JPS58149595A - 電流送信機 - Google Patents
電流送信機Info
- Publication number
- JPS58149595A JPS58149595A JP58022967A JP2296783A JPS58149595A JP S58149595 A JPS58149595 A JP S58149595A JP 58022967 A JP58022967 A JP 58022967A JP 2296783 A JP2296783 A JP 2296783A JP S58149595 A JPS58149595 A JP S58149595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- signal
- input
- circuit
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/363—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction with electrical or electro-mechanical indication
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/20—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for evaluating powers, roots, polynomes, mean square values, standard deviation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、入力信号の平方根にしたがって変化する信号
を提供する送信機に関する。
を提供する送信機に関する。
流量測定送信機の分野において、入力パラメータの平方
根に比例する信号を提供する回路は知られている。この
ような回路は、例えば米国特許第3.496,346号
および第3,539,792号明細書に示されている。
根に比例する信号を提供する回路は知られている。この
ような回路は、例えば米国特許第3.496,346号
および第3,539,792号明細書に示されている。
これら公知の回路は、線形ガ入力信号を受取りその入力
信号の平方根にしたがって変化する出力信号を提供する
。
信号の平方根にしたがって変化する出力信号を提供する
。
しかしながら、これらの公知回路は、構成が複雑であり
、また、電源条件のため電流送信機としては不適当であ
り、2舶式送信機として使用するには制限があった。
、また、電源条件のため電流送信機としては不適当であ
り、2舶式送信機として使用するには制限があった。
本発明の電気回路は、要約すれば、回路への入力信号の
平方根にしたがって変化するように、出力信号を制御す
る入力を有する。出力信号はサンプルされ、自乗され、
次に入力信号と比較される。
平方根にしたがって変化するように、出力信号を制御す
る入力を有する。出力信号はサンプルされ、自乗され、
次に入力信号と比較される。
出力信号制御装置は、上記比較によって生じた制御信号
に応答して、自乗信号と入力信号の差を零にするように
出力信号を制御する。それにより、出力信号は、入力信
号の平方根(開方)を与えることになる。
に応答して、自乗信号と入力信号の差を零にするように
出力信号を制御する。それにより、出力信号は、入力信
号の平方根(開方)を与えることになる。
本発明の回路は、低電力で十分に動作し、4〜20ミリ
アンペアのit流範囲の2線式送信機において、平方根
の演算を行うことができる。
アンペアのit流範囲の2線式送信機において、平方根
の演算を行うことができる。
本発明の別の実施例としては、零附近の入力信号に対す
る安定性を改善するために、低信号レベルの入力に対し
ては、線形の関係にある出力信号を提供する回路を接続
するスイッチが用いられる。
る安定性を改善するために、低信号レベルの入力に対し
ては、線形の関係にある出力信号を提供する回路を接続
するスイッチが用いられる。
以下において示すように、出力信号は電流信号であり、
送信機は2線式のものであり、直流電源と負荷が2線に
接続され、電力を与え、かつ出力信号を受取るように構
成される。
送信機は2線式のものであり、直流電源と負荷が2線に
接続され、電力を与え、かつ出力信号を受取るように構
成される。
第1図および第2図に示しだ各実施例において、送信機
10は測定している可変状態の関数である出力電圧を端
子11に提供する装置を含む。
10は測定している可変状態の関数である出力電圧を端
子11に提供する装置を含む。
すなわち、このトランスジューサ(変換器)は、2線式
送信機として動作するように、入力端子12および13
を介してのみ附勢されるように図示されているが、別の
電源により追加の電力を受取るようなものでも良い。
送信機として動作するように、入力端子12および13
を介してのみ附勢されるように図示されているが、別の
電源により追加の電力を受取るようなものでも良い。
第1図において、差動入力比較増幅器30および自乗化
回路50は線14によυ附勢され、線15が帰線である
。ゼナーダイオード16は、線14と15の間に接続さ
れており、この線間電圧を一定値に安定化させる機能を
有する。
回路50は線14によυ附勢され、線15が帰線である
。ゼナーダイオード16は、線14と15の間に接続さ
れており、この線間電圧を一定値に安定化させる機能を
有する。
増幅器30は、トランスジューサ10の端子11から、
増幅器の一方の入力に与えられる出力信号vP を、自
乗化回路50から線17を介して増幅器30の他方の入
力端子に与えられる出力信号vr。
増幅器の一方の入力に与えられる出力信号vP を、自
乗化回路50から線17を介して増幅器30の他方の入
力端子に与えられる出力信号vr。
と比較する。
増幅器30は、線18を介して電界効果トランジスタ(
FgT)19のゲートへ、その出力信号・rを与える。
FgT)19のゲートへ、その出力信号・rを与える。
FgT]9のソースは線15に、またそのドレインはト
ランジスタ21のベースに、夫々接続している。トラン
ジスタ21のコレクタは線15に、またそのエミッタは
電源帰路端子22に夫々接続している。
ランジスタ21のベースに、夫々接続している。トラン
ジスタ21のコレクタは線15に、またそのエミッタは
電源帰路端子22に夫々接続している。
トランジスタ19および21は、電流制御増幅器20を
構成しており、電流端子23から電源帰路端子22へ流
れる全電流■、は、線18における増幅器出力信号に応
じて制御される。
構成しており、電流端子23から電源帰路端子22へ流
れる全電流■、は、線18における増幅器出力信号に応
じて制御される。
フィードバック抵抗24は、電流端子23と線14の間
に接続されておp、電流端子23と電源帰路端子22と
の間を流れる電流ITの大部分を流す。残りの電流は、
端子23と線150間の直列抵抗2゛5および26を流
れる。
に接続されておp、電流端子23と電源帰路端子22と
の間を流れる電流ITの大部分を流す。残りの電流は、
端子23と線150間の直列抵抗2゛5および26を流
れる。
抵抗25と26の共通接続点27は、線28を介して自
乗化回路50の入力に接続している。自乗化回路50は
線14と15に接続しており、これらから動作電力を受
取る。
乗化回路50の入力に接続している。自乗化回路50は
線14と15に接続しており、これらから動作電力を受
取る。
第1図の回路の典型的な応用は流量の測定である。そめ
場合のトランスジー−サ10は、差動圧力(測定)装置
であり、その端子11における電圧信号■、は、線14
と15の間の電圧の中間値に対し測った電圧レベルであ
る。
場合のトランスジー−サ10は、差動圧力(測定)装置
であり、その端子11における電圧信号■、は、線14
と15の間の電圧の中間値に対し測った電圧レベルであ
る。
前記電圧信号vPは、オリスイスを横切る差圧力に比例
する。換言すれば、前記電圧信号は前記オリフィスを通
る流速または流量の自乗化にしたがって変化する。
する。換言すれば、前記電圧信号は前記オリフィスを通
る流速または流量の自乗化にしたがって変化する。
図示しない外部の直流電源および記録機の如き指示計器
が、端子22と23の間に接続される。
が、端子22と23の間に接続される。
典型的な電流送信機における電流■1の変化範囲は、4
〜20ミリアンペアである。抵抗24゜25および26
は、へを定数として、接続点27における電圧■、が、 vl” k2(工T 4 ) −・・−・−(1
)により電流工、に関係づけられるように選定される。
〜20ミリアンペアである。抵抗24゜25および26
は、へを定数として、接続点27における電圧■、が、 vl” k2(工T 4 ) −・・−・−(1
)により電流工、に関係づけられるように選定される。
電圧V1.は自乗化回路50において自乗される。
したがって、線17における出力電圧V。は、k4を定
数として、下記の(2)式 %式% 差動増幅器30は、増幅器入力端子に接続している端子
11および線17の間の電圧差に応答して、増幅器入力
(端子11および線17)における電圧差を零に減少す
るように、電流制御増幅器20を流れる電流を変える。
数として、下記の(2)式 %式% 差動増幅器30は、増幅器入力端子に接続している端子
11および線17の間の電圧差に応答して、増幅器入力
(端子11および線17)における電圧差を零に減少す
るように、電流制御増幅器20を流れる電流を変える。
前記電圧差が零、すなわちVo、=V、、のときは、k
4([T4) =に1ΔP であり、 と書ける。
4([T4) =に1ΔP であり、 と書ける。
上式から明らかなように、回路素子の値を適切に選定し
て定数に1およびに4を決めることにより、電流ITが
、測定する流量範囲において、トランスジー−サの感知
した流速の線形な関数として、4ミリアンペアから20
ミリアンペアの範囲内で変化するようにすることができ
る。したがって、電流IT は、オリフィスを横切る流
量に比例し、差圧力ΔPの平方根にしたがって変化する
。
て定数に1およびに4を決めることにより、電流ITが
、測定する流量範囲において、トランスジー−サの感知
した流速の線形な関数として、4ミリアンペアから20
ミリアンペアの範囲内で変化するようにすることができ
る。したがって、電流IT は、オリフィスを横切る流
量に比例し、差圧力ΔPの平方根にしたがって変化する
。
第2図は、本発明の他の実施例を示す詳細ブロック図で
あり、同図におりて第1図と同一の符号は同一または同
等部分と示している。
あり、同図におりて第1図と同一の符号は同一または同
等部分と示している。
第2図の回路は、約400ミリボルトの最大トランスジ
ューサ出力信号に応答して、4〜20ミリアンペアの電
流を提供するのに好適である。他の動作範囲は適切な動
作範囲変更により達成できる。
ューサ出力信号に応答して、4〜20ミリアンペアの電
流を提供するのに好適である。他の動作範囲は適切な動
作範囲変更により達成できる。
第2図には、本発明に好適な自乗化回路の具体例が示さ
れている。この場合、4ミリアンペアの低電流限度に対
して正しく作動させるために、電力消費の少込回路素子
を用いる必要があることはもちろんである。
れている。この場合、4ミリアンペアの低電流限度に対
して正しく作動させるために、電力消費の少込回路素子
を用いる必要があることはもちろんである。
この回路は、更に「切換」機能を有してしる。
この切換機能により、出力信号を、比較的高入力の場合
の、入力信号の平方根で関連づけられた出力信号状態か
ら、予定の低入力信号値より低く零までの場合の、入力
信号に対して線形に関連づけられた線形出力信号状態に
切換えることができる。
の、入力信号の平方根で関連づけられた出力信号状態か
ら、予定の低入力信号値より低く零までの場合の、入力
信号に対して線形に関連づけられた線形出力信号状態に
切換えることができる。
この切換機能は、平方根関数における変化率が、トラン
スジューサの零出力値において、理論的には無限大であ
るために、入力変化に伴なう出力変化が過大となり、し
かも低入力それ自体が不安定であるので、動作を安定化
するために設けるのが好ましい。−また、低い入力値は
誤差率も大であり、実用上の測定には不十分であるが、
零点調節などには使用せざるを得ないので、低入力範囲
で線形動作を安定化することは、実際の測定器としては
極めて重要である。
スジューサの零出力値において、理論的には無限大であ
るために、入力変化に伴なう出力変化が過大となり、し
かも低入力それ自体が不安定であるので、動作を安定化
するために設けるのが好ましい。−また、低い入力値は
誤差率も大であり、実用上の測定には不十分であるが、
零点調節などには使用せざるを得ないので、低入力範囲
で線形動作を安定化することは、実際の測定器としては
極めて重要である。
第2図のトランスジユーサ10は、第1図のものと同じ
であり、附勢端子12および13と出力信号端子11を
有する。第2図の回路では2つの主電流供給線が示して
あり、線14はゼナー基準ダイオード16AのiE側に
、線33はゼナー基準ダイオード16Bの正側に夫々接
続している。
であり、附勢端子12および13と出力信号端子11を
有する。第2図の回路では2つの主電流供給線が示して
あり、線14はゼナー基準ダイオード16AのiE側に
、線33はゼナー基準ダイオード16Bの正側に夫々接
続している。
抵抗35は、はぼ一定の電流がゼナーダイオード16B
に流れて、線33に正確な電圧レベルが与えられるよう
に、線14と33の間に接続されている。線14は端子
12に、また線15は端子13に夫々接続している。更
に、ゼナーダイオード16Aおよび16Bの負側は、共
に線15に接続している。
に流れて、線33に正確な電圧レベルが与えられるよう
に、線14と33の間に接続されている。線14は端子
12に、また線15は端子13に夫々接続している。更
に、ゼナーダイオード16Aおよび16Bの負側は、共
に線15に接続している。
差動入力比較増幅器30および電流制御増幅器20が用
いてあり、これらは第1図の同符号の増幅器と同じ機能
を達成する。増幅器30は、線39のトランスジエーサ
出力信号を、自乗化回路50からの出力線17を介する
出力信号と比較する。
いてあり、これらは第1図の同符号の増幅器と同じ機能
を達成する。増幅器30は、線39のトランスジエーサ
出力信号を、自乗化回路50からの出力線17を介する
出力信号と比較する。
前記の増幅器30の出力は、増幅器20への制御信号と
なり、それにより、増幅器30の制御の下に全電流工T
が変化させられる。増幅器300Å力に、図示の如く接
続されている抵抗42および43とコンデンサ44は、
ノイズを抑制するだめの素子である。
なり、それにより、増幅器30の制御の下に全電流工T
が変化させられる。増幅器300Å力に、図示の如く接
続されている抵抗42および43とコンデンサ44は、
ノイズを抑制するだめの素子である。
増幅器30は、線14と15とに接続した電源入力によ
り附勢され、その出力は、抵抗45を介してトランジス
タ470ペースに接続している。
り附勢され、その出力は、抵抗45を介してトランジス
タ470ペースに接続している。
このトランジスタ47は、第1段の電流調整器として機
能する。
能する。
トランジスタ47のコレクタは、主電流調整器であるト
ランジスタ480ベースに接続している。
ランジスタ480ベースに接続している。
トランジスタ48のエミッタは、逆電圧保護ダイオード
49を介して、電源すなわち電流入力端子23に接続し
、トランジスタ48のコレクタは線14に接続している
。
49を介して、電源すなわち電流入力端子23に接続し
、トランジスタ48のコレクタは線14に接続している
。
「ターンオン」抵抗51は、トランジスタ48のエミッ
タとコレクタとの間に接続している。
タとコレクタとの間に接続している。
FET52は、トランジスタ47のエミッタと線15の
間に接続しており、そのゲートは抵抗53を介して線1
4に接続している。FET52はターンオンを助けるも
のでアシ、トランジスタ47のエミッタ抵抗としても作
用する。
間に接続しており、そのゲートは抵抗53を介して線1
4に接続している。FET52はターンオンを助けるも
のでアシ、トランジスタ47のエミッタ抵抗としても作
用する。
低入力の場合に、自乗化回路を不作動にするだめの「切
離し」回路が、@2図の左側に示しである。
離し」回路が、@2図の左側に示しである。
この切離し回路は、増幅器55、FF2T60.ポテン
ショメータ56.61などから構成される。
ショメータ56.61などから構成される。
まず最初に、切離し回路の構成および動作を、詳細に説
明する。
明する。
増幅器55は線14と15により附勢され、その反転入
力はトランスジ具−サ10の出力(端子11)に接続]
7、非反転入力はポテンショメータ56のワイパーに接
続している。ボテフシ1メータ56は一対の抵抗57お
よび58の間に接続しておシ、これらの直列回路は、線
33および150間に接続している。
力はトランスジ具−サ10の出力(端子11)に接続]
7、非反転入力はポテンショメータ56のワイパーに接
続している。ボテフシ1メータ56は一対の抵抗57お
よび58の間に接続しておシ、これらの直列回路は、線
33および150間に接続している。
増幅器55は、端子11におけるトランスジエーサ出力
電圧を、ポテンショメータ56のワイパーに現われる基
準電圧と比較し、出力信号を、抵抗59を介してFET
60のゲートへ与える。
電圧を、ポテンショメータ56のワイパーに現われる基
準電圧と比較し、出力信号を、抵抗59を介してFET
60のゲートへ与える。
FgT 60のソースは、ポテンショメータ61のワイ
パーに接続している。ポテンショメータ61は抵抗62
および63の間に接続されている。線33と接続点64
の間のこれら抵抗(61、62および63)の組合せは
分圧器を構成している。
パーに接続している。ポテンショメータ61は抵抗62
および63の間に接続されている。線33と接続点64
の間のこれら抵抗(61、62および63)の組合せは
分圧器を構成している。
第1フイードバツク抵抗65は接続点64と線15との
間に、また第2フィードバック抵抗66は接続点64と
電流出力端子22の間に、夫々接続されている。
間に、また第2フィードバック抵抗66は接続点64と
電流出力端子22の間に、夫々接続されている。
1T60のドレインは線17に接続している。
それ故に、増幅器55からの負の出力に応答してFET
60が導通すると、ポテンショメータ61のワイパーは
有効に線17に接続される。
60が導通すると、ポテンショメータ61のワイパーは
有効に線17に接続される。
増幅器55からの負の出力は、ポテンショメータ56の
ワイパーの基準電圧値に比較し7て、端子11に2ける
トランスジューサ出力電圧が大きいか、小さいかに応じ
て決定される。
ワイパーの基準電圧値に比較し7て、端子11に2ける
トランスジューサ出力電圧が大きいか、小さいかに応じ
て決定される。
第2図の実施例では、トランスジューサ10の出力電圧
は、測定している状態がその最大範囲において変化する
につれて、零から最大の負の値まで変化する。ポテンシ
ョメータ56のワイパーは、増幅器55の一方の入力(
非反転入力)にスレッショルド(閾値)電圧を与えるよ
うに調節される。
は、測定している状態がその最大範囲において変化する
につれて、零から最大の負の値まで変化する。ポテンシ
ョメータ56のワイパーは、増幅器55の一方の入力(
非反転入力)にスレッショルド(閾値)電圧を与えるよ
うに調節される。
これにより、FET60は、トランスジューサ10の出
力信号が零のときターンオンし、前記出力信号が前記ス
レッショルド電圧値以下にまで減少したとき、ターンオ
フされる。このスレッショルド電圧は、例えば、計測範
囲の最大値を基準にして、トランスジューサ出力電圧が
10チだけ減少した値に設定することができる。
力信号が零のときターンオンし、前記出力信号が前記ス
レッショルド電圧値以下にまで減少したとき、ターンオ
フされる。このスレッショルド電圧は、例えば、計測範
囲の最大値を基準にして、トランスジューサ出力電圧が
10チだけ減少した値に設定することができる。
前述のように、トランスジューサ10の出力信号が小さ
い領域で、FET60が導通すると、ポテンショメータ
61のワイパーの電圧が、FET60および線17、抵
抗43を介して、差動増幅器300Å力に供給され、線
39および抵抗42を介して他方の入力に供給されるト
ランスジューサ10の出力電圧と比較されることになる
。
い領域で、FET60が導通すると、ポテンショメータ
61のワイパーの電圧が、FET60および線17、抵
抗43を介して、差動増幅器300Å力に供給され、線
39および抵抗42を介して他方の入力に供給されるト
ランスジューサ10の出力電圧と比較されることになる
。
なお、このとき、前述したところから明らかなように、
増幅器55の出力は負(はソ、線15の電位)であるの
で、増幅器70の動作用電源は供給されず、1だ発光ダ
イオード80Aは発光しない。このため、可変ホト抵抗
85の値は十分に大きく、線17の電位■2は抵抗74
および85よりなる回路によっては何らの影響も受けな
い。
増幅器55の出力は負(はソ、線15の電位)であるの
で、増幅器70の動作用電源は供給されず、1だ発光ダ
イオード80Aは発光しない。このため、可変ホト抵抗
85の値は十分に大きく、線17の電位■2は抵抗74
および85よりなる回路によっては何らの影響も受けな
い。
したがって、トランスジューサ10の出力信号が小さい
領域では、前記出力信号およびポテンショメータ61の
ワイパーに生ずる電圧が、増幅器30の関連した入力に
おける制御用信号となる。
領域では、前記出力信号およびポテンショメータ61の
ワイパーに生ずる電圧が、増幅器30の関連した入力に
おける制御用信号となる。
増幅器30の前記二つの入力に電圧差が存在すると、こ
の差は増幅され、電流制御増幅器20の入力に制御信号
として与えられる。それにより、増幅器30の制御の下
に、変化した全電流■7が流れる0 線17上の信号に比較して、線39上の入力信号が変化
すると、増幅器30の出力が変化11、これに応じて全
電流ITも変化する。このようにして、接続点64、お
よびこれと抵抗63およびポテンショメータ61のワイ
パー、FET60を介して接続されている線17には新
たな信号が発生する。
の差は増幅され、電流制御増幅器20の入力に制御信号
として与えられる。それにより、増幅器30の制御の下
に、変化した全電流■7が流れる0 線17上の信号に比較して、線39上の入力信号が変化
すると、増幅器30の出力が変化11、これに応じて全
電流ITも変化する。このようにして、接続点64、お
よびこれと抵抗63およびポテンショメータ61のワイ
パー、FET60を介して接続されている線17には新
たな信号が発生する。
前述の新たな信号は、増幅器30からの出力制御信号と
線形な関係を有し、したがって、増幅器300Å力にお
ける差電圧を零に減少させるように変化する。
線形な関係を有し、したがって、増幅器300Å力にお
ける差電圧を零に減少させるように変化する。
したがって、全電流ITは、他の作用がないとき(FE
T60がオンの場合)、低い値のトランスジー−サ出力
に対して、実質的に線形な関係を有する。
T60がオンの場合)、低い値のトランスジー−サ出力
に対して、実質的に線形な関係を有する。
前述のような構成は、正確な平方根の値を得ることが実
用的で々く、かつトランスジューサ出力と全電流ITの
間に十分正確な線形関係が存在するとき、低い値のトラ
ンスジー−サ信号レベルニオいて、円滑な回路動作をも
たらすために設けられている。
用的で々く、かつトランスジューサ出力と全電流ITの
間に十分正確な線形関係が存在するとき、低い値のトラ
ンスジー−サ信号レベルニオいて、円滑な回路動作をも
たらすために設けられている。
前述のような、回路の線形動作の場合における、(端子
11と13の間で測った)トランスジューサ出力電圧v
Pと全電流工Tの間の関係は、次の(3)式%式% 但し、前記(3)式において、ELlは抵抗62とワイ
パーより上のポテンショメータ61の部分の抵抗との和
であり、R2は抵抗63とワイパーより下のポテンショ
メータ61の部分の抵抗との和である。
11と13の間で測った)トランスジューサ出力電圧v
Pと全電流工Tの間の関係は、次の(3)式%式% 但し、前記(3)式において、ELlは抵抗62とワイ
パーより上のポテンショメータ61の部分の抵抗との和
であり、R2は抵抗63とワイパーより下のポテンショ
メータ61の部分の抵抗との和である。
また、Ftfはフィードバック抵抗65であり、vRは
線33と15との間の電圧である。
線33と15との間の電圧である。
前記(3)式はつぎのようにして導出される。第2図の
回路では、電流制御回路20を通]、で出力電流ITを
制イ1するので、 IT二に・■P−に′ΔP ただし、K 、 K’は定数 となシ、出力電流は入力差圧に比例する。したがって、
抵抗J+ル2の電流をtl、afの電流を12とし、増
幅器30の十端子入力電圧が■Pに等しい条件を用いる
と、明らかにつぎの(4)式が成立する。
回路では、電流制御回路20を通]、で出力電流ITを
制イ1するので、 IT二に・■P−に′ΔP ただし、K 、 K’は定数 となシ、出力電流は入力差圧に比例する。したがって、
抵抗J+ル2の電流をtl、afの電流を12とし、増
幅器30の十端子入力電圧が■Pに等しい条件を用いる
と、明らかにつぎの(4)式が成立する。
これからITを求めると前記(3)式になる。
”2”ll −ELf@12= Vp
トランスジー−サ10の出力が予定値以下にまで減少し
た結果、増幅器55の出力信号が増加すると、FBT6
0けカットオフになる。すなわち、トランスジューサ1
0の出力が、ポテンショメータ56のワイパー位置によ
って決まるスレッシ璽ルド電圧を超すと、ポテンショメ
ータ61のワイパーは線17から切離される。
た結果、増幅器55の出力信号が増加すると、FBT6
0けカットオフになる。すなわち、トランスジューサ1
0の出力が、ポテンショメータ56のワイパー位置によ
って決まるスレッシ璽ルド電圧を超すと、ポテンショメ
ータ61のワイパーは線17から切離される。
これにより前述の線形動作が停止され、後述するように
、自乗化回路50の出力が、差動増幅器30の一方の入
力に達している線17に供給されるようになる。
、自乗化回路50の出力が、差動増幅器30の一方の入
力に達している線17に供給されるようになる。
増幅器55の出力は接続点69にも接続されており、自
乗化回路50に含まれてbる増幅器7゜を附勢する。増
幅器70の電力帰路は、線15に接続している。
乗化回路50に含まれてbる増幅器7゜を附勢する。増
幅器70の電力帰路は、線15に接続している。
ダイオード・ホト抵抗素子800発光ダイオード部80
Aは、接続点69と増幅器70の出力端子との間に接続
されている。保持用コンデンサ68は、増幅器70の出
力端子と反転入力端子の間に接続されている。
Aは、接続点69と増幅器70の出力端子との間に接続
されている。保持用コンデンサ68は、増幅器70の出
力端子と反転入力端子の間に接続されている。
増幅器70の非反転入力は、抵抗71を介して接続点2
7に接続している。抵抗73け、接続点27と電流出力
端子22の間尺接続されていると共に、フィードバック
抵抗66および65を介して線15に接続している。抵
抗74は、接続点27と線330間に接続されている。
7に接続している。抵抗73け、接続点27と電流出力
端子22の間尺接続されていると共に、フィードバック
抵抗66および65を介して線15に接続している。抵
抗74は、接続点27と線330間に接続されている。
更に、2つの分圧回路が¥F算回路すガわち自乗化回路
50に用いである。
50に用いである。
すなわち、抵抗75が、線33から接続点76に接続し
ていると共に、線15に接続した抵抗77にも接続し、
第1の分圧回路を構成している。また、抵抗78が、線
33から接続点79に接続していると共に、線15に接
続した抵抗81にも接続し、第2の分圧回路を構成して
bる。
ていると共に、線15に接続した抵抗77にも接続し、
第1の分圧回路を構成している。また、抵抗78が、線
33から接続点79に接続していると共に、線15に接
続した抵抗81にも接続し、第2の分圧回路を構成して
bる。
ダイオード・ホト抵抗素子80の光感応抵抗(ホト抵抗
とも称する)85の一端は、接続点79に接続している
と共に、一対のFETスイッチ86および87の第1端
子にも接続している。ホト抵抗85の他端は、第2対の
FETスイッチ88および89の第1端子に接続してい
る。
とも称する)85の一端は、接続点79に接続している
と共に、一対のFETスイッチ86および87の第1端
子にも接続している。ホト抵抗85の他端は、第2対の
FETスイッチ88および89の第1端子に接続してい
る。
スイッチ86の他端は線17に、スイッチ87の他端は
増幅器70の反転入力端子に、スイッチ88の他端は接
続点76に、またスイッチ89の他端は接続点27に、
夫々接続している。保持コンデンサ92は、線17と1
5との間に接続されている。
増幅器70の反転入力端子に、スイッチ88の他端は接
続点76に、またスイッチ89の他端は接続点27に、
夫々接続している。保持コンデンサ92は、線17と1
5との間に接続されている。
フリップフロップ回路91は、常に線14と15の間に
接続されておp1附勢電力がこれに与えられると、2種
の出力「A」「B」を交互に発生する0 フリップフロップ回路91の出力人は、スイッチ87お
よび88のゲートAに夫々接続され、一方、出力Bはス
イッチ86および89のゲートBに夫々接続されている
。
接続されておp1附勢電力がこれに与えられると、2種
の出力「A」「B」を交互に発生する0 フリップフロップ回路91の出力人は、スイッチ87お
よび88のゲートAに夫々接続され、一方、出力Bはス
イッチ86および89のゲートBに夫々接続されている
。
本実施例で用いられるフリップフロップ回路は任意構成
のもので良いが、好ましくは低電流の集積回路形式のも
のであって、好ましくは、内部に発振器などを含み、電
源が投入されたとき、方形波対称出力を与えるものが用
いられる。
のもので良いが、好ましくは低電流の集積回路形式のも
のであって、好ましくは、内部に発振器などを含み、電
源が投入されたとき、方形波対称出力を与えるものが用
いられる。
フリップフロップ回路91は、その出力AおよびBの各
々を、交互にローレベル(関連するFETをオン状態だ
する)およびノ・イlノベル(関連するFET をオ
フ状態にする)に切換える。前記出力人およびBは、P
ETスイッチ86〜89のオン・オフを制御し、後述す
るように、ホト抵抗85を、交互に2つの回路に接続す
る。
々を、交互にローレベル(関連するFETをオン状態だ
する)およびノ・イlノベル(関連するFET をオ
フ状態にする)に切換える。前記出力人およびBは、P
ETスイッチ86〜89のオン・オフを制御し、後述す
るように、ホト抵抗85を、交互に2つの回路に接続す
る。
出力Aがオン状態すなわちローレベルになっているとき
は、FETスイッチ87および88のゲートがそれらF
’BTを導通させるレベルになり、電流路が接続点79
からホト抵抗85を介して接続点76へと形成される。
は、FETスイッチ87および88のゲートがそれらF
’BTを導通させるレベルになり、電流路が接続点79
からホト抵抗85を介して接続点76へと形成される。
一方、この状態のときは、FETスイッチ86および8
9は導通しない。この状態における自乗化回路50の要
部結線を第4図に示し、以下に説明する。
9は導通しない。この状態における自乗化回路50の要
部結線を第4図に示し、以下に説明する。
前述のように、フリップフロップ回路91の出力Aがロ
ーレベルで、F”E’r87および88が導通し、Fg
T86および89が非導通である場合、接続点27にお
ける(線15における電位に関しての)電圧■1は、つ
ぎの(5)式 %式% 但し、曲成において、■Tは全電流、vRはゼナーダイ
オード16Bの両端の調整されたW、圧、RFはフィー
ドバック抵抗65および66の和抵抗である。なお、上
式の記号の下部数字は第2図に示す抵抗の番号を表わし
ている。
ーレベルで、F”E’r87および88が導通し、Fg
T86および89が非導通である場合、接続点27にお
ける(線15における電位に関しての)電圧■1は、つ
ぎの(5)式 %式% 但し、曲成において、■Tは全電流、vRはゼナーダイ
オード16Bの両端の調整されたW、圧、RFはフィー
ドバック抵抗65および66の和抵抗である。なお、上
式の記号の下部数字は第2図に示す抵抗の番号を表わし
ている。
なお、前記(5)式はつぎのようにして導出される。
すなわち、第4図において、抵抗74 、73..66
゜65に流れる電流を11とすると、つぎの2つの式%
式% ) ) これらの式から11を消去すれば、前記(5)式が得ら
れる。
゜65に流れる電流を11とすると、つぎの2つの式%
式% ) ) これらの式から11を消去すれば、前記(5)式が得ら
れる。
上述の例において、4〜20ミリアンペアの全電流範囲
を有する場合は、抵抗73および74と、フィードバッ
ク抵抗65および66の値を適正に選定することにより
、つぎの(6)式で示される関係が成立するようにする
ことができる。
を有する場合は、抵抗73および74と、フィードバッ
ク抵抗65および66の値を適正に選定することにより
、つぎの(6)式で示される関係が成立するようにする
ことができる。
すなわち、増幅器70の非反転入力に達している接続点
27の電圧v1を、全電流I=rに比例させることがで
きる。
27の電圧v1を、全電流I=rに比例させることがで
きる。
なお、抵抗65および66は、FgT60がオフの状態
では、1つのフィードバック抵抗として作用する。また
、上式におけるr O,004Jは4ミリアンペアの附
勢電流を示すものとして用いである。
では、1つのフィードバック抵抗として作用する。また
、上式におけるr O,004Jは4ミリアンペアの附
勢電流を示すものとして用いである。
第2図および第4図から明らかなように、増幅器70の
非反転入力端子には、接続点27の電圧ηが供給されて
いる。一方、増幅器700反転入力端子は、接続点79
からスイッチ87を介して入力を受取る。
非反転入力端子には、接続点27の電圧ηが供給されて
いる。一方、増幅器700反転入力端子は、接続点79
からスイッチ87を介して入力を受取る。
その他にも、Ai前記反転入力には、接続点76からス
イッチ88、ホト抵抗85およびスイッチ87を介して
与えられる他の入力が加算されている。
イッチ88、ホト抵抗85およびスイッチ87を介して
与えられる他の入力が加算されている。
抵抗78は、接続点79の電圧がVR/2になるように
、抵抗81に等しいものが選ばれる。抵抗73.74お
よびRp(抵抗65と66の和)は、所望附勢電流■T
が4ミリアンペアのときV、 =: VR/2 で、かつ前記(5)式が下記の(6)式ま ただし、 で表わされるように選定される。
、抵抗81に等しいものが選ばれる。抵抗73.74お
よびRp(抵抗65と66の和)は、所望附勢電流■T
が4ミリアンペアのときV、 =: VR/2 で、かつ前記(5)式が下記の(6)式ま ただし、 で表わされるように選定される。
前記増幅器70の利得は、十分に大きく、この増幅器7
0は、その出力に応じて、発光ダイオード(IJi:D
)80Aから成る光源の輝度を変え、ホト抵抗85の抵
抗値を変化させて2つの入力電圧を強制的に等しい値に
させる。
0は、その出力に応じて、発光ダイオード(IJi:D
)80Aから成る光源の輝度を変え、ホト抵抗85の抵
抗値を変化させて2つの入力電圧を強制的に等しい値に
させる。
こ\で、第4図中の第1の分圧回路(抵抗75と77)
、第2の分圧回路(抵抗78と81)および両者の接続
点76および79間に接続されたホト抵抗85よりなる
回路網に関して、増幅器70の反転入力端子に生ずる入
力電圧■(→を計算すると、つぎの(8)式であられさ
れる。
、第2の分圧回路(抵抗78と81)および両者の接続
点76および79間に接続されたホト抵抗85よりなる
回路網に関して、増幅器70の反転入力端子に生ずる入
力電圧■(→を計算すると、つぎの(8)式であられさ
れる。
前記(8)式中のaXは、固定抵抗75 、77 、7
8および81に加えて、可変ホト抵抗85の値(aJj
−)にも依存する。そして、前記FLxに対する式は、
次の(9)式のとおりである。
8および81に加えて、可変ホト抵抗85の値(aJj
−)にも依存する。そして、前記FLxに対する式は、
次の(9)式のとおりである。
明らかなように、差動増幅器70は、そこへの2入力端
子v1およびV(→が等しくなるように、その出力を変
化する。すなわち、前記(6)式および(8)式であら
れされるvoおよびV(−)は等しくなる。それ故に、
つぎの(to) (10a )式%式%(10) (10) が成立する。
子v1およびV(→が等しくなるように、その出力を変
化する。すなわち、前記(6)式および(8)式であら
れされるvoおよびV(−)は等しくなる。それ故に、
つぎの(to) (10a )式%式%(10) (10) が成立する。
以上の説明から明らかなように、フリップフロップ回路
91の出力Aがローレベルになって、FET87および
88が導通し、第2図の自乗化回路50が、第4図のよ
うな結線状態に保持されている間に、増幅器70は発光
ダイオード80Aの発光輝度−すなわち、ホト抵抗85
の抵抗値−を、(9)式および(10)式の関係が成立
するよう罠制御する。
91の出力Aがローレベルになって、FET87および
88が導通し、第2図の自乗化回路50が、第4図のよ
うな結線状態に保持されている間に、増幅器70は発光
ダイオード80Aの発光輝度−すなわち、ホト抵抗85
の抵抗値−を、(9)式および(10)式の関係が成立
するよう罠制御する。
フリップフロップ回路91が、上記と反対の動作状態に
あり、出力Bがハイレベルにあるときは、第2図におり
ては、l;’ETスイッチ87および88が開き、F’
BTスイッチ86および89が閉じる。
あり、出力Bがハイレベルにあるときは、第2図におり
ては、l;’ETスイッチ87および88が開き、F’
BTスイッチ86および89が閉じる。
この拭擦における自乗化回路50の要部結線を第5図に
示し、以下に説明する。
示し、以下に説明する。
このとき、増幅器70の反転入力端子における電圧はほ
ぼ一定に維持される。その理由は、第5図から明らかな
ように、この反転入力端子が、上記動作状態中、保持コ
ンデンサ68に接続されているだけであるからである。
ぼ一定に維持される。その理由は、第5図から明らかな
ように、この反転入力端子が、上記動作状態中、保持コ
ンデンサ68に接続されているだけであるからである。
そし−C1前記コンデンサ68は、PETスイッチ87
および88が閉じている間に1増幅器70の出力に応じ
た値に光電きれる。
および88が閉じている間に1増幅器70の出力に応じ
た値に光電きれる。
それ故に、自乗化回路50が第5図の結線状態にある間
中、LEI)80Aには一定の電流が流れる。これに伴
なって、ホト抵抗851d%前記(9)式および(10
)式の関係を満足する値に保持される。
中、LEI)80Aには一定の電流が流れる。これに伴
なって、ホト抵抗851d%前記(9)式および(10
)式の関係を満足する値に保持される。
第5図から分るよ”)に、抵抗73および74の接続点
27の電圧■1は、この時点では、スイッチ89を介し
てホト抵抗85に供給され、更に、接続点79からスイ
ッチ86を介して、増幅器30の非反転入力端子に接続
している線17に与えられる。線17の電圧tv2で示
す。
27の電圧■1は、この時点では、スイッチ89を介し
てホト抵抗85に供給され、更に、接続点79からスイ
ッチ86を介して、増幅器30の非反転入力端子に接続
している線17に与えられる。線17の電圧tv2で示
す。
上記状態の回路を分析すれば、つぎの(11)式%式%
但し、上記式中のFLYは、固定抵抗78,81゜73
.74およびRFに依存する外、ホト抵抗85の値にも
依存する。すなわち、R・1は次の(12)式で表わさ
れる。
.74およびRFに依存する外、ホト抵抗85の値にも
依存する。すなわち、R・1は次の(12)式で表わさ
れる。
”78 ” 81
また、上式(11)式中の定数に6は、抵抗73.74
およびEJ−vC抵抗65と66の和)の関数である。
およびEJ−vC抵抗65と66の和)の関数である。
全電流ITの変化範囲を4〜20ミリアンペアとするよ
うな構成例においては、ITが4ミリアンペアのとき、
線17の電圧v2けVR/2である。
うな構成例においては、ITが4ミリアンペアのとき、
線17の電圧v2けVR/2である。
この条件を(11)式に代入すると、
K6VH= 0.004Ka
となる。この関係を前記(11)式に代入すると、電圧
V2の式は次のようになる。
V2の式は次のようになる。
第2図の回路構成においては、固定抵抗75゜77.7
8および81の値を適当に選ぶことにより、つぎの(1
4)式 が成立するようにすることができる。この(14)式と
前述の(10)武“b!t (13)式に代入すると、
下記のようにして(15)式が得られる。
8および81の値を適当に選ぶことにより、つぎの(1
4)式 が成立するようにすることができる。この(14)式と
前述の(10)武“b!t (13)式に代入すると、
下記のようにして(15)式が得られる。
販出・Q・説1明、かイら1瑞1解;さ、れる、よ、う
I′に14=ii壇・1乗化回路50は、(6)式であ
られされるように(IT−o、ooll)に比例する入
力@号■1を、(15)式であられされるように、(I
T−0,004)の2乗に比例する出力信号■2に変換
する機能を果している。
I′に14=ii壇・1乗化回路50は、(6)式であ
られされるように(IT−o、ooll)に比例する入
力@号■1を、(15)式であられされるように、(I
T−0,004)の2乗に比例する出力信号■2に変換
する機能を果している。
第2図および第5図から分るように、)ランスジー−サ
10は電圧VPを提供し、この電圧vPけ、増幅器30
において電圧v2と比較される。この電圧v2は、スイ
ッチ86および89が閉じているときの自乗化回路50
の出力であり、前記(15)式であられされる。
10は電圧VPを提供し、この電圧vPけ、増幅器30
において電圧v2と比較される。この電圧v2は、スイ
ッチ86および89が閉じているときの自乗化回路50
の出力であり、前記(15)式であられされる。
増幅器30の出力信号は、電流制御増幅器20を制御す
るのに利用される。すなわち、前記電圧界とv2(増幅
器30への電圧入力)の差に応答して全電流■Tが制御
され、これら電圧の差が零に減少される。
るのに利用される。すなわち、前記電圧界とv2(増幅
器30への電圧入力)の差に応答して全電流■Tが制御
され、これら電圧の差が零に減少される。
こ\で、トランスジューサ10の出力vPは、その人力
差圧力ΔPに比例するので、線15を基準として前記出
力■Pを測定し、かつ差圧力ΔPが零のとき、出力vP
カVR/2になるように回路定数を選定すると、電圧v
Pは(16)式 で表わされる。但し7、この式中のに5は、トランスジ
ューサ10の性能で決゛まるトランスジューサ比例定数
である。
差圧力ΔPに比例するので、線15を基準として前記出
力■Pを測定し、かつ差圧力ΔPが零のとき、出力vP
カVR/2になるように回路定数を選定すると、電圧v
Pは(16)式 で表わされる。但し7、この式中のに5は、トランスジ
ューサ10の性能で決゛まるトランスジューサ比例定数
である。
前述のように、電圧v2とvPとが等しくなるように、
増幅器30が動作するので、(15)および(16)式
を等しいとおくと、(17)式 =に7IIΔP ・・・・・・(17)の関係が得ら
れ、これから次の(18)式が得られる。
増幅器30が動作するので、(15)および(16)式
を等しいとおくと、(17)式 =に7IIΔP ・・・・・・(17)の関係が得ら
れ、これから次の(18)式が得られる。
(IT−0,004)=に?%/ΔP
・・・・・・・・・(18)35− ここで、K7は計算できる比例定数である。
・・・・・・・・・(18)35− ここで、K7は計算できる比例定数である。
このようにして、第2図における4ミリアンペア以上の
全電流■Tは一感知した差圧力ΔPの平方根に比例する
。
全電流■Tは一感知した差圧力ΔPの平方根に比例する
。
保持コンデンサ92が、線15と線17の間に接続され
ているので、フリップフロップ回路91の出力Aがロー
レベルとなり、スイッチ87および88が閉じて、スイ
ッチ86および89が開いている結線状態−すなわち、
第4図の結線状態に自乗化回路50が戻ったときでも、
前記保持コンデンサ92により、増幅器30の一方の(
非反転)入力に達している信号電圧v2は、はソ一定に
保持される。
ているので、フリップフロップ回路91の出力Aがロー
レベルとなり、スイッチ87および88が閉じて、スイ
ッチ86および89が開いている結線状態−すなわち、
第4図の結線状態に自乗化回路50が戻ったときでも、
前記保持コンデンサ92により、増幅器30の一方の(
非反転)入力に達している信号電圧v2は、はソ一定に
保持される。
したがって、前記(18)式の関係は、クリップフロッ
プ91の出力状態に関係なく、測定の全期間にわたって
保持される。
プ91の出力状態に関係なく、測定の全期間にわたって
保持される。
第2図の回路は、4〜20ミリアンペアの範囲で動作す
る電流送信回路に対し、入力信号の平方36− 根を演算する機能を有する。このような動作が可能な理
由は、回路の全部分が、低電力レベルで動作できるから
である。
る電流送信回路に対し、入力信号の平方36− 根を演算する機能を有する。このような動作が可能な理
由は、回路の全部分が、低電力レベルで動作できるから
である。
第2図に含まれている自乗化回路は、上述した応用にお
いて特に重要である。その理由は、この回路が、最少電
力を用いて極めて正確な自乗化機能を達成するからであ
る。
いて特に重要である。その理由は、この回路が、最少電
力を用いて極めて正確な自乗化機能を達成するからであ
る。
1つの低電力光源(LED80A ) およびこれに
対向配置された1つのホト抵抗を用いることは、4〜2
0ミリアンペアの電流範囲を良好に達成するのに極めて
重要である。
対向配置された1つのホト抵抗を用いることは、4〜2
0ミリアンペアの電流範囲を良好に達成するのに極めて
重要である。
第2図の回路に用いる部品の値は、本明細書末尾の表1
に示しである。フリップフロップの周波数は約1 fG
(zである。送信機は14Vと45Vの間の直流電源に
より附勢されるよう設計される。
に示しである。フリップフロップの周波数は約1 fG
(zである。送信機は14Vと45Vの間の直流電源に
より附勢されるよう設計される。
表1に示した値を有した回路素子で構成した第2図の実
施例装置は、トランスジューサ10に対し約16ミリア
ンペアの電流を与え得ると共に10からマイナス400
ミリボルトの間で、トランスジューサ10の出力信号(
端子11において)が変化する場合に、良好に動作する
。
施例装置は、トランスジューサ10に対し約16ミリア
ンペアの電流を与え得ると共に10からマイナス400
ミリボルトの間で、トランスジューサ10の出力信号(
端子11において)が変化する場合に、良好に動作する
。
上記特性のトランスジー−サの例が、第3図に示しであ
る。こ\では、第2図の端子11.12および13に、
第3図の端子101,102および103を、それぞれ
接続するように設計されている。
る。こ\では、第2図の端子11.12および13に、
第3図の端子101,102および103を、それぞれ
接続するように設計されている。
第3図の回路では、固定したコンデンサ極板の間で動く
ダイヤフラムを有する「ΔP」感知器が用いてあり、こ
れに相似なものは米国特許第3,646,538号に開
示されている。
ダイヤフラムを有する「ΔP」感知器が用いてあり、こ
れに相似なものは米国特許第3,646,538号に開
示されている。
「ΔP」組立体は「110」で簡略化して示してあり、
コンデンサC1およびC2を形成している。そして、前
記各コンデンサの静電容量は、差圧力(P1〜P2)の
変化に応じて相互に逆方向に増減する。
コンデンサC1およびC2を形成している。そして、前
記各コンデンサの静電容量は、差圧力(P1〜P2)の
変化に応じて相互に逆方向に増減する。
トランジスタ121を含む発振器120は、端子102
および103により附勢される増幅器130により附勢
される。増幅器130の出力は、ダンピング抵抗131
を介して、−次巻線122の第1端子に接続して−る。
および103により附勢される増幅器130により附勢
される。増幅器130の出力は、ダンピング抵抗131
を介して、−次巻線122の第1端子に接続して−る。
巻線122の他端は、トランジスタ121のコレクタに
接続している。フィードバック巻線123の第1端子は
、端子103に接続すると共に、更にフィルタコンデン
サ124を介して、6線122の第1端子に接続してい
る。また、巻線123の他端子は、トランジスタ121
のエミッタに接続している。
接続している。フィードバック巻線123の第1端子は
、端子103に接続すると共に、更にフィルタコンデン
サ124を介して、6線122の第1端子に接続してい
る。また、巻線123の他端子は、トランジスタ121
のエミッタに接続している。
トランジスタ121のベースは、直流バイアス抵抗12
5を介して、端子102に接続している。
5を介して、端子102に接続している。
減結合コンデンサ126ば、トランジスタ121のベー
スと巻線123の@1端子との間に接続されている。
スと巻線123の@1端子との間に接続されている。
コンデンサC2は、順方向導通ダイオード140を介し
て、誘導性巻線150の第1端子に接続し、更に、逆方
向導通ダイオード141を介して、巻線151の第1端
子だ接続している。
て、誘導性巻線150の第1端子に接続し、更に、逆方
向導通ダイオード141を介して、巻線151の第1端
子だ接続している。
コンデンサCIは、功方向導通ダイオード142を介し
て巻線152の第1端子に接続し、更に、順方向導通ダ
イオード143を介して巻線153の第1端子に接続1
ている。首だ、巻線153の第1端子は、更にコンデン
サC3の第1極側如接続してしる。
て巻線152の第1端子に接続し、更に、順方向導通ダ
イオード143を介して巻線153の第1端子に接続1
ている。首だ、巻線153の第1端子は、更にコンデン
サC3の第1極側如接続してしる。
コンデンサC3の他極の側は、順方向導通ダイオード1
44を介して、増幅器130の非反転入力端子132に
接続すると共に、更に、逆方向導通ダイオード145を
介して、増幅器1300反転端子133に接続している
。
44を介して、増幅器130の非反転入力端子132に
接続すると共に、更に、逆方向導通ダイオード145を
介して、増幅器1300反転端子133に接続している
。
巻線150および152の第2端子は、信号出力端子1
01に接続している。巻線151の第2端子は端子13
2に、巻線153の第24子は端子133 に夫々接続
している。
01に接続している。巻線151の第2端子は端子13
2に、巻線153の第24子は端子133 に夫々接続
している。
抵抗134は、増幅器1300入力端子133と端子1
03の間に接続される。また、抵抗135は、増幅器1
30の入力端子132と端子102の間に接続されてい
る。これら両抵抗134および135は、増幅器130
への入力端子において加算される基準電流を提供する。
03の間に接続される。また、抵抗135は、増幅器1
30の入力端子132と端子102の間に接続されてい
る。これら両抵抗134および135は、増幅器130
への入力端子において加算される基準電流を提供する。
抵抗136は、入力端子133と接続点138の間に接
続され、抵抗137は入力端子132と接続点138の
間に接続される。これら2つの抵抗136および137
だよね、コンデンサC1+C2およびC3からの電流に
対する電流集計回路が構成される。
続され、抵抗137は入力端子132と接続点138の
間に接続される。これら2つの抵抗136および137
だよね、コンデンサC1+C2およびC3からの電流に
対する電流集計回路が構成される。
可変抵抗139は、接続点138と端子101の間に接
続されており、トランスジューサのスパン(可変範囲)
調整を可能にする。
続されており、トランスジューサのスパン(可変範囲)
調整を可能にする。
ボテンシ目メータ149は、端子102と103の間に
接続されており、ボテンシロメータ149のワイパーは
、抵抗148を介して端子101に接続している。これ
によって零バイアス電圧が提供され、トランスジューサ
の零調整が達成される。
接続されており、ボテンシロメータ149のワイパーは
、抵抗148を介して端子101に接続している。これ
によって零バイアス電圧が提供され、トランスジューサ
の零調整が達成される。
多くのフィルタコンデンサが、トランスジュ−サ内の交
流電流路を完成するのに使用されている。
流電流路を完成するのに使用されている。
それらは、図示の如く、抵抗139に並列のコンデンサ
161、接続点138と端子102の間のコンデンサ1
62、接続点138と端子103の間のコンデンサ16
3、端子133と接続点138の間のコンデンサ164
、および端子132と接続点138の間のコンデンサ1
65である。
161、接続点138と端子102の間のコンデンサ1
62、接続点138と端子103の間のコンデンサ16
3、端子133と接続点138の間のコンデンサ164
、および端子132と接続点138の間のコンデンサ1
65である。
二次巻線150〜1530間の濾波作用は、巻線150
および151の各第1端子間に接続されているコンデン
サ166、巻線151および152の各第1端子間に接
続されているコンデンサ167、ならびに、巻線152
および153の各第1端子間ノコンデンサ168で達成
される。
および151の各第1端子間に接続されているコンデン
サ166、巻線151および152の各第1端子間に接
続されているコンデンサ167、ならびに、巻線152
および153の各第1端子間ノコンデンサ168で達成
される。
第3図の回路の動作は、上記米国特許第3,646,5
38号明細書に開示されているものに相似である。
38号明細書に開示されているものに相似である。
すなわち、二次巻線150〜153の夫々は、関連する
ダイオード140〜143とコンデンサCx’!たはC
2と共に、関連したダイオードの相対的極性に応じて「
±CVf Jなる直流信号を提供する。
ダイオード140〜143とコンデンサCx’!たはC
2と共に、関連したダイオードの相対的極性に応じて「
±CVf Jなる直流信号を提供する。
増幅器130への2つの入力の差が零であるためには、
発蛋器120の周波数と振幅の積が(”1+C22Ca
) ’ に比例しなければならない。なお、電圧Vは二次巻線1
50〜153のピーク涜1ピ=り励振電圧であり、fは
発振器120の発振周波数である。
発蛋器120の周波数と振幅の積が(”1+C22Ca
) ’ に比例しなければならない。なお、電圧Vは二次巻線1
50〜153のピーク涜1ピ=り励振電圧であり、fは
発振器120の発振周波数である。
したがって、端子101における電圧は、(C1−C2
)vr、t fcu (C1”2 )/(cl+c2−203 )に比例
する。この比例関係は、米国特許第3,646,538
号に示されてbる如き圧力感知器を用いたとき、圧力P
1およびP2に応じて感知した差圧力に応じて、出力が
線形関係になることを示している。
)vr、t fcu (C1”2 )/(cl+c2−203 )に比例
する。この比例関係は、米国特許第3,646,538
号に示されてbる如き圧力感知器を用いたとき、圧力P
1およびP2に応じて感知した差圧力に応じて、出力が
線形関係になることを示している。
第3図の回路に用いる部品は、本明細書の末尾の表2に
示してあり、励振電流が1.6 ミl)アンペアで、l
’−C1−C2Jが約150ピコフアラツド変化すると
き、約400 ミリボルトの出力を発生する。
示してあり、励振電流が1.6 ミl)アンペアで、l
’−C1−C2Jが約150ピコフアラツド変化すると
き、約400 ミリボルトの出力を発生する。
第3図の回路からの出力信号は、前述のように、感知し
た差圧力に関して「線形」であり、この出力信号は、上
述した縞1図またけ第2図の送信機の入力信号として使
用される。
た差圧力に関して「線形」であり、この出力信号は、上
述した縞1図またけ第2図の送信機の入力信号として使
用される。
以Eの説明から明らかなように、第2図の実施例では、
増幅器70と自乗化回路50の出力とへ、交互に結合さ
れる1つの光感応抵抗85を用いることにより、相似で
はあるが、2つの独立したホト抵抗を用いた回路を使用
したときに現われる温度変化、または光の変動による問
題が除かれる。
増幅器70と自乗化回路50の出力とへ、交互に結合さ
れる1つの光感応抵抗85を用いることにより、相似で
はあるが、2つの独立したホト抵抗を用いた回路を使用
したときに現われる温度変化、または光の変動による問
題が除かれる。
しかしながら、上記問題が重大でない場合は、2つの別
個のホト抵抗を使用するように、回路構成を変更できる
ことは当然である。
個のホト抵抗を使用するように、回路構成を変更できる
ことは当然である。
なお、上記実施例のトランスジユーサは差圧力を感知す
るものであったが、入力信号は平方根の開を得たい任意
の形式のトランスジー−サから得ても良騒。例えば、温
度トランスジー−サからの信号を、入力として使用する
こともできる。
るものであったが、入力信号は平方根の開を得たい任意
の形式のトランスジー−サから得ても良騒。例えば、温
度トランスジー−サからの信号を、入力として使用する
こともできる。
コンデンサ 92,68 0.22μF44
0.001μF 抵 抗 57.58,78.81 35K
(単位オーム)562に 59 10M 62 19に 63.73 20に 611に 74 17に 部 品 記号(番号) 値または形式抵
抗 71 47に66
100 +55 40 75 40に 77.4510に 42.43.53 68に 35 1.4に 51 18に ダイオード 49 1N400332
1N26209V 34 1N45716.3Vトランジスタ
60 ’ 2N436047
2N2222 48 2N4920 部 品 記号(番号) 値着たけ形式%式% 表2(第3図の部品) =+yデフす126 0.01.c+F
124.161,164. 0.1μF165、16
6.167゜ 68 162.163 1μF 部 品 記号(番号) 値およびまた形式抵
抗 125 68K(単位オー
ム)131 12134.1
35 18に 148 200に ダイオード 140,141,142. lN9
14143.144,145 トランジスタ 121 2M3903(
演算増幅器) 変成器巻線 122 −次=55ターン
123 フィードバック−
5ターン150.151,152. 二次=20
0ターン53
0.001μF 抵 抗 57.58,78.81 35K
(単位オーム)562に 59 10M 62 19に 63.73 20に 611に 74 17に 部 品 記号(番号) 値または形式抵
抗 71 47に66
100 +55 40 75 40に 77.4510に 42.43.53 68に 35 1.4に 51 18に ダイオード 49 1N400332
1N26209V 34 1N45716.3Vトランジスタ
60 ’ 2N436047
2N2222 48 2N4920 部 品 記号(番号) 値着たけ形式%式% 表2(第3図の部品) =+yデフす126 0.01.c+F
124.161,164. 0.1μF165、16
6.167゜ 68 162.163 1μF 部 品 記号(番号) 値およびまた形式抵
抗 125 68K(単位オー
ム)131 12134.1
35 18に 148 200に ダイオード 140,141,142. lN9
14143.144,145 トランジスタ 121 2M3903(
演算増幅器) 変成器巻線 122 −次=55ターン
123 フィードバック−
5ターン150.151,152. 二次=20
0ターン53
第1図は2線式送信機回路における本発明の一実施例の
構成を示すブロック図、第2図は好適な本発明の他の実
施例回路を示す図、第3図は第1図および第2図の回路
に関して使用する適切なトランスジューサ回路図、第4
図および第5図は本発明の詳細な説明するだめの回路図
である。 10・・・トランスジューサ、30・・・差動入力比較
増幅器、50・・・自乗化回路、80・・・ダイオード
・ホト抵抗素子、91・・・フリップフロップ1コ銘〜
、110・・・差圧感知組立体、120・・・発振器代
理人 弁理士 平 木 道 人 外1名
構成を示すブロック図、第2図は好適な本発明の他の実
施例回路を示す図、第3図は第1図および第2図の回路
に関して使用する適切なトランスジューサ回路図、第4
図および第5図は本発明の詳細な説明するだめの回路図
である。 10・・・トランスジューサ、30・・・差動入力比較
増幅器、50・・・自乗化回路、80・・・ダイオード
・ホト抵抗素子、91・・・フリップフロップ1コ銘〜
、110・・・差圧感知組立体、120・・・発振器代
理人 弁理士 平 木 道 人 外1名
Claims (1)
- (1)2本の電線だけを介して電源に接続する第1およ
び第2端子(22) (23)を有し、パラメータ(Δ
P)の平方根に比例する可変出力電流信号(■T)を前
記端子を介して与える電流送信機であって、パラメータ
の関数にしたがって変化する入力信号(vP)を与える
トランスジー−サ手段(1o)と、制御信号に応答して
可変出力電流信号を与える電流制御回路(20)と、上
記可変出力電流信号の関数であるフィードバック信号(
vl)を与える化回路(SO)と、前記トランスジーT
す手段および自乗化回路の出力に結合した2人力を有し
、更に上記入力信号および自乗信号の関数である前記制
御信号を与える出力を有する比較増幅器(30)と、前
記自乗化回路の出力に結合した比較増幅器の入力を自乗
化回路側と入力手段側との間て切換えるスイッチング手
段と、トランスジー−サ手段から発生される入力信号を
設定値と比較し、その出力によって入力電圧が設定値以
下のときはフィードバック信号が前記比較増幅器の入力
に供給され、また入力信号が設定値より大きいときは自
乗信号が前記比較増幅器の入力に供給されるように前記
スイッチング手段を制御する比較器と、前記トランスジ
ューサ手段、電流制御回路、自乗化回路および比較増幅
器にそれぞれ接続しており、それらに、前記第1および
第2端子を介してのみ電力を与える手段(14) (1
5) (16A)(33) (48)とから成る電流送
信機。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US355816 | 1973-04-30 | ||
US00355816A US3854039A (en) | 1973-04-30 | 1973-04-30 | Current transmitter circuitry to provide an output varying as the square root of a measured variable condition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58149595A true JPS58149595A (ja) | 1983-09-05 |
JPS5932840B2 JPS5932840B2 (ja) | 1984-08-11 |
Family
ID=23398956
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP49048608A Expired JPS5931119B2 (ja) | 1973-04-30 | 1974-04-30 | 自乗化回路 |
JP58022967A Expired JPS5932840B2 (ja) | 1973-04-30 | 1983-02-16 | 電流送信機 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP49048608A Expired JPS5931119B2 (ja) | 1973-04-30 | 1974-04-30 | 自乗化回路 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3854039A (ja) |
JP (2) | JPS5931119B2 (ja) |
BR (1) | BR7403504D0 (ja) |
CA (1) | CA1017012A (ja) |
DE (1) | DE2420377C2 (ja) |
FR (1) | FR2227583B1 (ja) |
GB (1) | GB1454650A (ja) |
IL (1) | IL44676A (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5533493Y2 (ja) * | 1975-03-22 | 1980-08-08 | ||
JPS5818678B2 (ja) * | 1975-08-25 | 1983-04-14 | 横河電機株式会社 | 変位電気信号変換装置 |
US4102199A (en) * | 1976-08-26 | 1978-07-25 | Megasystems, Inc. | RTD measurement system |
US4250490A (en) * | 1979-01-19 | 1981-02-10 | Rosemount Inc. | Two wire transmitter for converting a varying signal from a remote reactance sensor to a DC current signal |
US4339750A (en) * | 1980-08-20 | 1982-07-13 | Rosemount Inc. | Low power transmitter |
US4331912A (en) * | 1980-10-06 | 1982-05-25 | Rosemount Inc. | Circuit for converting a non-live zero current signal to a live zero DC output signal |
JPS60152238U (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-09 | 東洋電装株式会社 | ピアノ型スイツチ |
US4741214A (en) * | 1986-09-19 | 1988-05-03 | Combustion Engineering, Inc. | Capacitive transducer with static compensation |
JPS6444540U (ja) * | 1987-09-14 | 1989-03-16 | ||
US5616846A (en) * | 1994-10-27 | 1997-04-01 | Kwasnik; Joseph W. | Method and apparatus for current regulation and temperature compensation |
JP2005345377A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 回転情報検出装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3016197A (en) * | 1958-09-15 | 1962-01-09 | Honeywell Regulator Co | Square root extracting integrator |
US3043516A (en) * | 1959-10-01 | 1962-07-10 | Gen Electric | Time summing device for division, multiplication, root taking and interpolation |
US3328569A (en) * | 1963-11-14 | 1967-06-27 | Bailey Meter Co | Square root extracting network |
US3496346A (en) * | 1965-10-20 | 1970-02-17 | Fischer & Porter Co | Square root extractor |
US3646538A (en) * | 1969-10-27 | 1972-02-29 | Rosemount Eng Co Ltd | Transducer circuitry for converting a capacitance signal to a dc current signal |
US3663833A (en) * | 1970-04-02 | 1972-05-16 | Monsanto Co | Square root extractor for a process control system |
US3679884A (en) * | 1970-04-13 | 1972-07-25 | Coulter Electronics | Mathematic root computer |
-
1973
- 1973-04-30 US US00355816A patent/US3854039A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-04-18 GB GB1705174A patent/GB1454650A/en not_active Expired
- 1974-04-18 CA CA197,810A patent/CA1017012A/en not_active Expired
- 1974-04-22 IL IL44676A patent/IL44676A/en unknown
- 1974-04-26 DE DE2420377A patent/DE2420377C2/de not_active Expired
- 1974-04-29 FR FR7414851A patent/FR2227583B1/fr not_active Expired
- 1974-04-30 BR BR3504/74A patent/BR7403504D0/pt unknown
- 1974-04-30 JP JP49048608A patent/JPS5931119B2/ja not_active Expired
-
1983
- 1983-02-16 JP JP58022967A patent/JPS5932840B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5932840B2 (ja) | 1984-08-11 |
DE2420377A1 (de) | 1974-11-07 |
IL44676A (en) | 1976-07-30 |
FR2227583B1 (ja) | 1981-10-09 |
BR7403504D0 (pt) | 1974-11-19 |
GB1454650A (en) | 1976-11-03 |
JPS5931119B2 (ja) | 1984-07-31 |
DE2420377C2 (de) | 1986-05-15 |
JPS5015569A (ja) | 1975-02-19 |
IL44676A0 (en) | 1975-03-13 |
AU6807574A (en) | 1975-10-23 |
FR2227583A1 (ja) | 1974-11-22 |
CA1017012A (en) | 1977-09-06 |
US3854039A (en) | 1974-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS58149595A (ja) | 電流送信機 | |
JPH0226883B2 (ja) | ||
US4268789A (en) | Limiter circuit | |
US4207475A (en) | Efficient bipolar regulated power supply | |
JPH0580843B2 (ja) | ||
JPS59205815A (ja) | デジタル信号で調整可能な端子電圧発生用集積回路 | |
JPS589589A (ja) | 小型直流モ−タの速度制御回路 | |
JPS60134615A (ja) | 電圧制御減衰器 | |
JPH0124443B2 (ja) | ||
JPH0413692Y2 (ja) | ||
JPS631455Y2 (ja) | ||
SU1606967A1 (ru) | Стабилизатор посто нного напр жени и тока | |
JP3043044B2 (ja) | D/a変換回路 | |
JPS6220080Y2 (ja) | ||
JP3671519B2 (ja) | 電流供給回路 | |
JPS6210917A (ja) | 差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路 | |
US5337355A (en) | Supply circuit device for a user's telephone circuit, having a low voltage loss | |
JPH029729B2 (ja) | ||
JPS6127224Y2 (ja) | ||
JPH0630418B2 (ja) | リバ−サル電流出力装置 | |
JPS6065614A (ja) | ヒステリシスを有する電圧比較回路 | |
JPS6146506A (ja) | 定電圧電源回路 | |
JPS6313603B2 (ja) | ||
JPS6161286B2 (ja) | ||
JPS6120101A (ja) | 温度制御装置 |