JPH1049792A - 複極性電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続信号の情報及び不連続信号の情報を一つ
の信号路を介して正確に伝送する。 【解決手段】 正負両極性に亘って連続的に変化する連
続信号ｂ₂ 及び正の一定値又は負の一定値に変化する不
連続信号ｃ₂ が入力される一対の入力端子31a,31b と、
こ一対の入力端子間に接続され、入力信号の電流値が規
定値以下のとき入力電流値に比例する電流を出力し、入
力信号の電流値が規定値を越えるとき出力電流値を一定
値に制御する一対の定電流回路46a,46b と、各定電流回
路に流入する各電流の方向が互いに逆方向になるように
各電流を制御する一対の整流素子48a,48b と、少なくと
も一方の定電流回路に対する電流路に介挿された基準抵
抗34a と、基準抵抗の端子間電圧を検出することによっ
て、この基準抵抗に流れる電流値を検出する少なくとも
１つの電流検出器49とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正負両極性に亘っ
て連続的に変化する連続信号及び正の一定値又は負の一
定値に変化する不連続信号を精度良く検出する複極性電
流検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】正の一定値又は負の一定値に変化する不
連続信号を伝送する伝送システムとして電けんを用いて
電信符号を送信する電信回線がある。この電信回線は、
図８に示すように、送信端局１と信号路２と受信端局３
とから構成される。

【０００３】送信端局１内には、出力電圧が互いに逆極
性を有した同一構成の直流電源４ａ，４ｂと、この直流
電源４ａ，４ｂの各出力電圧Ｅ₀ ，−Ｅ₀ のうちいずれ
か一方を選択する電けん５が組込まれている。一方、受
信端局３内には、作動電流がＩ_D と−Ｉ_D とである有極
リレー６が組込まれている。また信号路２は天候や負荷
変動やその他の影響によって大きく変動するインピーダ
ンス７を有する。

【０００４】したがって、信号路２には、図９に示すよ
うに、正の一定値（Ｅ₀ ）又は負の一定値（−Ｅ₀ ）に
変化する不連続の電信信号ａが流れる。また、正負両極
性に亘って連続的に変化する連続信号及び正の一定値又
は負の一定値に変化する不連続信号を伝送する伝送シス
テムとして、例えば、図１０に示す水処理プラントや浄
水場等における遠方監視システムがある。

【０００５】水位センサ８は図１１（ａ）に示す水位Ｌ
に比例する検出信号ｂを出力する。この場合、図１１
（ａ）に示すように、水位Ｌが基準水位Ｌ_S のとき出力
電圧Ｖの値は０ボルトに設定されており、基準水位Ｌ_S
より高い場合に正電位となり、基準水位Ｌ_S より低い場
合に負電位となる。

【０００６】したがって、水位センサ８から出力されて
送信機９で信号路１０ａを介して遠方の監視センタへ送
信される検出信号ｂは、図１１（ｂ）に示すように、０
レベルラインを挟んで正極側及び負極側へ連続的に変化
する連続信号となる。監視センタの受信機１１は検出信
号ｂを受信して表示器１２へ送出する。表示器１２は検
出信号ｂから得られる水位Ｌを表示する。

【０００７】一方、ポンプ・オンオフ監視器１３は、水
処理プラントや浄水場等に配設されたポンプの運転状態
を監視する。そして、図１０（ｂ）に示すように、ポン
プが起動状態のとき正の一定値（Ｅ₀ ）となり、ポンプ
が停止状態のとき負の一定値（−Ｅ₀ ）となる不連続の
状態信号ｃを出力する。

【０００８】ポンプ・オンオフ監視器１３から出力され
た図１１（ｃ）に示す状態信号ｃは送信機１４で信号路
１０ｂを介して監視センタへ送信される。監視センタの
受信機１５は状態信号ｃを受信して表示器１２へ送出す
る。表示器１２は状態信号ｃから得られるポンプのオン
・オフ状態を表示する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す電信回線及び図１０に示す遠方監視システムにおい
ても、まだ改良すべき次のような課題があった。図８に
示す電信回線においては、一対の直流電源４ａ，４ｂの
出力電圧は常に正確に一致しているとは限らない。ま
た、信号路２のインピーダンス７が天候や負荷変動やそ
の他の影響によって大きく変動する。その結果、信号路
２に流れる電流信号ａ´は図９の破線に示すように、０
レベルラインに対して必ずしも対称波形とはならない懸
念がある。その結果、受信端極３の有極リレー６が誤動
作する懸念がある。

【００１０】図１０に示す遠方監視システムにおいて
は、水位センサ８から出力されて送信機９で信号路１０
ａを介して遠方の監視センタへ送信される検出信号ｂは
アナログ信号であるので、当然、信号路１０ａのインピ
ーダンスの状態に応じて受信機１１で受信された時点に
おける電流信号ｂ´の値が図１１（ｂ）の破線で示すよ
うに変動する懸念がある。したがって、表示器１２に表
示された水位Ｌの精度が低下する。

【００１１】また、ポンプ・オンオフ監視器１３から出
力される状態信号ｂに対応する電流信号ｂ´もポンプ・
オンオフ監視器１３内に収納された一対の定電圧源の出
力電圧の不一致や、信号路１０ｂのインピーダンスの影
響により、受信機１５に入力される時点で、図１１
（ｃ）の点線で示すように、０レベルラインに対して非
対称波形となる。

【００１２】さらに、図１０に示す遠方監視システムに
おいては、連続信号である検出信号ｂと不連続信号であ
る状態信号ｃとはそれぞれ個別の信号路１０ａ，１０ｂ
を用いて伝送する必要があり、システム全体の構成が複
雑化する。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、定電流回路が元来有する特性を利用するこ
とによって、連続信号の情報及び不連続信号の情報とを
一つの信号路を介して正確に伝送できる複極性電流検出
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に請求項１の複極性電流検出装置においては、正負両極
性に亘って連続的に変化する連続信号及び正の一定値又
は負の一定値に変化する不連続信号が入力される一対の
入力端子と、この一対の入力端子間に接続され、入力信
号の電流値が規定値以下のとき入力電流値に比例する電
流を出力し、入力信号の電流値が規定値を越えるとき出
力電流値を一定値に制御する一対の定電流回路と、各定
電流回路に流入する各電流の方向が互いに逆方向になる
ように各電流を制御する一対の整流素子と、一対の定電
流回路の少なくとも一方の定電流回路に対する電流路に
介挿された基準抵抗と、この基準抵抗の端子間電圧を検
出することによって、この基準抵抗に流れる電流値を検
出する少なくとも１つの電流検出器とを備えたものであ
る、請求項２においては、請求項１の複極性電流検出装
置における各定電流回路を、電流路に直列介挿された基
準抵抗及びＭＯＳ型ＦＥＴと、直流基準電圧源と、直流
基準電圧源の出力電圧と基準抵抗の端子間電圧との差電
圧をＭＯＳ型ＦＥＴのゲート端子へ印加する演算増幅器
とで構成している。

【００１５】請求項３においては、請求項１の複極性電
流検出装置における一対の定電流回路を一対の入力端子
間に直列接続している。また、各定電流回路を、電流路
に直列介挿された基準抵抗及びＭＯＳ型ＦＥＴと、直流
基準電圧源と、直流基準電圧源の出力電圧と基準抵抗の
端子間電圧との差電圧をＭＯＳ型ＦＥＴのゲート端子へ
印加する演算増幅器とで構成している。さらに、各整流
素子を各定電流回路のＭＯＳ型ＦＥＴのソース・ドレイ
ン間に接続し、電流検出回路をいずれか一方の定電流回
路の電流路に介挿された基準抵抗の両端子間に接続して
いる。

【００１６】請求項４においては、請求項１の複極性電
流検出装置における一対の定電流回路を基準抵抗を介し
て一対の入力間に並列接続している。また、各整流素子
を各定電流回路と一方の入力端子との間に介挿してい
る。さらに、電流検出回路を、並列接続された一対の定
電流回路の共通の電流路に介挿された基準抵抗の両端子
間に接続している。

【００１７】このように構成された複極性電流検出装置
においては、一対の入力端子間に一対の定電流回路が接
続されている。そして、一対の整流素子によって、一方
の定電流回路には入力信号の正側の信号成分が入力さ
れ、他方の定電流回路には入力信号の負側の信号成分が
入力される。

【００１８】一般に、定電流回路においては、この定電
流回路に対する入力信号の電流値が規定値を越えると
き、出力信号の電流値が予め定められた一定の所定値に
制御される。そして、一般に、規定値を越える電流を定
電流回路に印加するようにしている。

【００１９】したがって、不連続信号の正の一定値又は
負の一定値が前記規定電流値を越えるように設定すれ
ば、不連続信号が正の一定値のとき正側の定電流回路に
よって、一対の入力端子間に正方向の所定電流が流れ
る。一方、不連続信号が負の一定値のとき負側の定電流
回路によって、一対の入力端子間に負方向の所定電流が
流れる。

【００２０】一対の入力端子間を正方向又は負方向に流
れる各所定電流は電流路に介挿された基準抵抗の両端電
圧を検出することによって正確に求まる。この求めた正
方向又は負方向の各所定電流値を例えばＡ／Ｄ変換して
送信すればよい。

【００２１】よって、正の一定及び負の一定値の電圧を
生成する一対の電圧源の出力電圧の不一致の影響を排除
できる。また、定電流回路に対する入力信号の電流値が
規定値以下の場合は、この定電流回路は所定値の電流を
出力できなく、入力信号の電流値に対応する電流を出力
する。

【００２２】したがって、正負両極性に亘って連続的に
変化する連続信号の最大電流値を前記規定値以下に制限
すれば、一対の入力端子間に定電流回路を介して入力信
号の電流値に比例する電流が流れる。一対の入力端子間
を正方向又は負方向に流れる電流の電流値は電流路に介
挿された基準抵抗の両端電圧を検出することによって求
まる。この求めた電流値を例えばＡ／Ｄ変換して表示等
の処理を行えばよい。

【００２３】よって、この複極性電流検出装置でもっ
て、正負両極性に亘って連続的に変化する連続信号に対
してはアナログ的な連続値として検出でき、かつ正の一
定値又は負の一定値に変化する不連続信号に対しては、
例えばオンまたはオフの二値として検出できる。

【００２４】また、請求項２においては、定電流回路
を、基準抵抗、ＭＯＳ型ＦＥＴ、直流基準電圧源及び演
算増幅器とで構成している。そして、電流検出器が接続
された電流検出用の基準抵抗をそのまま、規定電流値設
定するために用いる基準抵抗として定電流回路に組込ん
でいる。したがって、高価な基準抵抗の設置数を少なく
でき、回路構成を簡素化できる。

【００２５】請求項３においては、請求項２の構成を有
する各定電流回路を入力端子間に直列接続し、かつ整流
素子を各定電流回路のＭＯＳ型ＦＥＴのソース・ドレイ
ン間に接続している。そして、電流検出器はいずれか一
方の定電流回路の基準抵抗に接続されている。

【００２６】基準抵抗とＭＯＳ型ＦＥＴとは直列接続さ
れ、かつ整流素子はＭＯＳ型ＦＥＴに対して並列接続さ
れているので、正負いずれの方向に流れる電流であって
も両方の基準抵抗に流れる。したがって、いずれか一方
の基準抵抗にのみ電流検出器を接続すればよい。その結
果、電流検出器の設置数を１個に低減できる。

【００２７】請求項４においては、各定電流回路を入力
端子間に並列接続し、かつ各整流素子は各定電流回路と
一方の入力端子との間に介挿し、さらに、並列接続され
た一対の定電流回路の共通の電流路に別の基準抵抗を介
挿し、この基準抵抗に電流検出器を接続している。その
結果、請求項３と同様に、電流検出器の設置数を１個に
低減できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明の各実施形態を図面を
用いて説明する。 （第１実施形態）図１は第１実施形態の複極性電流検出
装置が組込まれた遠方監視システムの概略構成を示すブ
ロック構成図である。

【００２９】アナログセンサ２１は、例えば図１１
（ａ）で示した水位センサ８と同様に正負両極性に亘っ
て連続的に変化するアナログの連続信号ｂ₂ を出力す
る。アナログセンサ２１から出力された連続信号ｂ₂ は
増幅器２２でゲイン調整されたのち切換器２３の一方端
子へ入力される。

【００３０】オン・オフセンサ２４は、例えば図１１
（ｂ）で示したポンプ・オンオフ監視器１３と同様に、
正の一定値（Ｅ₀ ）又は負の一定値（−Ｅ₀ ）に変化す
る不連続信号ｃ₂ を出力する。オン・オフセンサ２４か
ら出力された不連続信号ｃ₂ は増幅器２５でゲイン調整
されたのち切換器２３の他方端子へ入力される。

【００３１】切換器２３は例えば外部から入力された切
換指令に基づいてアナログセンサ２１からの連続信号ｂ
₂ 又はオン・オフセンサ２４からの不連続信号ｃ₂ のい
ずれか一方の信号を信号路２７を介して監視センタ内に
設置された複極性電流検出装置２６へ送出する。なお、
信号路２７は天候や負荷変動やその他の影響によって大
きく変動するインピーダンス２７ａを有する。

【００３２】複極性電流検出装置２６は、入力された連
続信号ｂ₂ 又は不連続信号ｃ₂ の電流値を読取ってＡ／
Ｄ変換してデジタルの連続信号ｂ₃ 又は不連続信号ｃ₃
として表示器３０へ送出する。表示器３０はデジタルの
連続信号ｂ₃ 又は不連続信号ｃ₃ に基づいて連続的に変
動する水位又はポンプのオン・オフ状態を表示する。

【００３３】図２は複極性電流検出装置２６の詳細回路
図である。信号線２７に接続された一対の入力端子３１
ａ，３１ｂに図示極性の整流素子としてのダイオード３
２ａと第１の定電流回路３３ａとの直列回路が接続され
ている。さらに、この直列回路に並列に先のダイオード
３２ａと逆極性のダイオード３２ｂと第２の定電流回路
３３ｂとの直列回路が接続されている。

【００３４】第１の定電流回路３３ａにおいては、入力
端子３１ｂとダイオード３２ａとの間に抵抗値Ｒ_S の基
準抵抗３４ａとｎチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ３５ａとが
直列接続されている。基準抵抗３４ａとＭＯＳ型ＦＥＴ
３５ａとの接続点の電位が演算増幅器３６ａの反転入力
端子へ印加されている。演算増幅器３６ａの非反転入力
端子と入力端子３１ｂとの間には基準電圧Ｖ_S を出力す
る直流基準電圧源３７ａが接続されている。

【００３５】第２の定電流回路３３ｂにおいては、入力
端子３１ｂとダイオード２３ｂとの間に抵抗値Ｒ_S の基
準抵抗３４ｂとｐチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ３５ｂとが
直列接続されている。基準抵抗３４ｂとＭＯＳ型ＦＥＴ
３５ｂとの接続点の電位が演算増幅器３６ｂの反転入力
端子へ印加されている。演算増幅器３６ｂの非反転入力
端子と入力端子３１ｂとの間には基準電圧Ｖ_S を出力す
る直流基準電圧源３７ｂが接続されている。なお、直流
基準電圧源３７ｂは第１の定電流回路３３ａの直流基準
電圧源３７ａとは逆極性に介挿されている。

【００３６】第１の定電流回路３３ａの基準抵抗３４ａ
の両端子間にＡ／Ｄ変換器からなる第１の電流検出器３
８ａが接続され、第２の定電流回路３３ｂの基準抵抗３
４ｂの両端子間にＡ／Ｄ変換器からなる第２の電流検出
器３８ｂが接続されている。各電流検出器３８ａ，３８
ｂは基準抵抗３４ａ，３４ｂを流れる各電流値Ｉa ，Ｉ
ｂを各基準抵抗３４ａ．３４ｂの両端電圧Ｖａ，Ｖｂを
測定することによって算出している。

【００３７】 Ｉａ＝Ｖａ／Ｒ_S Ｉｂ＝Ｖｂ／Ｒ_S 例えば、入力端子３１ａを正極側端子とし、入力端子３
１ｂを負極側端子とすると、ダイオード３２ａの存在に
より、第１の定電流回路３３ａに連続信号ｂ₂又は不連
続信号ｃ₂ の正側信号成分が流れ、第２の定電流回路３
３ｂに連続信号ｂ₂ 又は不連続信号ｃ₂ の負側信号成分
が流れる。

【００３８】したがって、第１の電流検出器３８ａは各
信号ｂ₂ ，ｃ₂ の正側電流値Ｉａを例えば８ビットで示
して次の合成回路３９へ送出する。他方、第２の電流検
出器３８ｂは各信号ｂ₂ ，ｃ₂ の負側電流値Ｉｂを例え
ば８ビットで示して次の合成回路３９へ送出する。

【００３９】合成回路３９は、正側電流値Ｉａと負側電
流値Ｉｂとを合成して、正極側８ビット及び負極側８ビ
ットの合計１６ビットからなる正負両極性極に亘るデジ
タルの連続信号ｂ₃ 又は不連続信号ｃ₃ を次の表示器３
０へ出力する。

【００４０】次に、第１の定電流回路３３ａの動作を図
３の特性図を用いて説明する。この第１の定電流回路３
３ａを流れる電流をＩａとすると、ほぼ下記に示す規定
値Ｉ_S （所定値）に制御される。

【００４１】Ｉ_S ＝Ｖ_S ／Ｒ_S なお、定電流回路３３ａを流れる電流Ｉａが極端に小さ
い場合は、電流Ｉａが規定電流Ｉ_S まで増加することな
く、この電流Ｉａに比例した電流Ｉが流れる。

【００４２】Ｉ＝ｋ・Ｉａ 図３は定電流回路３３ａの入力電流Ｉａと出力電流Ｉと
の関係を示す図である。

【００４３】第２の定電流回路３３ｂも第１の定電流階
回路３３ａとほぼ同一構成を有している。このように構
成された複極性電流検出装置２６が組込まれた遠方監視
システムにおいては、増幅器２２にてアナログセンサ２
１から出力される連続信号ｂ₂ の信号電流が前述した規
定値Ｉ_S を越えないようにゲインを調整している。ま
た、増幅器２５にてオン・オフセンサ２４から出力され
る不連続信号ｃ₂ の正側一定値及び負側一定値に対応す
る各電流値が前述した規定値Ｉ_S を大きく越えるように
ゲインを調整している。

【００４４】切換器２３がアナログセンサ２１側に接続
された状態においては、アナログセンサ２１から信号路
２７を介して複極性電流検出装置２６へ入力される連続
信号ｂ₂ が正値を示す場合は、第１の定電流回路３３ａ
の基準抵抗３４ａに接続された第１の電流検出器３８ａ
で検出される。また、アナログセンサ２１からの連続信
号ｂ₂ が負値を示す場合は、第２の定電流回路３３ｂの
基準抵抗３４ｂに接続された第２の電流検出器３８ｂで
検出される。したがって、合成回路３９から正負両極性
に亘って連続的に変化するデジタルの連続信号ｂ₃ が出
力される。

【００４５】切換器２３がオン・オフセンサ２４側に接
続された状態においては、オン・オフセンサ２４から複
極性電流検出装置２６へ入力される不連続信号ｃ₂ が正
値を示す場合は、この正値が第１の定電流回路３３ａで
規定電流値Ｉ_S に制御され、基準抵抗３４ａに接続され
た第１の電流検出器３８ａで検出される。また、オン・
オフセンサ２４から複極性電流検出装置２６へ入力され
る不連続信号ｃ₂ が負値を示す場合は、この負値が第２
の定電流回路３３ｂで規定電流値Ｉ_S に制御され、基準
抵抗３４ｂに接続された第２の電流検出器３８ｂで検出
される。したがって、合成回路３９から正側一定値及び
負側一定値に変化するデジタルの不連続信号ｃ₃ が出力
される。

【００４６】このように、不連続信号ｃ₂ の正値及び負
値に対応する各電流値は強制的に規定値Ｉ_S に制御され
るので、たとえ不連続信号ｃ₂ の正値及び負値が必ずし
も０レベルラインに対して対称値でなくとも、また信号
路２７におけるインピターンス２７ａの変動に起因して
正値及び負値のレベルが変動していたとしても、常に正
しい２値化されたオン・オフ情報が得られる。

【００４７】また、この複極性電流検出装置２６でもっ
て、正負両極性に亘って連続的に変化する連続信号ｂ₂
に対してはアナログ的な連続値として検出でき、かつ正
の一定値又は負の一定値に変化する不連続信号ｃ₂ に対
しては、例えばオンまたはオフの二値として検出でき
る。

【００４８】したがって、図１０に示した、従来の遠方
監視システムに比較して、信号路を１つに減少でき、ま
た、図１には図示していない送信機及び受信機もそれぞ
れ１つに減少できるので、システム全体の設備費を節減
できる。

【００４９】（第２実施形態）図４は本発明の第２実施
形態の複極性電流検出装置２６ａを示す回路図である。
図２に示す第１実施形態の複極性電流検出装置２６と同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の詳細説明を省略する。

【００５０】この第２実施形態の複極性電流検出装置２
６ａにおいては、一対の入力端子３１ａ，３１ｂに対し
てそれぞれダイオード３２ａ，３２ｂを介して第１，第
２の定電流回路３３ａ，３３ｂが並列接続されている。
そして、一対の入力端子３１ａ，３１ｂのうちの一方の
入力端子３１ｂと各定電流回路３３ａ，３３ｂとの間に
は共通の基準抵抗４０が介挿されている。この基準抵抗
４０は各定電流回路３３ａ，３３ｂに組込まれた各基準
抵抗３４ａ，３４ｂと同一の抵抗値Ｒ_S を有している。

【００５１】共通の基準抵抗４０の両端子間にＡ／Ｄ変
換器からなる電流検出器４１が接続されている。この電
流検出器４１は基準抵抗４０を流れる電流の値を流れる
方向（正負の極性）をも含めて検出する。

【００５２】このように構成された複極性電流検出装置
２６ａにおいては、第１，第２の定電流回路３３ａ，３
３ｂ及び各ダイオード３２ａ，３２ｂは第１実施形態の
複極性電流検出装置２６と同じ機能及び動作を有する。
したがって、共通の基準抵抗４０には、入力端子３１ａ
側が正極側となる各連続信号ｂ₂ ，不連続信号ｃ₂ 、及
び入力端子３１ｂ側が正極側となる各連続信号ｂ₂ ，不
連続信号ｃ₂ の各電流が流れる。但し、流れる方向が異
なる。

【００５３】この共通の基準抵抗４０に流れる電流は第
１，第２の定電流回路３３ａ，３３ｂ内の基準抵抗３４
ａ，３４ｂにそれぞれ個別に流れる電流と同一である。
したがって、１個の電流検出器４１でもって、第１実施
形態の複極性電流検出装置２６と同様に、デジタルの連
続信号ｂ₃ と不連続信号ｃ₃ とを得ることができる。

【００５４】よって、第１実施形態の複極性電流検出装
置２６とほぼ同様の効果を奏することができると共に、
必要な電流検出器４１を１台に減少でき、回路構成を簡
素化でき、製造費を節減できる。

【００５５】（第３実施形態）図５は本発明の第３実施
形態の複極性電流検出装置２６ｂを示す回路図である。
図２に示す第１実施形態の複極性電流検出装置２６と同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の詳細説明を省略する。

【００５６】この第３実施形態の複極性電流検出装置２
６ｂにおいては、一対の入力端子３１ａ，３１ｂ間に第
１，第２の定電流回路４２ａ，４２ｂが直列接続されて
いる。さらに、この第１，第２の定電流回路４２ａ，４
２ｂに流入する電流の向きが互いに逆方向になるように
極性が設定されたダイオード４５ａ，４５ｂが並列接続
されている。

【００５７】第１，第２の定電流回路４２ａ，４２ｂに
おいては、第１，第２実施形態の各定電流回路３２ａ，
３２ｂにおける各ＭＯＳ型ＦＥＴ３５ａ，３５ｂの代り
に、ｎｐｎ型の各トランジスタ４３ａ，４３ｂが採用さ
れている。さらに、この各トランジスタ４３ａ，４３ｂ
のエミッタ・コレクタ間には、逆流防止用ダイオード４
４ａ，４４ｂが接続されている。

【００５８】このようなトランジスタ４３ａ，４３ｂを
用いた各定電流回路４２ａ，４２ｂであっても、第１実
施形態の各定電流回路３２ａ，３２ｂとほぼ同一の機能
及び動作を有する。

【００５９】このように構成された複極性電流検出装置
２６ｂにおいて、入力端子３１ａ，３１ｂに入力された
連続信号ｂ₂ ，不連続信号ｃ₂ の信号値が正の場合、入
力端子３１ａから入力した電流は、第１の定電流回路４
２ａ及びダイオード４５ｂを介して他方の入力端子３２
ｂへ流出する。この第１の定電流回路４２ａを通流する
過程で、その電流値が電流検出回路３８ａで正側電流値
として検出される。

【００６０】一方、入力端子３１ａ，３１ｂに入力され
た連続信号ｂ₂ ，不連続信号ｃ₂ の信号値が負の場合、
入力端子３１ｂから入力した電流は、第２の定電流回路
４２ｂ及びダイオード４５ａを介して他方の入力端子３
２ａへ流出する。この第２の定電流回路４２ｂを通流す
る過程で、その電流値が電流検出回路３８ｂで負側電流
値として検出される。

【００６１】よって、第１実施形態の複極性電流検出装
置２６と同様に、合成回路３９からデジタルの連続信号
ｂ₃ と不連続信号ｃ₃ とが出力される。このように、入
力端子３２ａ，３２ｂ間に互いに逆方向の電流値を制御
する一対の定電流回路４２ａ．４２ｂを直列接続したと
しても、先に説明した一対の定電流勘回路３２ａ，３２
ｂを並列接続した第１，第２の実施形態の複極性電流検
出装置２６，２６ａとほぼ同様の効果を得ることができ
る。

【００６２】（第４実施形態）図６は本発明の第４実施
形態の複極性電流検出装置２６ｃを示す回路図である。
図５に示す第３実施形態の複極性電流検出装置２６ｂと
同一部分には同一符号が付してある。したがって、重複
する部分の詳細説明を省略する。

【００６３】この第４実施形態の複極性電流検出装置２
６ｃにおける一対の入力端子３１ａ，３１ｂ間に直列接
続された第１，第２の定電流回路４６ａ，４６ｂにおい
ては、図５に示す第１，第２の定電流回路４２ａ，４２
ｂの各トランジスタ４３ａ，４３ｂの代りに、ｎチャネ
ルのＭＯＳ型ＦＥＴ３６ａ，３６ｂが用いられ、逆流防
止用ダイオード４４ａ，４４ｂは除去されている。

【００６４】このような構成の複極性電流検出装置２６
ｃにおいても、図５に示した第３実施形態の複極性電流
検出装置２６ｃとほぼ同様の効果を得ることができる。 （第５実施形態）図７は本発明の第５実施形態の複極性
電流検出装置２６ｄを示す回路図である。図６に示す第
４実施形態の複極性電流検出装置２６ｃと同一部分には
同一符号が付してある。したがって、重複する部分の詳
細説明を省略する。

【００６５】この第５実施形態の複極性電流検出装置２
６ｄにおいては、一対の入力端子３１ａ，３１ｂ間に第
１，第２の定電流回路４６ａ，４６ｂが直列接続される
と共に、各定電流回路４６ａ，４６ｂ内のＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ３６ａ，３６ｂのソース・ドレイン間に整流素子とし
ての各ダイオード４８ａ，４８ｂが図示極性に接続され
ている。

【００６６】そして、一方の定電流回路４６ａ内に組込
まれた基準抵抗３４ａの両端子間にＡ／Ｄ変換器からな
る電流検出器４９が接続されている。この電流検出器４
９は図４に示した第２実施形態における電流検出器４１
と同一構成であり、基準抵抗３４ａを流れる電流の値を
流れる方向（正負の極性）をも含めて検出する。

【００６７】このような構成の複極性電流検出装置２６
ｄにおいては、各ダイオード４８ａ，４８ｂはＭＯＳ型
ＦＥＴ３６ａ，３６ｂのソース・ドレイン間に接続され
ているので、各基準抵抗３４ａ，３４ｂには、入力端子
３１ａ，３１ｂに入力される連続信号ｂ₂ ，不連続信号
ｃ₂ が正極側及び負極側のいずれの極性を有していたと
しても、必ず電流は流れる。但し、流れる方向が異な
る。したがって、１個の電流検出器４９でもって、第２
実施形態の複極性電流検出装置２６ａと同様に、デジタ
ルの連続信号ｂ₃ と不連続信号ｃ₃ とを出力できる。

【００６８】したがって、図６に示す第４実施形態の複
極性電流検出装置２６ｃとほぼ同様の効果を得ることが
できる他に、電流検出器４９の設置数を１個に減少で
き、装置全体の回路構成を簡素化できると共に製造費を
節減できる。

【００６９】また、本実施形態では、ＭＯＳ型ＦＥＴ自
体が有する寄生ダイオードに整流素子の機能を兼用させ
ることによって、外部に別途接続したダイオード４８
ａ，４８ｂを除去することが可能である。この場合は、
回路構成がより一層簡素化される。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複極性電
流検出装置に組込まれた定電流回路は、入力電流を予め
定められた所定電流値に制御する一般的な機能と、入力
電流が規定電流値より大幅に小さい場合は入力電流に比
例した電流を出力する機能との２つの機能を有してい
る。

【００７１】そして、本発明の複極性電流検出装置にお
いては、入力信号が正の一定値又は負の一定値に変化す
る不連続信号の場合は一般的な前者の機能を利用し、入
力信号が正負両極性に亘って連続的に変化する連続信号
の場合は、後者の機能を利用している。したがって、連
続信号の情報及び不連続信号の情報を一つの信号路を介
して正確に伝送できるので、この装置が組込まれるシス
テムの信頼性を向上でき、かつ構成を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の複極性電流検出装置
が組込まれた遠方監視システムの概略構成を示すブロッ
ク図

【図２】 同第１実施形態の複極性電流検出装置の詳細
回路図

【図３】 同複極性電流検出装置に組込まれた各定電流
回路の電流制御特性を示す図

【図４】 本発明の第２実施形態に係わる複極性電流検
出装置を示す詳細回路図

【図５】 本発明の第３実施形態に係わる複極性電流検
出装置を示す詳細回路図

【図６】 本発明の第４実施形態に係わる複極性電流検
出装置を示す詳細回路図

【図７】 本発明の第５実施形態に係わる複極性電流検
出装置を示す詳細回路図

【図８】 一般的な電信回線を示す模式図

【図９】 同電信回線の信号路を伝送される電信信号の
波形図

【図１０】 一般的な遠方監視システムを示す模式図

【図１１】 同遠方監視システムに組込まれた水位セン
サ及びポンプ・オンオフ監視器の動作特性図

【符号の説明】

２１…アナログセンサ ２３…切換器 ２４…オン・オフセンサ ２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…複極性電流検
出装置 ３１ａ，３１ｂ…入力端子 ３２ａ，３２ｂ，４５ａ，４５ｂ，４８ａ，４８ｂ…ダ
イオード ３３ａ，４２ａ，４６ａ…第１の定電流回路 ３３ｂ，４２ｂ，４６ｂ…第２の定電流回路 ３４ａ，３４ｂ，４０…基準抵抗 ３５ａ，３５ｂ，４７ａ，４７ｂ…ＭＯＳ型ＦＥＴ ３６ａ，３６ｂ…演算増幅器 ３７ａ，３７ｂ…直流基準電圧源 ３８ａ，３８ｂ，４１，４９…電流検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 只野 宏行 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 前田 洋一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 山野 誠一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 土屋 勝 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正負両極性に亘って連続的に変化する連
   続信号及び正の一定値又は負の一定値に変化する不連続
   信号が入力される一対の入力端子(31a,31b)と、 この一対の入力端子間に接続され、入力信号の電流値が
   規定値以下のとき入力電流値に比例する電流を出力し、
   入力信号の電流値が前記規定値を越えるとき出力電流値
   を一定値に制御する一対の定電流回路(33a,33b,42a,42
   b,46a,46b) と、 この各定電流回路に流入する各電流の方向が互いに逆方
   向になるように前記各電流を制御する一対の整流素子(3
   2a,32b,45a,45b,48a,48b) と、 前記一対の定電流回路の少なくとも一方の定電流回路に
   対する電流路に介挿された基準抵抗(34a,34b,40)と、 この基準抵抗の端子間電圧を検出することによって、こ
   の基準抵抗に流れる電流値を検出する少なくとも１つの
   電流検出器(38a,38b,41,49) とを備えた複極性電流検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記各定電流回路は、電流路に直列介挿
   された前記基準抵抗及びＭＯＳ型ＦＥＴ(35a,35b,47a,4
   7b) と、直流基準電圧源(37a,37b) と、この直流基準電
   圧源の出力電圧と前記基準抵抗の端子間電圧との差電圧
   を前記ＭＯＳ型ＦＥＴのゲート端子へ印加する演算増幅
   器(36a,36b) とで構成されたことを特徴とする請求項１
   記載の複極性電流検出装置。
3. 【請求項３】 前記一対の定電流回路(46a,46b) は前記
   一対の入力端子間に直列接続され、 前記各定電流回路(46a,46b) は、電流路に直列介挿され
   た前記基準抵抗及びＭＯＳ型ＦＥＴ(47a,47b) と、直流
   基準電圧源と、この直流基準電圧源の出力電圧と前記基
   準抵抗の端子間電圧との差電圧を前記ＭＯＳ型ＦＥＴの
   ゲート端子へ印加する演算増幅器とで構成され、 前記各整流素子(48a,48b) は前記各定電流回路のＭＯＳ
   型ＦＥＴのソース・ドレイン間に接続され、 前記電流検出回路(49)は前記いずれか一方の定電流回路
   (46a) の電流路に介挿された基準抵抗(34a) の両端子間
   に接続されていることを特徴とする請求項１記載の複極
   性電流検出装置。
4. 【請求項４】 前記一対の定電流回路は前記基準抵抗を
   介して前記一対の入力間に並列接続され、 前記各整流素子は前記各定電流回路と前記一方の入力端
   子との間に介挿され、 前記電流検出回路(41)は、前記並列接続された一対の定
   電流回路の共通の電流路に介挿された基準抵抗(40)の両
   端子間に接続されていることを特徴とする請求項１記載
   の複極性電流検出装置。