[发明专利]计测单元或控制单元执行的计测、控制中的信号状态的诊断装置

说明书

技术领域

本发明涉及计测单元或控制单元执行的计测、控制中的信号状态 的诊断装置，尤其是涉及下述计测单元或控制单元执行的计测、控制 中的信号状态的诊断装置：能够以简单的电路构成高精度地检测成套 设备或仪器类的控制中所使用的温度/湿度、压力等传感器检测出的计 测结果即电流、电压、电阻的检测、或控制单元的控制状态信号，并 且，也能够进行传感器或控制单元侧电路的健全性诊断。

背景技术

成套设备或仪器类的控制中所使用的计测、控制等单元，例如有： 被供给电力并将温度/湿度或压力的测定结果转换为模拟电流值而输出 的传感器的一种即计测用变送器那样的计测单元；像热电偶、测温电 阻那样将测定结果作为模拟的电压值或电阻值输出的传感器那样的计 测单元；以及具有检测压力或温度达到规定值的情况而进行ON(接通) /OFF(断开)的接点以检测环境状态的控制单元等。

这样的计测单元、控制单元等被驱动体，为了根据用途防止对人 体的影响或避免噪声等的影响，使对成套设备或仪器类发出指示的一 侧(以下称为“指示侧”)、和通过成套设备或仪器类进行计测、驱 动或控制的一侧(以下称为“设备侧”)能够绝缘，为此，通常，将 供给电力的电源的变压器设定为绝缘变压器，或将从设备侧向指示侧 传送的计测结果的信号、从指示侧向设备侧传送的信号用绝缘变压器、 光耦合器、信号绝缘继电器、绝缘放大器等进行绝缘。

另外在仪表领域，近年来，为了确认输出信号或电路配线的健全 性，即计测、控制等单元按指示动作、配线中没有产生断路或短路等， 提高系统的可靠性，因此谋求实施电路的信号状态的诊断的健全性诊 断的要求也随之增大。

图10～图13的框图表示这些计测单元、控制单元等被驱动体的现 有的驱动电路例和添加了健全性诊断电路的电路例。首先，图10是如 上述计测用变送器那样被供给电力并将温度/湿度或压力的测定结果转 换成模拟电流值而输出的传感器的情况，通过由将来自电源102的电 力形成脉冲电压的脉冲发生电路103、将来自该脉冲发生电路103的脉 冲电压升压并同时将设备侧和指示侧进行绝缘的绝缘变压器104、对利 用绝缘变压器104升压的脉冲进行整流的整流电路105、使整流后的脉 冲平滑化并形成定电压的定电压电路106等构成的电源电路101，向计 测用变送器100供给例如24V的电压，并向信号转换电路108、调制 电路109等供给电力。

其中，信号转换电路108、调制电路109用于将计测用变送器100 的温度/湿度或压力的测定结果的模拟值作为电压信号而向为了分离计 测用变送器100侧和指示侧而使用的绝缘变压器110输入。即，由于 计测用变送器100是根据温度/湿度或压力而将流过的电流转换成4～ 20mA左右的形式的传感器，所以不能将测定结果的信号直接输入绝缘 变压器110，因此，利用信号转换电路108将电路信号转换为电压信号， 进而利用调制电路109调制上述电压信号作为电压调制信号(交变电 压信号)，向绝缘变压器110输入后，将来自绝缘变压器110的输出 通过解调电路111形成电流信号或电压信号112向外部输出。另外， 在该图10中标注序号107的虚线表示对测定侧(指示侧)和测定器件 (设备侧)进行绝缘的绝缘层。另外，在下面的说明中，对与该图10 中的构成要素相同的要素标注相同的序号，省略详细说明。

图11是如上述的热电偶、测温电阻那样将测定结果作为模拟的电 压值或电阻值而输出的传感器的情况。电源电路101和上述图10的情 况一样，由电源102、脉冲发生电路103、绝缘变压器104、整流电路 105、定电压电路106等构成，向信号转换电路121、调制电路122等 供给电力。而且，来自热电偶、热敏电阻等传感器120的电压信号、 电阻值信号通过信号转换电路121转换为电压信号，利用调制电路122 进行调制，利用将设备侧和指示侧绝缘的信号绝缘单元即绝缘变压器 123放大后，来自绝缘变压器123的输出通过解调电路124形成电流信 号或电压信号125向外部输出。