JPS5926080B2 - 測定用変換器との伝送用結合回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は測定用変換器から生じる測定値信号を二線式回
線を経て受量装置に伝送し、これと同時に前記受量装置
が電圧源から前記二線式回線を経て電力を供給し前記測
定用変換器を作動させるようにした測定用変換器との伝
送用結合回路に関するものである。

特に物理量を電気装置により測定し、電気測定信号を長
距離に亘って伝送する遠隔測定装置の場合、測定用変換
器から生じる信号はしばしば直接伝送するのＱこ適して
いない。

その理由はこれら信号は伝送誤差を受けやすい為である
。

これが為特別な信号変換回路が用いられており、これら
信号変換回路により測定信号を例えば増幅或は補助搬送
波での変調により妨害の影響を受けない信号に変換して
いる。

これら信号変換回路を作動させる場合−搬に変換回路に
補助電力を供給する必要がある。

この目的の為の追加の伝送線を省略する為に、測定信号
および補助電力が同じ二線式回線を経て伝送されるよう
にした装置が形成された。

かかる手段は例えば測定値に依存する電流を測定用変換
器の一定の動作電流に加えることにより達成される。

しかしこの場合、全電流消費量が著しく増大し、また測
定用変換器において可成りの量の電力が熱に変換される
という欠点がある。

更に、測定信号を交流の電気量に変換し、この電気量の
周波数が測定値に依存するようにした回路も既知である
（例えばＥＴＺ Ａ２Ｂ（１９７２、第１０巻５７７〜
５８１頁参照）。

かかる回路によって得られ、周波数が測定値に依存する
信号（かかる信号を本明細書では周波数化アナログ測定
信号と称する）は通常の伝送妨害に対し優れた余裕度を
有している。

本発明の目的は、二線式回線を経て測定用変換器を作動
させるのに要する電流よりも著しく多くの電流を伝送す
ることなく、測定用変換器を作動させる補助電力と周波
数化アナログ測定信号とを１個の二線式回線を経て反対
力向（こ極めて正確に伝送しうる測定用変換器との伝送
用結合回路を提供せんとするにある。

本発明は、遠隔に位置する測定用変換器を二線式回線を
経て受量装置に結合する測定用変換器との伝送用結合回
路において、該伝送用結合回路が、前記の二線式回線の
測定用変換器側に位置し、前記の二線式回線Ｑこ結合さ
れ、前記の測定用変換器に対する動作電圧および電流を
受ける第１および第２端子と、前記の測定用変換器に結
合する第３および第４端子と、前記の第１および第２端
子に結合された入力手段および前記の第３および第４端
子に結合された出力手段を有し、前記の第１および第２
端子に供給される動作電圧に応答してこの動作電圧を前
記の第３および第４端子における一定電圧に変換する電
圧調整器と、電気蓄積手段と、前記の第１および第２端
子を前記の電気蓄積手段番こ結合する電流スイッチとを
具え、前記の測定用変換器が、測定量によって決まる周
波数変化を有する周波数化アナログ測定信号を第５端子
に生じるようにし、前記の結合回路が更に、前記の第５
端子を前記の電流スイッチの駆動端子に結合し、この電
流スイッチを前記の周波数化アナログ測定信号の周波数
で作動させ、前記の二線式回線を経て供給される電流に
より前記の周波数化アナログ測定信号の周波数で前記の
電気蓄積手段を充電し、これにより前記の二線式回線を
経て供給される電流パルスの周波数が前記の周波数化ア
ナログ測定信号の関数となるように制御する手段と、第
１電流発生器と、前記電気蓄積手段の一端を前記の第１
電流発生器を経て第３端子に結合し、前記電気蓄積手段
の他端を第４端子に直接結合し、前記の電気蓄積手段が
測定用変換器にその動作電流の一部を供給する手段とを
具えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、電流スイッチから生じる電流パ
ルスの値および持続時間の調整に依存して受量装置内の
電圧源から著しく脈動する電流が取出され、この脈動電
流のパルス周波数は容易に且つ正確に再生することがで
き、このパルス周波数は測定用変換器から生じる周波数
、従って測定値に相当する。

電力を蓄積する場合コンデンサを用いることができ、そ
のキャパシタンスは、最小の信号周波数の際に生じる脈
動交流電圧が平均直流電圧に比べて小さくなるように選
択する。

この場合測定用変換器に給電する電流発生器を簡単なオ
ーム抵抗と置きかえることができる。

脈動電流のパルス衝撃係数は約０．５に、すなわちマー
ク・スペース比は約１に選択するのが好適であり、電流
発生器は測定用変換器の動作電流の約しを発生し、電流
を満足に変調しうるようにすることができる。

図面につき本発明を説明する。

第１図に示す本発明の一例の測定用変換器との伝送用結
合回路は二線式回線（図示せず）の端子ａおよびｂに接
続する。

端子Ｃおよびｄは測定用変換器（図示せず）の動作電圧
入力端子を示し、端子ｅには周波数化アナログ測定信号
が得られる。

端子すおよびｄは相互接続され、接地線および共同帰線
をそれぞれ示す。

端子ａには電圧調整器ＳＲを接続し、この電圧調整器Ｓ
Ｒ１こより、端子ａに得られ、脈動電流の為にわずかに
変動する惧れのある電圧を一定で実際的には小さな電圧
に変換し、この変換した電圧を端子Ｃに供給する。

この電圧調整器ＳＲを適当に構成して電流ｉ３を発生す
るようにする。

この電流ｉ３は測定用変換器の最大動作電流から、電流
発生器ＳＱ２から生じる最小動作電流１２を減じた値に
等しく、この電流１２は公差により決まるが、後に説明
するコンデンサの端子間電圧Ｕ。

が端子Ｃおよびｄ間の電圧に等しくなる場合（この場合
は正常でない）には消滅するおそれもある。

更に、端子ａには電流スイッチＳＱ１を接続し、この電
流スイッチＳＱ１を経て、簡単な例の場合コンデンサＣ
として表わせる電気蓄積手段を端子ａにおける電圧によ
り周波数化アナログ測定信号ｅのリズムで断続的に光電
する。

次に電流発生器ＳＱ２が測定用変換器に対する動作電流
の一部として前記電気蓄積手段から電流１２を取出す。

第１図のブロック線図の種々の点における電圧および電
流の変化を第２図番こ示す。

周波数化アナログ測定信号に相当する端子ｅにおける電
圧ｕｅをパルス衝撃係数が０．５の矩形波信号として曲
線ａＫ示す。

従って曲線すによって表わした電気蓄積手段の断続的な
充電電流１１も同一の衝撃係数を有し、従って損失のな
い電流伝送の場合にはこの充電電流は電流源ＳＱ２から
取出される電流１２の２＠の最大値を有する。

逆に言えば、電流１１の最大値がある所定の値である場
合には、電流発生器ＳＱ２から生じうる電流１２は電流
スイッチＳＱ、の制御によって決まる。

本例の場合電気蓄積手段をコンデンサＣとする為、断続
電流１１によりこのコンデンサの端子間に電圧ｕｃを生
せしめる。

この電圧ＩＪＱは第２図に曲線Ｃで示すように平均直流
電圧に重畳された略略三角形状の電圧となる。

コンデンサＣの値が充分大きい場合には三角形電圧の振
幅は平均直流電圧に比べて著しく小さくなりうろこと明
らかである。

一般に三角形電圧の振幅は平均直流電圧の１０％よりも
小さくすれば充分である。

第２図の曲線ｄは二線式回線から取出した電流ｉＬを示
す。

電圧調整器ＳＲの電流ｉ３が本質的に電流発生器ＳＱ２
の電流１２に等しいものとすると、電圧調整器ＳＲにお
ける電流損失を無視した場合二線式回線から取出される
電流ｉＬは不５０％の変調深さく変調度）を有する。

この変調深さは所望に応じ電流１２と電流ｉ３との比を
変えることにより、例えば充電電流ｉ、の振幅を変える
ことにより調整することができる。

第３図は一層詳細な回路配置を示す。

本例の場合第１図の電流源ＳＱ１をトランジスタＴ１を
以って構成し、このトランジスタＴ１のベースに電流発
生器ＳＱ３からスイッチＳを経てベース電流ｉＢを供給
する。

このンイッチＳは端子ｅにおける周波数化アナログ測定
信号により制御する。

本例の場合電流発生器ＳＱ２をオーム抵抗Ｒのみを以っ
て構成する。

ただし電気蓄積手段として用いたコンデンサＣの容量は
充分太きくしてこのコンデンサの両端間に現われる交流
成分が前述したよう（こ最低の測定周波数で充分に小さ
くなるようにするものとする。

本例の場合制御増幅器ＲＶによって駆動されるトランジ
スタＴ２を以って構成した電圧調整器により端子Ｃにお
ける電圧が一定に維持される為、抵抗Ｒを流れる電流も
略々一定に維持される。

パルス衝撃係数が０．５の場合コンデンサＣの端子間電
圧は、抵抗ＲがトランジスタＴ、がらの最大電流の２分
の１に等しい平均電流を供給するように自動的に調整さ
れる。

このトランジスタＴ０からの最大電流は電流発生器ＳＱ
３から生じるベース電流ｉＢによって決まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明測定用変換器との伝送用結合回路を示す
基本的ブロック線図、′第２図は第１図の種々の回路点
における電圧および電流変化を示す線図、第３図は本発
明の具体的一実施例を示す回路線図である。 ＳＲ・・・・・・電圧調整器、ＳＱ、・・・・・・電流
スイッチ、５Ｑ２−、ＳＱｓ・・・・・・電流発生器、
Ｓ・・・・・・スイッチ、ＲＶ・・・・・・制御増幅器
、Ｃ・・・・・・コンデンサ（電気蓄積手段）、Ｒ・・
・・・・オーム抵抗、Ｔ、 、 Ｔ２・・・・・・トラ
ンジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 遠隔に位置する測定用変換器を二線式回線を経て受
   量装置に結合する測定用変換器との伝送用結合回路にお
   いて、該伝送用結合回路が、前記の二線式回線の測定用
   変換器側に位置し、前記の二線式回線（こ結合され、前
   記の測定用変換器に対する動作電圧および電流を受ける
   第１および第２端子と、 前記の測定用変換器に結合する第３および第４端子と、 前記の第１および第２端子に結合された人力手段および
   前記の第３および第４端子に結合された出力手段を有し
   、前記の第１および第２端子に供給される動作電圧に応
   答してこの動作電圧を前記の第３および第４端子におけ
   る一定電圧に変換する電圧調整器と、 電気蓄積手段と、 前記の第１および第２端子を前記の電気蓄積手段に結合
   する電流スイッチと を具え、前記の測定用変換器が、測定量によって決まる
   周波数変化を有する周波数化アナログ測定信号を第５端
   子に生じるようにし、 前記の結合回路が更に、 前記の第５端子を前記の電流スイッチの駆動端子に結合
   し、この電流スイッチを前記の周波数化アナログ測定信
   号の周波数で作動させ、前記の二線式回線を経て供給さ
   れる電流により前記の周波数化アナログ測定信号の周波
   数で前記の電気蓄積手段を充電し、これにより前記の二
   線式回線を経て供給される電流パルスの周波数が前記の
   周波数化アナログ測定信号の関数となるように制御する
   手段と、 第１電流発生器と、 前記電気蓄積手段の一端を前記の第１電流発生器を経て
   第３端子に結合し、前記電気蓄積手段の他端を第４端子
   に直接結合し、前記の電気蓄積手段が測定用変換器側こ
   その動作電流の一部を供給する手段と を具えたことを特徴とする測定用変換器との伝送用結合
   回路。 ２、特許請求の範囲１記載の測定用変換器との伝送用結
   合回路において、前記電気蓄積手段をコンデンサとし、
   前記の第１電流発生器をオーム抵抗とし、これらの値を
   前記測定用変換器の動作電流の略々２分の１の電流を発
   生させるような値にしたことを特徴とする測定用変換器
   との伝送用結合回路。