JPH05122836A - 2線式伝送器用安全保持器 - Google Patents
2線式伝送器用安全保持器Info
- Publication number
- JPH05122836A JPH05122836A JP28117391A JP28117391A JPH05122836A JP H05122836 A JPH05122836 A JP H05122836A JP 28117391 A JP28117391 A JP 28117391A JP 28117391 A JP28117391 A JP 28117391A JP H05122836 A JPH05122836 A JP H05122836A
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- JP
- Japan
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- transistor
- current
- diode
- transmitter
- voltage
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- Pending
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 2線式伝送器に供給する端子電圧を低下させ
ることなく過大電流に対して電流制限を可能にするよう
に改良された2線式伝送器用安全保持器を提供するにあ
る。 【構成】 伝送線に直列に接続されて電流信号が順方向
に流されるダイオ−ドと、このダイオ−ドの飽和電流に
比べて小さな飽和電流を有しこのダイオ−ドに発生する
ダイオ−ド電圧がベ−スとエミッタとの間に入力される
第1トランジスタと、先の伝送線間にコレクタとエミッ
タが抵抗素子を介して接続され第1トランジスタのコレ
クタ電流がベ−スに印加される第2トランジスタと、伝
送線間に接続された電圧制限素子とを具備することを特
徴とする2線式伝送器用安全保持器である。
ることなく過大電流に対して電流制限を可能にするよう
に改良された2線式伝送器用安全保持器を提供するにあ
る。 【構成】 伝送線に直列に接続されて電流信号が順方向
に流されるダイオ−ドと、このダイオ−ドの飽和電流に
比べて小さな飽和電流を有しこのダイオ−ドに発生する
ダイオ−ド電圧がベ−スとエミッタとの間に入力される
第1トランジスタと、先の伝送線間にコレクタとエミッ
タが抵抗素子を介して接続され第1トランジスタのコレ
クタ電流がベ−スに印加される第2トランジスタと、伝
送線間に接続された電圧制限素子とを具備することを特
徴とする2線式伝送器用安全保持器である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本質安全防爆領域に配
置された伝送器と非本質安全防爆領域に配置された受信
器側との間に配置されて受信器側から2本の伝送線を介
して伝送器に過大電流・電圧が混入するのを制限する2
線式伝送器用安全保持器に係り、特に伝送器に供給する
端子電圧を低下させることなく電流制限を可能にするよ
うに改良された2線式伝送器用安全保持器に関する。
置された伝送器と非本質安全防爆領域に配置された受信
器側との間に配置されて受信器側から2本の伝送線を介
して伝送器に過大電流・電圧が混入するのを制限する2
線式伝送器用安全保持器に係り、特に伝送器に供給する
端子電圧を低下させることなく電流制限を可能にするよ
うに改良された2線式伝送器用安全保持器に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の2線式伝送器用安全保持器
を含むシステム全体の構成を示す構成図である。センサ
を内蔵する2線式の伝送器10は本質安全防爆領域A1
に配置されており、伝送器10は、この内蔵するセンサ
により、例えば差圧、圧力等の物理量を測定してこれに
対応する電流信号として出力端子T1 、T2 に出力す
る。
を含むシステム全体の構成を示す構成図である。センサ
を内蔵する2線式の伝送器10は本質安全防爆領域A1
に配置されており、伝送器10は、この内蔵するセンサ
により、例えば差圧、圧力等の物理量を測定してこれに
対応する電流信号として出力端子T1 、T2 に出力す
る。
【0003】出力端子T1 、T2 は安全保持器11の入
力端子T3 、T4 にそれぞれ接続され、その出力端子T
5 、T6 は2本の伝送線L1 、L2 を介して受信器12
側の端子T7 、T8 に接続されている。この端子T7 、
T8 には直流電源13と受信抵抗14とが直列に接続さ
れている。これらの安全保持器11、受信器12は非本
質安全防爆領域A2側に配置されている。
力端子T3 、T4 にそれぞれ接続され、その出力端子T
5 、T6 は2本の伝送線L1 、L2 を介して受信器12
側の端子T7 、T8 に接続されている。この端子T7 、
T8 には直流電源13と受信抵抗14とが直列に接続さ
れている。これらの安全保持器11、受信器12は非本
質安全防爆領域A2側に配置されている。
【0004】直流電源13からは電流信号IL として最
低でも4mA程度が2本の伝送線L1 、L2 により安全
保持器11を介して伝送器10に伝送されているが、こ
の4mA程度の電流により伝送器10を駆動するための
最小の電力が賄われる。そして、伝送器10はこの電力
をベ−ス電力としてセンサで検出された物理量に対応し
て電流信号IL として最大20mAまで伝送する。
低でも4mA程度が2本の伝送線L1 、L2 により安全
保持器11を介して伝送器10に伝送されているが、こ
の4mA程度の電流により伝送器10を駆動するための
最小の電力が賄われる。そして、伝送器10はこの電力
をベ−ス電力としてセンサで検出された物理量に対応し
て電流信号IL として最大20mAまで伝送する。
【0005】この場合、安全保持器11は非本質安全防
爆領域A2側から本質安全防爆領域A1に配置された伝
送器10に過大な電流・電圧が混入するのを防止して、
本質安全防爆を確保する機能を持つ。以下、この機能に
ついて説明する。
爆領域A2側から本質安全防爆領域A1に配置された伝
送器10に過大な電流・電圧が混入するのを防止して、
本質安全防爆を確保する機能を持つ。以下、この機能に
ついて説明する。
【0006】入力端子T3 と出力端子T4 との間には、
電流を制限する抵抗R1 、R2 、R3 が直列に接続さ
れ、また、入力端子T4 と出力端子T5 との間は接続線
CNで接続されている。
電流を制限する抵抗R1 、R2 、R3 が直列に接続さ
れ、また、入力端子T4 と出力端子T5 との間は接続線
CNで接続されている。
【0007】そして、抵抗R1 とR2 の接続点と接続線
CNとの間には電圧制限用のツエナダイオ−ドDz1が、
抵抗R2 とR3 の接続点と接続線CNとの間には電圧制
限用のツエナダイオ−ドDz2がそれぞれ接続されてい
る。
CNとの間には電圧制限用のツエナダイオ−ドDz1が、
抵抗R2 とR3 の接続点と接続線CNとの間には電圧制
限用のツエナダイオ−ドDz2がそれぞれ接続されてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような安全保持器は、例えば抵抗(R1 +R2 +R3 )
として合計300Ω程度に選定し、電流信号IL が最大
20mA流れたときでは安全保持器11全体での電圧低
下は6V程度になり、受信抵抗14は250Ω程度に選
定されるので、250Ωx20mA=5Vの電圧低下と
なり、全体としては11Vもの電圧低下となる。
ような安全保持器は、例えば抵抗(R1 +R2 +R3 )
として合計300Ω程度に選定し、電流信号IL が最大
20mA流れたときでは安全保持器11全体での電圧低
下は6V程度になり、受信抵抗14は250Ω程度に選
定されるので、250Ωx20mA=5Vの電圧低下と
なり、全体としては11Vもの電圧低下となる。
【0009】そして、直流電圧13はツエナダイオ−ド
Dz1、Dz2の電圧より大きくとることは出来ず、しかも
これ等のツエナダイオ−ドDz1、Dz2の電圧は本質安全
防爆上、所定の値に制限されている。
Dz1、Dz2の電圧より大きくとることは出来ず、しかも
これ等のツエナダイオ−ドDz1、Dz2の電圧は本質安全
防爆上、所定の値に制限されている。
【0010】このため、いきおい伝送器10の出力端子
T1 、T2 に発生する端子電圧を低下させざるを得ず、
低電圧で動作可能な伝送器を本質安全防爆用として別途
開発しなければならない面倒がある。
T1 、T2 に発生する端子電圧を低下させざるを得ず、
低電圧で動作可能な伝送器を本質安全防爆用として別途
開発しなければならない面倒がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、受信器側から直流電源によ
り2本の伝送線を介して電流信号の供給を受け測定すべ
き物理量に対応して先の電流信号を変更して受信器側に
伝送する伝送器と受信器側との間に挿入されて電圧・電
流の制限をする2線式伝送器用安全保持器において、先
の伝送線に直列に接続されて先の電流信号が順方向に流
されるダイオ−ドと、このダイオ−ドの飽和電流に比べ
て小さな飽和電流を有し先のダイオ−ドに発生するダイ
オ−ド電圧がベ−スとエミッタとの間に入力される第1
トランジスタと、先の伝送線間にコレクタとエミッタが
抵抗素子を介して接続され第1トランジスタのコレクタ
電流がベ−スに印加される第2トランジスタと、先の伝
送線間に接続された電圧制限素子とを具備するようにし
たものである。
解決するための構成として、受信器側から直流電源によ
り2本の伝送線を介して電流信号の供給を受け測定すべ
き物理量に対応して先の電流信号を変更して受信器側に
伝送する伝送器と受信器側との間に挿入されて電圧・電
流の制限をする2線式伝送器用安全保持器において、先
の伝送線に直列に接続されて先の電流信号が順方向に流
されるダイオ−ドと、このダイオ−ドの飽和電流に比べ
て小さな飽和電流を有し先のダイオ−ドに発生するダイ
オ−ド電圧がベ−スとエミッタとの間に入力される第1
トランジスタと、先の伝送線間にコレクタとエミッタが
抵抗素子を介して接続され第1トランジスタのコレクタ
電流がベ−スに印加される第2トランジスタと、先の伝
送線間に接続された電圧制限素子とを具備するようにし
たものである。
【0012】
【作 用】伝送器と受信器とを接続する伝送線にダイオ
−ドが直列に接続されて直流電源から電流信号が順方向
に流される。このダイオ−ドの飽和電流に比べて小さな
飽和電流をもつ第1トランジスタは通常の電流信号の範
囲内ではこのダイオ−ドの電圧降下が小さくオフ状態で
あるが、過大電流が流れたときはこのダイオ−ドに発生
するダイオ−ド電圧が増加して導通する。
−ドが直列に接続されて直流電源から電流信号が順方向
に流される。このダイオ−ドの飽和電流に比べて小さな
飽和電流をもつ第1トランジスタは通常の電流信号の範
囲内ではこのダイオ−ドの電圧降下が小さくオフ状態で
あるが、過大電流が流れたときはこのダイオ−ドに発生
するダイオ−ド電圧が増加して導通する。
【0013】第1トランジスタが導通するとこのコレク
タ電流が第2トランジスタのベ−スに流れてこれをオン
として電流信号は伝送器10側に流れず安全保持器から
受信器12側にリタ−ンする。一方、過大電圧について
は電圧制限素子により所定値に制限されて伝送器10側
に伝送されない。このため、過大電流により安全保持器
で低下する電圧降下は、第1トランジスタのベ−ス/エ
ミッタ間のわずかな値となる。
タ電流が第2トランジスタのベ−スに流れてこれをオン
として電流信号は伝送器10側に流れず安全保持器から
受信器12側にリタ−ンする。一方、過大電圧について
は電圧制限素子により所定値に制限されて伝送器10側
に伝送されない。このため、過大電流により安全保持器
で低下する電圧降下は、第1トランジスタのベ−ス/エ
ミッタ間のわずかな値となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す回路図で
ある。なお、図5に示す従来の2線式伝送器用安全保持
器と同一の機能を有する部分については同一の符号を付
して適宜にその説明を省略する。
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す回路図で
ある。なお、図5に示す従来の2線式伝送器用安全保持
器と同一の機能を有する部分については同一の符号を付
して適宜にその説明を省略する。
【0015】安全保持器15の入力端子T3 、T4 に
は、ツエナダイオ−ドDz3が接続され、入力端子T3 と
出力端子T5 との間にはダイオ−ドD1 が接続されてお
り、そのアノ−ドが出力端子T5に、カソ−ドが入力端
子T3 に接続されている。トランジスタQ1 のベ−ス
は、ダイオ−ドD1 のカソ−ドに、エミッタは抵抗R4
を介してダイオ−ドD1 のアノ−ドにそれぞれ接続され
ている。
は、ツエナダイオ−ドDz3が接続され、入力端子T3 と
出力端子T5 との間にはダイオ−ドD1 が接続されてお
り、そのアノ−ドが出力端子T5に、カソ−ドが入力端
子T3 に接続されている。トランジスタQ1 のベ−ス
は、ダイオ−ドD1 のカソ−ドに、エミッタは抵抗R4
を介してダイオ−ドD1 のアノ−ドにそれぞれ接続され
ている。
【0016】トランジスタQ2 のコレクタは、抵抗R5
を介してダイオ−ドD1 のカソ−ドに、エミッタは接続
線CNに、またベ−スは抵抗R6 を介してトランジスタ
Q1のコレクタにそれぞれ接続されている。
を介してダイオ−ドD1 のカソ−ドに、エミッタは接続
線CNに、またベ−スは抵抗R6 を介してトランジスタ
Q1のコレクタにそれぞれ接続されている。
【0017】この場合のダイオ−ドD1 とトランジスタ
Q1 は、ダイオ−ドD1 の飽和電流ISDがトランジスタ
Q1 の飽和電流ISQに比べて極めて大きい値を持つもの
を選定すれば良い。このためには、例えばダイオ−ドD
1 のエミッタ面積がトランジスタQ1 のエミッタ面積に
比べて極めて大きくなるように選定すれば良い。また、
抵抗R4 はダイオ−ドD1 の飽和電流とトランジスタQ
1 の飽和電流との差を大きくする場合に必要に応じて0
〜∞の任意の値を取り得る。
Q1 は、ダイオ−ドD1 の飽和電流ISDがトランジスタ
Q1 の飽和電流ISQに比べて極めて大きい値を持つもの
を選定すれば良い。このためには、例えばダイオ−ドD
1 のエミッタ面積がトランジスタQ1 のエミッタ面積に
比べて極めて大きくなるように選定すれば良い。また、
抵抗R4 はダイオ−ドD1 の飽和電流とトランジスタQ
1 の飽和電流との差を大きくする場合に必要に応じて0
〜∞の任意の値を取り得る。
【0018】次に、以上のように構成された図1に示す
実施例の動作について説明する。通常の測定範囲では抵
抗R1 が大きく選定されているのでトランジスタQ1 は
カットオフされ、電流信号IL はトランジスタQ1に流
れず、ダイオ−ドD1 にのみ流れ、この値が増加するに
つれてダイオ−ドD1 で発生する降下電圧VD1は、VT
を熱電圧とすれば、 VD1=VT ・Ln(IL /ISD) の式に従って増加する。
実施例の動作について説明する。通常の測定範囲では抵
抗R1 が大きく選定されているのでトランジスタQ1 は
カットオフされ、電流信号IL はトランジスタQ1に流
れず、ダイオ−ドD1 にのみ流れ、この値が増加するに
つれてダイオ−ドD1 で発生する降下電圧VD1は、VT
を熱電圧とすれば、 VD1=VT ・Ln(IL /ISD) の式に従って増加する。
【0019】しかし、電流信号IL が通常の電流範囲を
越えて大きくなった場合は、トランジスタQ1 がオンと
なり、これに伴なってトランジスタQ2 がオンとなり、
電流信号IL は伝送器10側には流れず、シャントされ
て電流制限がなされる。
越えて大きくなった場合は、トランジスタQ1 がオンと
なり、これに伴なってトランジスタQ2 がオンとなり、
電流信号IL は伝送器10側には流れず、シャントされ
て電流制限がなされる。
【0020】一方、電圧については電圧制限素子として
機能するツエナダイオ−ドDz3により電圧制限され、伝
送器10の出力端子T1 、T2 の電圧上昇が避けられ
る。この場合の安全保持器15での電圧降下は、トラン
ジスタQ1 のベ−ス/エミッタ間の0.6V程度のわず
かな電圧降下のみとなる。
機能するツエナダイオ−ドDz3により電圧制限され、伝
送器10の出力端子T1 、T2 の電圧上昇が避けられ
る。この場合の安全保持器15での電圧降下は、トラン
ジスタQ1 のベ−ス/エミッタ間の0.6V程度のわず
かな電圧降下のみとなる。
【0021】図2は本発明の他の実施例の構成を示す回
路図である。この場合は、伝送線のリタ−ン側で電流検
出をする場合を示している。安全保持器16の入力端子
T3 、T4 には、ツエナダイオ−ドDz3が接続され、入
力端子T4 と出力端子T6 との間にはダイオ−ドD2 が
接続されており、そのアノ−ドが出力端子T6 に、カソ
−ドが入力端子T4 に接続されている。
路図である。この場合は、伝送線のリタ−ン側で電流検
出をする場合を示している。安全保持器16の入力端子
T3 、T4 には、ツエナダイオ−ドDz3が接続され、入
力端子T4 と出力端子T6 との間にはダイオ−ドD2 が
接続されており、そのアノ−ドが出力端子T6 に、カソ
−ドが入力端子T4 に接続されている。
【0022】トランジスタQ3 のベ−スは、ダイオ−ド
D2 のアノ−ドに、エミッタはダイオ−ドD1 のカソ−
ドにそれぞれ接続されている。トランジスタQ4 のコレ
クタは、抵抗R7 を介してダイオ−ドD2 のアノ−ド
に、エミッタは入力端子T3 に、またベ−スは抵抗R8
を介してトランジスタQ3 のコレクタにそれぞれ接続さ
れている。この場合のダイオ−ドD2 とトランジスタQ
3 も図1の場合と同様に飽和電流の関係が選定されてい
る。
D2 のアノ−ドに、エミッタはダイオ−ドD1 のカソ−
ドにそれぞれ接続されている。トランジスタQ4 のコレ
クタは、抵抗R7 を介してダイオ−ドD2 のアノ−ド
に、エミッタは入力端子T3 に、またベ−スは抵抗R8
を介してトランジスタQ3 のコレクタにそれぞれ接続さ
れている。この場合のダイオ−ドD2 とトランジスタQ
3 も図1の場合と同様に飽和電流の関係が選定されてい
る。
【0023】図3は図1に示す実施例に対して、ダイオ
−ドD1 に直列に抵抗R9 を接続した場合を、図4は図
1に示す実施例に対して抵抗R4に直列にダイオ−ドD3
を接続した場合をそれぞれ示している。
−ドD1 に直列に抵抗R9 を接続した場合を、図4は図
1に示す実施例に対して抵抗R4に直列にダイオ−ドD3
を接続した場合をそれぞれ示している。
【0024】また、この安全保持器15は、必要に応じ
て受信器12と伝送器10との間にカスケ−ドに複数個
を接続して用いても良い。例えば、3個カスケ−ドに使
用した場合は、1個当たり0.6Vの電圧低下として合
計で6x0.6V=1.8Vの電圧低下であるが、図5
に示す安全保持器11の場合は6Vの電圧降下となり、
差引き4.2Vの電圧低下を防止できる。
て受信器12と伝送器10との間にカスケ−ドに複数個
を接続して用いても良い。例えば、3個カスケ−ドに使
用した場合は、1個当たり0.6Vの電圧低下として合
計で6x0.6V=1.8Vの電圧低下であるが、図5
に示す安全保持器11の場合は6Vの電圧降下となり、
差引き4.2Vの電圧低下を防止できる。
【0025】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、安全保持器での電圧低下を従来に
比べて小さくすることができるので、2線式伝送器を本
質防爆領域で使用する場合でもその出力端子に発生する
端子電圧を低下させることなく動作させることができ、
特別に低電圧で動作可能な伝送器を本質安全防爆用とし
て開発する必要もなく通常のものと同一の伝送器と共用
化することができる。
うに本発明によれば、安全保持器での電圧低下を従来に
比べて小さくすることができるので、2線式伝送器を本
質防爆領域で使用する場合でもその出力端子に発生する
端子電圧を低下させることなく動作させることができ、
特別に低電圧で動作可能な伝送器を本質安全防爆用とし
て開発する必要もなく通常のものと同一の伝送器と共用
化することができる。
【図1】本発明の1実施例の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の他の実施例の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図3】図1に示す実施例の一部を変更した部分構成図
である。
である。
【図4】図1に示す実施例の一部を変更した他の部分構
成図である。
成図である。
【図5】従来の2線式伝送器用安全保持器を含むシステ
ム全体の構成図である。
ム全体の構成図である。
10 伝送器 11、15、16 安全保持器 12 受信器 13 直流電源 14 受信抵抗 Dz1、Dz2、Dz3 ツエナダイオ−ド D1 ダイオ−ド IL 電流信号
Claims (1)
- 【請求項1】受信器側から直流電源により2本の伝送線
を介して電流信号の供給を受け測定すべき物理量に対応
して前記電流信号を変更して前記受信器側に伝送する伝
送器と前記受信器側との間に挿入されて電圧・電流の制
限をする2線式伝送器用安全保持器において、前記伝送
線に直列に接続されて前記電流信号が順方向に流される
ダイオ−ドと、このダイオ−ドの飽和電流に比べて小さ
な飽和電流を有し前記ダイオ−ドに発生するダイオ−ド
電圧がベ−スとエミッタとの間に入力される第1トラン
ジスタと、前記伝送線間にコレクタとエミッタが抵抗素
子を介して接続され前記第1トランジスタのコレクタ電
流がベ−スに印加される第2トランジスタと、前記伝送
線間に接続された電圧制限素子とを具備することを特徴
とする2線式伝送器用安全保持器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28117391A JPH05122836A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 2線式伝送器用安全保持器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28117391A JPH05122836A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 2線式伝送器用安全保持器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05122836A true JPH05122836A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17635372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28117391A Pending JPH05122836A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 2線式伝送器用安全保持器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05122836A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005167058A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Oval Corp | 防爆用絶縁分離回路 |
CN109787573A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 皮尔茨有限及两合公司 | 用于故障安全地读取模拟的输入信号的输入电路 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP28117391A patent/JPH05122836A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005167058A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Oval Corp | 防爆用絶縁分離回路 |
CN109787573A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 皮尔茨有限及两合公司 | 用于故障安全地读取模拟的输入信号的输入电路 |
JP2019091452A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | ピルツ ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲーPilz GmbH & Co.KG | アナログ入力信号のフェイルセーフ読み取りのための入力回路 |
US11592467B2 (en) | 2017-11-14 | 2023-02-28 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Input circuit for the fail-safe reading in of an analog input signal |
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