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JP2006323476A - Field instrument - Google Patents

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JP2006323476A
JP2006323476A JP2005143910A JP2005143910A JP2006323476A JP 2006323476 A JP2006323476 A JP 2006323476A JP 2005143910 A JP2005143910 A JP 2005143910A JP 2005143910 A JP2005143910 A JP 2005143910A JP 2006323476 A JP2006323476 A JP 2006323476A
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circuit
charging
transmission current
voltage
field instrument
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Application number
JP2005143910A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikumitsu Ishikawa
郁光 石川
Akio Yasumatsu
彰夫 安松
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a function without requiring a special operation, an additional device, or the like, using surplus power that does not contribute to driving of a two-wire system field instrument (two-wire system transmitter) itself. <P>SOLUTION: The two-wire system field instrument receives supply of transmission current from a load side via an output end, measures physical quantity, converts the transmission current correspondingly, and transmits it to the load side. The two-wire system field instrument has a charging means for covering a circuit power source with part of the transmission current and charging a capacitor using other part of the transmission current. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、負荷側から出力端を介して伝送電流の供給を受けると共に物理量を測定してこれに対応するように前記伝送電流を変換して前記負荷側に伝送する2線式のフィールド計器に係り、特に伝送電流の一部を有効に活用して機能を向上させるように改良されたフィールド計器に関する。   The present invention provides a two-wire field instrument that receives transmission current from the load side via an output terminal, measures a physical quantity, converts the transmission current to correspond to this, and transmits it to the load side. In particular, the present invention relates to a field instrument improved so as to improve the function by effectively utilizing a part of transmission current.

図2に後述の特許文献1の図6に記載された従来の2線式伝送器の構成を示す。この場合の2線式伝送器(2線式のフィールド計器)は渦流量計の例である。10は負荷側に設けられた直流電源であり、この直流電源10に直列に負荷抵抗11が接続され、これらで構成された直列回路は、端子T1、T2、伝送線L1、L2を介して2線式伝送器12の出力の端子T1‘、T2’にそれぞれ接続されている。   FIG. 2 shows a configuration of a conventional two-wire transmitter described in FIG. The two-wire transmitter (two-wire field instrument) in this case is an example of a vortex flowmeter. Reference numeral 10 denotes a DC power source provided on the load side. A load resistor 11 is connected in series to the DC power source 10, and a series circuit constituted by these is connected to terminals 2 through terminals T 1 and T 2 and transmission lines L 1 and L 2. The output terminals of the linear transmitter 12 are connected to terminals T1 ′ and T2 ′, respectively.

この端子T1‘、T2’にはダイオードD1、トランジスタQ1、抵抗R1、帰還抵抗R2が直列に接続されている。ダイオードD1のカソードとトランジスタQ2のコレクタとの接続点Aと、抵抗R1と帰還抵抗R2との接続点Bとの間には抵抗R3とツエナダイオードD2との直列回路が接続されている。 A diode D1, a transistor Q1, a resistor R1, and a feedback resistor R2 are connected in series to the terminals T1 'and T2'. A series circuit of a resistor R3 and a Zener diode D2 is connected between a connection point A between the cathode of the diode D1 and the collector of the transistor Q2 and a connection point B between the resistor R1 and the feedback resistor R2.

さらに、抵抗R3の両端にはトランジスタQ2のコレクタとベ一スが接続されそのエミッタとツエナダイオードD2のカソードとの間に1次電圧V1を得ている。1次電圧V1は増幅器13を付勢しこの増幅器13の出力でトランジスタQ1のべ一ス電圧を制御する。
この増幅器13の入力端には、1次電圧V1で付勢された信号処理回路14の出力が印加されると共に帰還抵抗R2の両端に発生する帰還電圧Vfが印加され、センサ側とはこれにより絶縁される。
Further, the collector and base of the transistor Q2 are connected to both ends of the resistor R3, and a primary voltage V1 is obtained between the emitter and the cathode of the Zener diode D2. Primary voltage V1 energizes amplifier 13 and the output of amplifier 13 controls the base voltage of transistor Q1.
The output of the signal processing circuit 14 energized by the primary voltage V1 is applied to the input terminal of the amplifier 13 and the feedback voltage Vf generated at both ends of the feedback resistor R2 is applied to the sensor side. Insulated.

また、この1次電圧は直流的に絶縁してセンサ側の信号処理回路17を付勢するための直流電圧Vd1を供給する電源回路16に印加されている。その入力端子はT3、T4、出力端子はT5、T6である。この信号処理回路17の入力端には、例えば、測定流量に対応して発生するカルマン渦の数をこれに対応する電圧信号に変換するセンサ18からの渦信号が印加されている。 The primary voltage is applied to a power supply circuit 16 that supplies a DC voltage Vd1 for galvanically insulating and energizing the signal processing circuit 17 on the sensor side. The input terminals are T3 and T4, and the output terminals are T5 and T6. For example, a vortex signal from a sensor 18 that converts the number of Karman vortices generated corresponding to the measured flow rate into a corresponding voltage signal is applied to the input end of the signal processing circuit 17.

次に、以上のように構成された2線式伝送器12の動作についてその概要を説明する。測定流量に対応してセンサ18で発生した渦信号は信号処理回路17でノイズなどが除去されて絶縁回路15に供給される。絶縁回路15ではこの信号処埋回路17のアナログ出力をパルス信号に変換してトランスを介して直流的に絶縁し、これを再び電圧信号に変換して信号処理回路14に出力する。 Next, an outline of the operation of the two-wire transmitter 12 configured as described above will be described. The vortex signal generated by the sensor 18 corresponding to the measured flow rate is supplied with noise to the insulation circuit 15 after the noise is removed by the signal processing circuit 17. In the insulating circuit 15, the analog output of the signal processing circuit 17 is converted into a pulse signal and is galvanically isolated via a transformer, and is converted again into a voltage signal and output to the signal processing circuit 14.

増幅器13はこの信号処理回路14の出力と帰還電圧Vfとの偏差を演算してその出力電圧でトランジスタQ1のべ一ス電流を制御して、伝送電流I0が信号処理回路14の出力に一致するように制御する。伝送電流I0は、例えば、渦流量0%が4mAで100%が20mAになるように選定されている。 The amplifier 13 calculates the deviation between the output of the signal processing circuit 14 and the feedback voltage Vf, and controls the base current of the transistor Q1 with the output voltage, so that the transmission current I0 matches the output of the signal processing circuit 14. To control. The transmission current I0 is selected so that, for example, the vortex flow rate 0% is 4 mA and 100% is 20 mA.

一方、この伝送電流I0の一部4mAで2線式伝送器12の回路電源を賄うこととなるが、この電源は電源回路16で負荷11側とセンサ18側とを直流的に絶縁して回路で使用する直流電圧Vdを提供する。 On the other hand, a part of the transmission current I0 is 4 mA to cover the circuit power supply of the two-wire transmitter 12. This power supply circuit 16 is a circuit in which the load 11 side and the sensor 18 side are insulated from each other by DC. The DC voltage Vd used in the above is provided.

つまり、このような従来の2線式伝送器は、基本的には最小電流4mAで回路が動作するように設計されるので、伝送電流が20mAのときは、16mA分の伝送電流が回路動作には不要なものとして出力段のトランジスタQ1で消費させている。つまり、4mAを超える伝送電流I0は余剰なものとして無駄に熱損失させていることになる。   In other words, such a conventional two-wire transmitter is basically designed so that the circuit operates at a minimum current of 4 mA. Therefore, when the transmission current is 20 mA, a transmission current of 16 mA is used for the circuit operation. Is consumed by the transistor Q1 in the output stage as unnecessary. In other words, the transmission current I0 exceeding 4 mA is a wasteful heat loss.

この伝送電流を利用するものに、後述の非特許文献1に示すような2線式計器が提案されている。ここには、2線式計器において、メンテナンススイッチを設け、メンテナンスに際して、このメンテナンススイッチを押して出力の伝送電流を増加させ、計器の使用可能電流を増やすことにより、メンテナンス時に現場における表示・設定機能の操作性の向上、さらには診断機能の追加も可能なように機能の向上を図っている。   As a device using this transmission current, a two-wire instrument as shown in Non-Patent Document 1 described below has been proposed. Here, a maintenance switch is provided in a two-wire instrument. During maintenance, the maintenance switch is pressed to increase the output transmission current and increase the usable current of the instrument. The function is improved so that the operability can be improved and a diagnostic function can be added.

この他に、フィールド計器において、機能の向上を図るために、後述の特許文献2に示すような現場設置計器も提案されている。この現場設置計器は、内部に二次電池を充電する充電回路を持たせて、必要に応じて外部の補助装置から絶縁状態でこの二次電池に充電現場設置計器電力の導入が可能なようにしたものである。つまり、この現場設置計器は計器自身には充電のための電力発生手段を持たず、必要に応じて外部の補助装置より充電電力を導入するものである。   In addition to this, an on-site instrument as shown in Patent Document 2 to be described later has been proposed in order to improve the function of the field instrument. This field-installed instrument has a charging circuit that charges the secondary battery inside, so that it is possible to introduce the field-installed instrument power into the secondary battery in an insulated state from external auxiliary devices as necessary. It is a thing. In other words, this on-site meter does not have a power generation means for charging in the meter itself, but introduces charging power from an external auxiliary device as necessary.

特開平5−166093号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-166093 特開平2003−297153号公報JP 2003-297153 A 公技番号2002―245(発明協会公開技報)Official Technical Number 2002-245 (Invention Association Technical Report)

しかしながら、特許文献1に記載された従来の2線式伝送器では、PV(プロセス変数)値に応じて伝送電流(4mA〜20mA)を決定するが、2線式伝送器自体は(電源電圧×4mA)以下の消費電力で駆動する。つまり、4mA以上のときは2線式伝送器の駆動電力には寄与しない余剰電力として出力のトランジスタで電力消費しており、この余剰電力は2線式伝送器として何ら付加機能を与えないという課題がある。   However, in the conventional two-wire transmitter described in Patent Document 1, the transmission current (4 mA to 20 mA) is determined according to the PV (process variable) value, but the two-wire transmitter itself (power supply voltage × 4 mA) Drive with less power consumption. That is, when the current is 4 mA or more, power is consumed by the output transistor as surplus power that does not contribute to the driving power of the two-wire transmitter, and this surplus power does not give any additional function as the two-wire transmitter. There is.

また、非特許文献1に記載された従来の2線式計器では、伝送電流を利用して機能向上を図るものであるが、メンテナンス時のみ伝送電流を利用するものであり、しかも特別な操作である切替操作が必要であり、限定的な機能向上である欠点がある。   In addition, the conventional two-wire instrument described in Non-Patent Document 1 uses the transmission current to improve the function. However, the transmission current is used only during maintenance, and a special operation is required. A certain switching operation is necessary, and there is a drawback that it is a limited functional improvement.

更に、特許文献2に記載された従来の現場設置計器では、内部に二次電池を充電する充電回路を持たせて必要に応じて外部の付加装置である補助装置からこの二次電池を充電する現場設置計器であり、別途、補助装置を必要とする欠点がある。   Further, in the conventional field-installed instrument described in Patent Document 2, a charging circuit for charging the secondary battery is provided inside, and the secondary battery is charged from an auxiliary device which is an external additional device as necessary. It is a field-installed instrument and has the disadvantage of requiring an auxiliary device separately.

そこで、本発明は、2線式のフィールド計器(2線式伝送器)自体の駆動には寄与しない余剰電力を用いて、特別な操作或いは付加装置等を必要とせずに機能を向上させることを目的とする。 Therefore, the present invention uses a surplus power that does not contribute to the driving of the two-wire field instrument (two-wire transmitter) itself, and improves the function without requiring any special operation or additional device. Objective.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
負荷側から出力端を介して伝送電流の供給を受けると共に物理量を測定してこれに対応するように先の伝送電流を変換して先の負荷側に伝送する2線式のフィールド計器において、先の伝送電流の一部で回路電源を賄うと共に先の伝送電流の他の部分を用いて蓄電器を充電する充電手段を具備することを特徴とするものである。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In a two-wire field instrument that receives a supply of transmission current from the load side via the output end, measures a physical quantity, converts the previous transmission current to correspond to this, and transmits it to the previous load side. And charging means for charging the capacitor using the other part of the previous transmission current and covering the circuit power supply with a part of the transmission current.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、先の蓄電器からの電力を周辺回路の電源として用いることを特徴とするものである。 The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the power from the previous capacitor is used as the power source of the peripheral circuit.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、 先の充電手段での充電状態が入力され、その結果により周辺回路を動作させるか否かを判定する判定手段を具備するようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a determination means for determining whether or not the peripheral circuit is to be operated based on a result of inputting the state of charge in the previous charging means. Is.

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1に記載の発明によれば、2線式のフィールド計器自体の駆動には寄与しない自己の余剰電力を用いて充電手段により内蔵の蓄電池を充電し、この充電電力を用いることにより、特別な操作或いは付加装置等を必要とせずに、付加機能を追加することができる効果がある。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
According to the first aspect of the present invention, the built-in storage battery is charged by the charging means using its own surplus power that does not contribute to the driving of the two-wire field instrument itself, and this charging power is used to specially Thus, there is an effect that an additional function can be added without requiring an operation or an additional device.

また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、先の蓄電器から、多くの電力を必要とする周辺回路の電源として用いることができる効果がある。 Further, according to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, there is an effect that it can be used as a power source for a peripheral circuit that requires a lot of power from the previous capacitor. .

更に、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、判定手段により、充電手段での充電状態を絶えず監視し、電力的に周辺回路を動作させ得るか否かを判定するようにしているので、安定した周辺回路の動作を確保することができる効果がある。 Furthermore, according to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the determination means can continuously monitor the charging state in the charging means and operate the peripheral circuit in terms of power. Therefore, there is an effect that a stable operation of the peripheral circuit can be ensured.

以下本発明について図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係る2線式のフィールド計器の一実施例を示す構成図である。図1において、センサ20は、流量、圧力などの物理量を検出して電気信号に変換しセンサ信号SSとして、2線式主回路21に出力する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a two-wire field instrument according to the present invention. In FIG. 1, a sensor 20 detects a physical quantity such as a flow rate and pressure, converts it into an electrical signal, and outputs it as a sensor signal SS to a two-wire main circuit 21.

2線式主回路21は、内部にCPU(Central Processing Unit)を搭載しており、センサ信号SSに含まれるノイズなどを除去し、さらにスパン調整、ゼロ調整などの信号処理を行ってPV値信号PVとして、偏差増幅器22の非反転入力端(+)に出力する。   The 2-wire main circuit 21 has a CPU (Central Processing Unit) mounted therein, removes noises and the like contained in the sensor signal SS, and performs signal processing such as span adjustment and zero adjustment to obtain a PV value signal. PV is output to the non-inverting input terminal (+) of the deviation amplifier 22.

フィールド計器23の端子T7、T8には、負荷側に設けられた直流電源10と負荷抵抗11が直列に接続されている。負荷抵抗11は伝送電流I0を電圧に変換して電圧信号として検出している。   A DC power source 10 and a load resistor 11 provided on the load side are connected in series to terminals T7 and T8 of the field instrument 23. The load resistor 11 converts the transmission current I0 into a voltage and detects it as a voltage signal.

端子T7、T8の両端には、起動回路24、出力トランジスタ25のコレクタとエミッタ、帰還抵抗26がこの順序で直列に接続されている。   The starting circuit 24, the collector and emitter of the output transistor 25, and the feedback resistor 26 are connected in series in this order to both ends of the terminals T7 and T8.

偏差増幅器22の反転入力端(−)には、伝送電流I0により帰還抵抗26に発生した帰還電圧Vf2が印加され、偏差増幅器22の出力端の電圧は出力トランジスタ25のベースに印加されている。   A feedback voltage Vf2 generated in the feedback resistor 26 by the transmission current I0 is applied to the inverting input terminal (−) of the deviation amplifier 22, and the voltage at the output terminal of the deviation amplifier 22 is applied to the base of the output transistor 25.

そして、起動回路24と出力トランジスタ25のコレクタとの接続点Cと、帰還抵抗26と出力トランジスタ25のエミッタとの接続点Dとの間には、定電圧回路27が接続されている。   A constant voltage circuit 27 is connected between a connection point C between the starting circuit 24 and the collector of the output transistor 25 and a connection point D between the feedback resistor 26 and the emitter of the output transistor 25.

定電圧回路27は、FET(電界効果トランジスタ)28、スイッチ29、演算増幅器30,抵抗31、抵抗32、抵抗33、及びツエナダイオード34等で構成され、FET28は接続点CにソースS、接続点DにドレインDがそれぞれ接続されている。また、接続点Cと接続点Dとの間には、抵抗31と抵抗32の直列回路及び、抵抗33とツエナダイオード34の直列回路がそれぞれ接続されている。   The constant voltage circuit 27 includes a FET (field effect transistor) 28, a switch 29, an operational amplifier 30, a resistor 31, a resistor 32, a resistor 33, a Zener diode 34, and the like. The FET 28 has a source S at a connection point C and a connection point. A drain D is connected to each D. A series circuit of a resistor 31 and a resistor 32 and a series circuit of a resistor 33 and a Zener diode 34 are connected between the connection point C and the connection point D, respectively.

そして、演算増幅器30の非反転入力端(+)は抵抗31と抵抗32との接続点に、演算増幅器30の反転入力端(−)は抵抗33とツエナダイオード34との接続点に、演算増幅器30の出力端とFET28のゲートGとの間にはスイッチ29が、それぞれ接続されている。   The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 30 is connected to the connection point between the resistor 31 and the resistor 32, and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 30 is connected to the connection point between the resistor 33 and the Zener diode 34. A switch 29 is connected between the output terminal 30 and the gate G of the FET 28.

また、接続点Cと接続点Dとの間には、充電回路35が接続されている。充電回路35は、FET36、ダイオード37、蓄電器(2次電池を含む)としての充電コンデンサー38、抵抗39、抵抗40、抵抗41、ツエナダイオード42、及びコンパレータ43等で構成されている。   A charging circuit 35 is connected between the connection point C and the connection point D. The charging circuit 35 includes an FET 36, a diode 37, a charging capacitor 38 as a capacitor (including a secondary battery), a resistor 39, a resistor 40, a resistor 41, a Zener diode 42, a comparator 43, and the like.

そして、接続点Cと接続点Dとの間には、FET36とダイオード37と充電コンデンサー38の直列回路が接続され、更に充電コンデンサー38の両端には抵抗39と抵抗40の直列回路が接続されている。また、接続点Cと接続点Dとの間には、抵抗41とツエナダイオード42の直列回路が接続されている。   A series circuit of an FET 36, a diode 37, and a charging capacitor 38 is connected between the connection point C and the connection point D, and a series circuit of a resistor 39 and a resistor 40 is connected to both ends of the charging capacitor 38. Yes. In addition, a series circuit of a resistor 41 and a Zener diode 42 is connected between the connection point C and the connection point D.

コンパレータ43の反転入力端(−)は抵抗39と抵抗40との接続点に、コンパレータ43の非反転入力端(+)は抵抗41とツエナダイオード42との接続点に、それぞれ接続されている。   The inverting input terminal (−) of the comparator 43 is connected to the connection point between the resistor 39 and the resistor 40, and the non-inverting input terminal (+) of the comparator 43 is connected to the connection point between the resistor 41 and the Zener diode 42.

そして、コンパレータ43の出力端に現れる過電圧検知電圧V0でスイッチ44の開閉を制御すると共に、インバータ45を介してスイッチ29の開閉をも制御する。更に、コンパレータ43の出力端の過電圧検知電圧V0は2線式主回路21にも印加されている。 The opening / closing of the switch 44 is controlled by the overvoltage detection voltage V 0 appearing at the output terminal of the comparator 43, and the opening / closing of the switch 29 is also controlled via the inverter 45. Further, the overvoltage detection voltage V 0 at the output terminal of the comparator 43 is also applied to the two-wire main circuit 21.

また、スイッチ44の一端は、FET36のゲートGに、スイッチ44の他端は演算増幅器30の出力端に接続されている。   One end of the switch 44 is connected to the gate G of the FET 36, and the other end of the switch 44 is connected to the output terminal of the operational amplifier 30.

更に、ダイオード37と充電コンデンサー38の接続点はダイオード46を介して周辺回路47の電源端に接続されている。そして、周辺回路47は、2線式主回路21からの判定信号Vjにより電源制御される。   Further, the connection point between the diode 37 and the charging capacitor 38 is connected to the power supply terminal of the peripheral circuit 47 through the diode 46. The peripheral circuit 47 is power-controlled by the determination signal Vj from the two-wire main circuit 21.

次に、以上のように構成された2線式のフィールド計器23の動作について説明する。直流電源10の投入当初は、直流電源10→起動回路24→定電圧回路27→帰還抵抗26→負荷抵抗11→直流電源10の経路により、伝送電流I0が流れて定電圧回路27の両端に2線式主回路21の電源電圧V2が発生する。 Next, the operation of the two-wire field instrument 23 configured as described above will be described. When the DC power supply 10 is initially turned on, the transmission current I 0 flows through the path of the DC power supply 10 → the start-up circuit 24 → the constant voltage circuit 27 → the feedback resistor 26 → the load resistor 11 → the DC power supply 10. A power supply voltage V2 of the linear main circuit 21 is generated.

同時に、充電回路35のツエナダイオード42にも電流が流れてその両端にツエナ電圧Vz1が発生するが、充電コンデンサー38の両端の電圧Vcはゼロなので、コンパレータ43の出力端の過電圧検知電圧V0はハイレベルHになる。   At the same time, a current also flows through the Zener diode 42 of the charging circuit 35 and a Zener voltage Vz1 is generated at both ends thereof. However, since the voltage Vc at both ends of the charging capacitor 38 is zero, the overvoltage detection voltage V0 at the output end of the comparator 43 is high. Level H.

このため、スイッチ44はオンとなるが、この過電圧検知電圧V0のハイレベルHがインバータ45で反転されてローレベルLとなるので、スイッチ29はオフとなる。   Therefore, the switch 44 is turned on, but the high level H of the overvoltage detection voltage V0 is inverted by the inverter 45 and becomes the low level L, so that the switch 29 is turned off.

また、直流電源10の投入当初は定電圧回路27の電源電圧V2が確立していないので、定電圧回路27の演算増幅器30の出力端はローレベルLになっており、このためスイッチ44を介して充電回路35のFET36のゲートGに、このローレベルLが印加されてFET36はオフになっている。   Since the power supply voltage V2 of the constant voltage circuit 27 is not established at the beginning of the DC power supply 10, the output terminal of the operational amplifier 30 of the constant voltage circuit 27 is at a low level L. The low level L is applied to the gate G of the FET 36 of the charging circuit 35, and the FET 36 is turned off.

次に、2線式主回路21に印加された電源電圧V2により、2線式主回路21が動作してPV値信号PVを出力する。そこで、偏差増幅器22は、帰還電圧Vf2とこのPV値信号PVとの偏差を演算して、PV値信号PVに対応するように出力電圧を出力トランジスタ25のベースに印加して、PV値信号PVに対応する伝送電流I0を流す。   Next, the two-wire main circuit 21 operates by the power supply voltage V2 applied to the two-wire main circuit 21, and outputs a PV value signal PV. Therefore, the deviation amplifier 22 calculates a deviation between the feedback voltage Vf2 and the PV value signal PV, applies an output voltage to the base of the output transistor 25 so as to correspond to the PV value signal PV, and outputs the PV value signal PV. A transmission current I0 corresponding to is supplied.

伝送電流I0が流れることにより、定電圧回路27の電源電圧V2が確立し、充電コンデンサー38の充電電圧Vcを抵抗39,40で分圧した分圧電圧が、コンデンサー38の充停切替の基準を決める所定値であるツエナ電圧Vz1より低いときは、コンパレータ43の出力である過電圧検知電圧V0はハイレベルHであるので、スイッチ44をオンとして、定電圧回路27の演算増幅器30によりFET36を制御し、充電コンデンサー38に流れる充電電流を制御しながら充電する。   When the transmission current I0 flows, the power supply voltage V2 of the constant voltage circuit 27 is established, and the divided voltage obtained by dividing the charging voltage Vc of the charging capacitor 38 by the resistors 39 and 40 serves as a reference for switching charging / discharging of the capacitor 38. When the voltage is lower than the determined Zener voltage Vz1, the overvoltage detection voltage V0, which is the output of the comparator 43, is at the high level H, so that the switch 44 is turned on and the FET 36 is controlled by the operational amplifier 30 of the constant voltage circuit 27. The battery is charged while controlling the charging current flowing through the charging capacitor 38.

そして、この過電圧検知電圧V0のハイレベルH値は2線式主回路21にも印加される。このときは、フル充電ではないので、2線式主回路21は消費電力を考慮して周辺回路47を動作させるか否かを判断するが、この判断結果は、2線式主回路21に内蔵されているCPUにより所定のプログラムを用いて、2線式主回路21から判定信号Vjとして周辺回路47に出力され、この判定信号Vjにより周辺回路47の電源制御がなされる。
行う。
The high level H value of the overvoltage detection voltage V0 is also applied to the two-wire main circuit 21. At this time, since the battery is not fully charged, the two-wire main circuit 21 determines whether or not to operate the peripheral circuit 47 in consideration of power consumption. This determination result is incorporated in the two-wire main circuit 21. The CPU that has been used outputs a determination signal Vj from the two-wire main circuit 21 to the peripheral circuit 47 using a predetermined program, and the power supply of the peripheral circuit 47 is controlled by the determination signal Vj.
Do.

逆に、充電コンデンサー38の充電電圧Vcを抵抗39,40で分圧した分圧電圧が、充電コンデンサー38の充停切替の基準を決める所定値であるツエナ電圧Vz1より高いときは、コンパレータ43の出力はローレベルLであり、このためスイッチ44はオフとなり充電は停止され、充電コンデンサー38の過充電が防止される。また、このときスイッチ29は、インバータ45によりレベル反転されHレベルになっているので、オンになり、定電圧回路27のFET28は演算増幅器30により制御されてFET28に余剰電流が流される。   Conversely, when the divided voltage obtained by dividing the charging voltage Vc of the charging capacitor 38 by the resistors 39 and 40 is higher than the Zener voltage Vz1 which is a predetermined value that determines the charging / stopping switching reference of the charging capacitor 38, the comparator 43 The output is at a low level L, so that the switch 44 is turned off, charging is stopped, and overcharging of the charging capacitor 38 is prevented. At this time, the level of the switch 29 is inverted by the inverter 45 and becomes H level. Therefore, the switch 29 is turned on, and the FET 28 of the constant voltage circuit 27 is controlled by the operational amplifier 30 so that surplus current flows.

つまり、充電コンデンサー38の充電電圧Vcを抵抗39,40で分圧した分圧電圧が、所定値より低いときは、充電コンデンサー38を充電しながら定電圧回路27により定電圧制御され、所定値より高いときは充電が停止されて余剰電流がFET28を介してバイパスされながら定電圧回路27により定電圧制御される。
そして、充電コンデンサー38に充電された電力は、周辺回路47で消費されるが、消費されれば過充電状態から抜けるので、再度充電される。
That is, when the divided voltage obtained by dividing the charging voltage Vc of the charging capacitor 38 with the resistors 39 and 40 is lower than a predetermined value, the constant voltage circuit 27 controls the constant voltage while charging the charging capacitor 38 and When the voltage is high, charging is stopped and the constant current is controlled by the constant voltage circuit 27 while the surplus current is bypassed through the FET 28.
The electric power charged in the charging capacitor 38 is consumed by the peripheral circuit 47, but if it is consumed, it is removed from the overcharged state, so that it is charged again.

余剰電力を利用して充電コンデンサー38に充電された電力は、周辺回路47を駆動するために使用されるが、周辺回路47としては、例えば、2線式のフィールド計器では消費電流が大きいので実装が困難とされている赤外線設定スイッチ、LCDのバックライト、大きな表示画面を持つドットマトリクスLCD、或いは今までよりもより多くのパラメータの待避ができるようにEEPROMへのバックアップ等に利用可能となり、2線式計器に多くの機能を付加することができる。   The electric power charged in the charging capacitor 38 using the surplus power is used to drive the peripheral circuit 47. As the peripheral circuit 47, for example, a two-wire field meter has a large current consumption, so that it is mounted. Can be used for back-up to an EEPROM, etc. so that more parameters can be saved than before, such as an infrared setting switch, LCD backlight, dot matrix LCD with a large display screen, Many functions can be added to a linear instrument.

本発明の一実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Example of this invention. 従来のフィールド計器の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional field instrument.

符号の説明Explanation of symbols

10 直流電源
11 負荷抵抗
12 2線式抵抗器
13 増幅器
14 信号処理回路
18、20 センサ
21 2線式主回路
22 偏差増幅器
23 フィールド計器
25 出力トランジスタ
26 帰還抵抗
27 定電圧回路
28、36 FET
30 演算増幅器
34、42 ツエナダイオード
35 充電回路
38 充電コンデンサー
43 コンパレータ
47 周辺回路
10 DC power supply 11 Load resistor 12 2-wire resistor 13 Amplifier 14 Signal processing circuit 18, 20 Sensor 21 2-wire main circuit 22 Deviation amplifier 23 Field instrument 25 Output transistor 26 Feedback resistor 27 Constant voltage circuit 28, 36 FET
30 operational amplifiers 34, 42 Zener diode 35 charging circuit 38 charging capacitor 43 comparator 47 peripheral circuit

Claims (3)

負荷側から出力端を介して伝送電流の供給を受けると共に物理量を測定してこれに対応するように前記伝送電流を変換して前記負荷側に伝送する2線式のフィールド計器において、前記伝送電流の一部で回路電源を賄うと共に前記伝送電流の他の部分を用いて蓄電器を充電する充電手段を具備することを特徴とするフィールド計器。   In the two-wire field instrument which receives the transmission current from the load side via the output end, measures the physical quantity, converts the transmission current to correspond to this, and transmits it to the load side. A field instrument characterized by comprising a charging means for covering a circuit power supply with a part of the power supply and charging a capacitor using another part of the transmission current. 前記蓄電器からの電力を周辺回路の電源として用いることを特徴とする請求項1記載のフィールド計器。   2. The field instrument according to claim 1, wherein the electric power from the battery is used as a power source for a peripheral circuit. 前記充電手段での充電状態が入力され、その結果により周辺回路を動作させるか否かを判定する判定手段を具備することを特徴とする請求項1記載のフィールド計器。

2. The field instrument according to claim 1, further comprising a determination unit that determines whether or not to operate a peripheral circuit based on a result of input of a charging state in the charging unit.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008269567A (en) * 2007-03-29 2008-11-06 Yokogawa Electric Corp Two-wire transmitter
JP2009003816A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Yokogawa Electric Corp Two-wire field device
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