍＰはＱ２＝−Ｑ１＝Ｑ０であることを検
証する。上記手順及びｄｔの適切な選択によって、Ｄ型
フリップフロップ６８及び図４の回路においてはモニタ
されなかったインバータ６７を含む全ての測定装置がチ
ェックされる。排他的ＯＲ回路９０の故障が故障する
と、試験パルスが生成されたときにＱ＊が−Ｑ＊によっ
て置き換えられない結果となるが故に、これもまた自己
モニタによって感知されることに留意されたい。自己モ
ニタリングは、それ自体の周期で、または所与の頻度で
サンプル抽出することより情報取得の正規サイクルの一
部として実施することができる。当然ながら本発明は、
実施例によって与えられた上記実施態様に制限されず、
上述の手段または手段グループは等価の手段または手段
グループによって置き換えることができる。
る１つの実施態様の説明から、本発明はより理解される
であろう。図１を参照すると、光電池１は、蓄電池３に
接続されている電気ランプの形態の光源２によって照射
される。光電池セルは、光が窓４Ａを通して進入する遮
蔽包囲体４内にある。光電池は例えば５Ｖの電圧Ｖｃｃ
を与え、２０ｍＡのピーク電流を分配し得る。遮蔽包囲
体内にあって光電池１によって電力を供給される電子回
路５は、装置の状態を表わす信号を生成する。このため
に回路は、コイル６Ａと、その位置が既知であることが
要求される装置可動部材に連結されている可動コア６Ｂ
とを有する誘導子６を含んでいる。誘導子６は、コア６
Ｂがコイル６Ａの内側にあるか外側にあるかに従う２つ
の異なる値、及び、コアが挿入されている程度に比例し
て前記２つの値の間で変化する値をとる。回路５の電気
出力信号は光電素子８によって光信号に変換され、光フ
ァイバ９によって信号プロセッサ１０に移送される。そ
こで、光電素子１１は光信号を電気信号に変換し、この
電気信号を、例えば信号発信装置１３及びアラーム１４
に連絡するプロセッサ１２が受取る。遮蔽すること、電
力を供給するために光電池を使用すること、及び光ファ
イバにより伝送することにより、場合によっては起こり
得るいかなる干渉からも測定装置が保護される（特に動
電気的直接接続がないことで、位置変換器における共通
モード電圧が防止される）。これに代わるものとしては
図１に破線で示したように、遮蔽包囲体の壁を貫く光フ
ァイバ４Ｂによって接続されておりレーザダイオード３
Ａによって光を供給される、遮蔽包囲体内の集積光電池
１Ａ（例えばＳＰＥＣＴＥＣ ＡＳＧＡセル）によって
直流電圧が生成される。図２を参照すると、回路５は、
インバータ２１、可変抵抗器２２及びコンデンサ２３を
含む、電圧Ｖｃｃを受取るシュミットトリガ回路２０を
備えている。シュミットトリガ回路は出力Ａにおいて、
その立上がり区間が例えば１００μｓ離れており且つそ
の継続時間が例えば４０μｓである方形パルス（図３の
３Ａ参照）を分配する。シュミットトリガ回路の出力に
は、コンデンサ３１と、抵抗器３２と、パルスの立下り
区間に対してピークを著しく減衰する（図３の３Ｂ参
照）ダイオード３３とを含む積分器３０が接続されてい
る。積分器のあとには、しきい値ｓ１を有し且つその出
力Ｃにおいて例えば１０μｓの校正長を有するパルス
（図３の３Ｃ）を与えるインバータ４０が接続されてい
る。Ｃ点において信号は、その値がＬである可変誘導子
６と、その値がＲ３である可変抵抗器とを含む時定数回
路に供給される。曲線３Ｄの左側部分は、誘導子が高値
を有するとき（コア６Ｂがコイル６Ａの内にあるとき）
の回路ＬＲ３の出力Ｄにおける信号を示しており、曲線
３Ｄの右側部分は、誘導子が低値を有するとき（コア６
Ｂがコイル６Ａの外にあるとき）の出力Ｄにおける信号
を示している。曲線の相違は、時定数回路ＬＲ内の電流
ｉの立上がりを支配する法則、即ち、ｉ＝Ｉｍａｘ（１
−ｅｘｐ（−ｔ／ｔ＊））
（Ａ）によって説明される。但し、ｔ＊はＬ／Ｒ３と近
傍であり、ＩｍａｘはＶｃｃ／Ｒ３近傍であり、コイル
抵抗は無視し得る。インバータ４０の出力信号はインバ
ータ５０によって反転され、インバータ５０の出力Ｆに
おける信号（図３の３Ｆ）はＤにおける信号と同時に、
図３の３Ｄに示したしきい値ｓ２を有するインバータ６
０に送られる。誘導子の値Ｌが小さいとき（コアが外）
にはインバータ６０の出力においては短い継続時間（例
えば３μｓ）のパルスが得られ、値Ｌが大きいとき（コ
アが内）にはより長い継続時間（例えば５〜１０μｓ）
のパルスが得られる。これらのパルスはそれぞれ図３の
３Ｇの左側及び右側に示してある。もしトリガしきい値
が一定であるならばパルス幅はＬ／Ｒ３に正比例し、従
って、Ｒ３は実質的に一定であるが故に幅がＬに正比例
することを式（Ａ）は示している。インバータ６０から
の出力パルスは駆動トランジスタ６１に供給され、抵抗
器６２を経てから発光ダイオード６３（例えばＨｅｗｌ
ｅｔｔ ＰａｃｋａｒｄＴＩ５１０）に送られる。ＬＥ
Ｄ６３は、遮蔽体４を貫いてパルスの形態の情報をプロ
セッサに輸送する光ファイバ６４に接続されている。抵
抗器Ｒ３と並列なコンデンサＣｃは、コイルの内部キャ
パシタンスを補償する。ほとんどの用途において、本発
明に従うデバイスは、２種類のパルス幅を決定するため
にただ２つの誘導子値のみが必要とされるような“信号
発信”接点を提供するために使用される。舌状形態の強
磁性コア（例えばミューメタル）を備えたコイルが誘導
子のために使用され、２つのインダクタンス値は、強磁
性コアがコイルの内側にあるかまたは完全に外側にある
かによって決定される。この用途は限定的ではなく、当
然ながら、２つ以上のパルス継続時間を決定する強磁性
コアの中間位置を含む２つの以上のインダクタンス値を
使用することも考慮され得る。図４は、信号接点の位置
をモニタする回路と自己モニタ回路とのブロック図であ
る。図２のインバータ６３によって発信された光信号は
光ファイバ６４によって輸送され、例えばＨｅｗｌｅｔ
ｔ Ｐａｃｋａｒｄ ２５０１回路の光電変換器６５に
よって電気信号に変換される。インバータの出力Ｈにお
ける信号（図４）は図５の５Ｈに示されている。５Ｈの
左側部分には２つの幅狭のパルスが、右側には２つの幅
広のパルスが示されている。パルスはインバータ６６に
よって反転され、インバータ６６（図４）の出力Ｊにお
ける信号は図５の５Ｊに示してある。Ｊ点における信号
は、図４においては抵抗器ｒとコンデンサｃとによって
代表して表されているシュミットトリガ回路（例えばＲ
ＣＡ ４０９３デバイス）に供給される。シュミットト
リガ回路の出力Ｋにおける信号（図４）は図５の５Ｋに
示してある。Ｋ点における信号はインバータ６７に供給
される。インバータ６７は２つのしきい値ｓ３及びｓ４
を有しており、その出力は値Ｖｃｃまたは値０をとる。
入力信号が第１のしきい値ｓ３を越えたときには信号状
態はＶｃｃから０に切り換わり、信号が第２のしきい値
ｓ４より下がったときには０からＶｃｃに切り換わる
（ｓ３＞ｓ４）。インバータ６７の出力Ｍにおける信号
は図５の５Ｍに示してある。Ｍ点における信号は、その
“ＣＬＯＣＫ”入力がポイントＭに接続されているＤ型
フリップフロップ６８（例えばＣｏｎｔｒｏｌ Ｄａｔ
ａ ４０１３デバイス）の“ＤＡＴＡ”入力に供給され
る。Ｍ点における信号の０−１の各遷移において、フリ
ップフロップはその出力Ｑに、“ＤＡＴＡ”入力の状態
を反映する信号を与える。この信号は図５の５Ｑに示し
てある。接点“ＰＯＳＩＴＩＯＮ”の表示は、図５の５
Ｑ＊に示した相補信号−Ｑ＊によって与えられるのが好
ましい。前述の復調回路は、本発明に従う信号発信デバ
イスの自己モニタ回路を備えている。この自己モニタ回
路は、通常は、−抵抗器７０を介して直流電源Ｖｃｃに
よってバイアスされる電界効果トランジスタＴと、−コ
ンデンサ７２と直列でＪ点とトランジスタのゲートとの
間の第１のダイオード７１と、−トランジスタのゲート
と接地点との間で並列なコンデンサ７３及び抵抗７４
と、−第２のダイオード７５とを含む“ダイオードポン
プ”を備えている。図５の５Ｎは、トランジスタのゲー
ト（Ｎ点）における電位を示しており、この電位は、光
電子系が動作中であるならば常にＶｃｃ以上であり、ト
ランジスタはオフのままである。何等かの理由（光源の
故障、光ファイバのうちの１つの破断、ダイオードポン
プ回路を含む電気素子の故障など）によりＪ点における
信号が消失すると、コンデンサ７３が抵抗器７４に放電
するのでトランジスタＴのゲートにおける電圧は消失
し、その結果、トランジスタＴのドレイン（Ｘ）に信号
が現れる。Ｄ型フリップフロップだけは部分的にこの自
己モニタリングから外れていることに留意されたい。図
６は、自己モニタ回路の別の実施例を示す。図６の回路
は、トランジスタＴを含む回路が除外されている点で図
４の回路とは異なる。２つの入力Ｅ１及びＥ２と出力Ｓ
とを有する排他的ＯＲゲート９０が、その入力Ｅ１によ
って、インバータ６７とＤ型フリップフロップ６８との
間に接続されている。フリップフロップ６８のＱ＊出力
に接続されているマイクロコントローラｍＰはこの情報
を取得し、継続時間ｄｔ＞ｔ０の単位パルス“１”を入
力Ｅ２に与えるようにされている。このパルスは自己モ
ニタリングの開始を表わしており、以降はこれを試験パ
ルスと称する。排他的ＯＲゲート９０の真理値表は下記
のとおりである。 Ｅ２＝０であるならば、排他的ＯＲゲートは入力Ｅ１の
状態を出力Ｓにコピーし、この追加回路は、最初にＱ＊
に与えられた情報を変更しない結果となる。しかしなが
ら、試験パルスが生成されると直ちにＥ２＝１となる。
システムがアイドルであって命令は実行されていないこ
とをソフトウェアがチェックすると、変換器から戻りパ
ルスがあるならば初期値Ｑ＊がなんであろうともＱ＊は
−Ｑ＊に強制的に置き換えられる。試験パルスは、ｔ０
よりわずかに大きい幅、即ちパルス伝送周期を有すれば
十分である。自己試験を実施するためには、プログラム
はまずＱ＊の値Ｑ＊０を記憶する。次いで、時間ｄｔに
おいてＥ２を“１”にセットし、この継続時間ｄｔのウ
ィンドウの間に、Ｑ＊がＱ１＝−Ｑ＊に変化したかをチ
ェックする。パルスがカットオフされたならば、マイク
ロコントローラｍＰは継続時間ｄｔの新たな時間ウィン
ドウを開く。この第２のウィンドウにおいて、マイクロ
コントローラｍＰはＱ２＝−Ｑ１＝Ｑ０であることを検
証する。上記手順及びｄｔの適切な選択によって、Ｄ型
フリップフロップ６８及び図４の回路においてはモニタ
されなかったインバータ６７を含む全ての測定装置がチ
ェックされる。排他的ＯＲ回路９０の故障が故障する
と、試験パルスが生成されたときにＱ＊が−Ｑ＊によっ
て置き換えられない結果となるが故に、これもまた自己
モニタによって感知されることに留意されたい。自己モ
ニタリングは、それ自体の周期で、または所与の頻度で
サンプル抽出することより情報取得の正規サイクルの一
部として実施することができる。当然ながら本発明は、
実施例によって与えられた上記実施態様に制限されず、
上述の手段または手段グループは等価の手段または手段
グループによって置き換えることができる。
【図１】本発明に従うデバイスのブロック図である。
【図２】誘導子の値に比例する継続時間を有するパルス
を生成するための回路の１つの実施例の回路図である。
を生成するための回路の１つの実施例の回路図である。
【図３】図２の回路の動作を説明する種々の図である。
【図４】モニタ及び自己モニタ回路のブロック図であ
る。
る。
【図５】図４の回路の動作を説明する種々の図である。
【図６】自己モニタ回路の別の実施例を示す図である。
１ 光電池 ２ 光源 ３ 蓄電池 ４ 遮蔽包囲体 ５ 電子回路（第１の手段） ６ 誘導子 ８ 光電素子（第２の手段） ９ 光ファイバ １０ 信号プロセッサ １２ プロセッサ １３ 信号発信装置 １４ アラーム
Claims (8)
- 【請求項１】 個別の複数の状態をとり得る装置の状態
を遠隔から信号で知らせるためのデバイスであって、干
渉のない直流電圧を遮蔽包囲体内で生成する手段を含ん
でおり、前記遮蔽包囲体が、前記装置の種々の状態に従
って個別の値をとり得るインダクタンスの値にその継続
時間が比例する電気パルスを前記直流電圧から生成する
第１の手段と、前記電気パルスを光パルスに変換する第
２の手段と、前記光パルスを前記包囲体からプロセッサ
に伝送するための光ファイバとを含んでおり、前記第１
の手段が、等時間間隔だけ離れた一定継続時間の方形パ
ルスを生成するための回路と、前記パルスを受取る積分
器と、前記積分器の出力信号を受取り且つその出力にお
いて校正パルスを与える第１のインバータと、抵抗器及
び誘導子を含む時定数回路とを具備してなり、前記第１
のインバータの出力信号が前記時定数回路の入力と第２
のインバータとに与えられ、前記時定数回路及び前記第
２のインバータの出力信号が、前記第２の手段を駆動す
る増幅器にその出力が接続されている第３のインバータ
の入力に供給されるデバイス。 - 【請求項２】 前記直流電圧を生成するための手段が、
前記遮蔽包囲体内にあり且つ前記遮蔽包囲体にある窓を
通して光源によって照射されるようにされている光電池
を含んでいる請求項１に記載のデバイス。 - 【請求項３】 前記直流電圧を生成するための手段が、
前記遮蔽包囲体内にあり且つレーザダイオードによって
光を供給される光ファイバが備えられた集積光電池を含
んでいる請求項１に記載のデバイス。 - 【請求項４】 前記第２の手段がホトダイオードである
請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。 - 【請求項５】 個別の複数の状態をとり得る装置の状態
を遠隔から信号で知らせるためのデバイスであって、干
渉のない直流電圧を遮蔽包囲体内で生成する手段を含ん
でおり、前記遮蔽包囲体が、前記装置の種々の状態に従
って個別の値をとり得るインダクタンスの値にその継続
時間が比例する電気パルスを前記直流電圧から生成する
第１の手段と、前記電気パルスを光パルスに変換する第
２の手段と、前記光パルスを前記包囲体からプロセッサ
に伝送するための光ファイバとを含んでおり、前記プロ
セッサが、復調器及び自己モニタ回路を具備してなるデ
バイス。 - 【請求項６】 前記復調器が、前記光ファイバから信号
を受取る光電変換器と、シュミットトリガ回路と、Ｄ型
フリップフロップとを含んでいる請求項５に記載のデバ
イス。 - 【請求項７】 前記自己モニタ回路が、出力トランジス
タを駆動するダイオードポンプ回路を含んでいる請求項
５に記載のデバイス。 - 【請求項８】 前記自己モニタ回路が、その第１の入力
によって前記Ｄ型フリップフロップの入力側に接続され
ており且つマイクロコントローラに接続されているその
第２の入力を有する排他的ＯＲゲートを含んでおり、前
記マイクロコントローラが、前記方形パルスの継続時間
を越える継続時間の試験パルスを前記第２の入力に与え
るようにされており、更に前記マイクロコントローラ
が、前記Ｄ型フリップフロップに接続されており、且つ
システムがアイドルであるならば前記周期の間に位置情
報の変化を観察するようにプログラムされている請求項
７に記載のデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9104631A FR2675609B1 (fr) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Dispositif de signalisation de la position d'un organe mobile. |
| FR9104631 | 1991-04-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05183965A JPH05183965A (ja) | 1993-07-23 |
| JPH0716275B2 true JPH0716275B2 (ja) | 1995-02-22 |
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|---|---|---|---|
| JP4096808A Expired - Fee Related JPH0716275B2 (ja) | 1991-04-16 | 1992-04-16 | 個別の複数の状態をとり得る装置の状態を遠隔から信号で知らせるためのデバイス |
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| EP (1) | EP0509920B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0716275B2 (ja) |
| CN (1) | CN1028807C (ja) |
| AT (1) | ATE170652T1 (ja) |
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| CA (1) | CA2066109C (ja) |
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| DK (1) | DK0509920T3 (ja) |
| ES (1) | ES2121832T3 (ja) |
| FR (1) | FR2675609B1 (ja) |
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| ES2117939B1 (es) * | 1996-01-24 | 1999-03-16 | Univ Madrid Politecnica | Sistema sensor autoalimentado fotovoltaicamente e integrado para telemedida de parametros fisicos y quimicos a traves de canales opticos. |
| US5880681A (en) * | 1997-09-16 | 1999-03-09 | Caterpillar Inc. | Apparatus for determining the position of a work implement |
| JPH11122177A (ja) * | 1997-10-17 | 1999-04-30 | Fujitsu Ltd | 監視制御信号送信装置及び方法 |
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| CN117174511B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-03-01 | 西安西电电力系统有限公司 | 柔性直流输电功率模块旁路开关的状态光回报装置及方法 |
Family Cites Families (11)
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| US4490606A (en) * | 1982-04-26 | 1984-12-25 | Geosource Inc. | Transducer apparatus utilizing fiber optics for data transmission |
| DE3219877A1 (de) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover | Schaltungsanordnung zur ueberwachung und anzeige der position eines geraets |
| US4626621A (en) * | 1983-08-10 | 1986-12-02 | Diesel Kiki Co., Ltd. | Circuit for generating a position in digital form |
| GB2165712B (en) * | 1984-10-17 | 1988-05-11 | Stc Plc | Power transmission |
| DE3506602A1 (de) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Einrichtung zur signaluebertragung |
| JPS62267898A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-20 | オムロン株式会社 | 遠隔信号伝達装置 |
| DE3643715A1 (de) * | 1986-12-20 | 1988-06-30 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zur uebertragung von messwerten eines sensors |
| US5229876A (en) * | 1990-03-26 | 1993-07-20 | At&T Bell Laboratories | Telemetry for optical fiber amplifier repeater |
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