[发明专利]计测单元、驱动单元、控制单元执行的计测、驱动、控制中的信号状态诊断方法和装置及用于该装置的变压器

说明书

技术领域

本发明涉及计测单元、驱动单元、控制单元执行的计测、驱动、控制中的信号状态诊断方法和装置及用于该装置的变压器，特别是涉及能够以简单的电路构成而高精度地进行下述的计测、驱动、控制中的信号状态的诊断的计测单元、驱动单元、控制单元执行的计测、驱动、控制中的信号状态诊断方法和装置及用于该装置的变压器：传感器、计测用传送器等计测单元执行的计测，以及包括伺服阀、继电器、电动机的促动器等控制单元或驱动单元执行的控制或驱动。 

背景技术

在用于成套设备、仪器类的控制中的计测、驱动、控制等计测单元、促动器等单元中，有如下述1～3那样以模拟值返回测定结果的单元。 

1.像计测用传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为模拟电流值而输出的传感器 

2.像热电偶、测温电阻那样将测定结果作为电压、电阻值的变化而输出的传感器 

3.像被供给电力并与所输入的电压信号的电压对应而在从全开至全闭的期间被控制开度的伺服阀那样的控制用促动器 

另外，具有如下述4～6那样以二值信号(数字信号)返回测定结果，或者通过二值信号被驱动的控制单元。 

4.被供给电力并具有检测压力、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等的控制单元 

5.根据二值ON/OFF信号进行动作的继电器接点、或由半导体构成的ON/OFF单元等控制单元 

6.根据二值ON/OFF信号被供给电力而被驱动的电磁阀、电子管、继电器、小型直流电动机等促动器 

这类计测装置、促动器等被驱动体根据用途，为了防止对人体造成影响或避免噪音等的影响，将向成套设备或仪器类提供指示的一侧(以下称为指示侧)和利用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)进行绝缘，因此，通常将供给电力的电源的变压器构成绝缘变压器，或使用光耦合器、信号绝缘继电器、绝缘放大器、绝缘变压器等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指示、控制的信号进行绝缘。 

另外，在仪表领域，近年来，为了确认输出信号、电路配线的健全性，即配线中没有发生断路或短路、或控制及驱动等促动器按照指示进行动作等而提高系统的可靠性，对诊断电路的信号状态的健全性诊断的要求也增大。 

对应于这类请求，传感器、计测用传送器等计测单元、以及包括伺服阀、继电器、电动机的促动器等驱动单元及控制单元等被驱动体的现有驱动电路例如图18至图27的框图所示。其中，图18至图23是没有进行所述的健全性诊断的情况，图24至图27是附加了健全性诊断用的电路的情况。 

首先，对没有进行健全性诊断的现有电路例一一进行说明，图18是所述的“1.像计测用传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为模拟电流值而输出的传感器”的情况，通过由将来自电源102的电力转换为脉冲电压的脉冲发生电路103、将来自该脉冲发生电路103的脉冲电压进行电压转换且将设备侧和指示侧进行绝缘的绝缘变压器104、对由绝缘变压器104进行了电压转换的脉冲进行整流的整流电路105、使被整流后的脉冲平滑化并转换为定电压的定电压电 路106等构成的电源电路101，向计测用传送器100供给例如24V的电力，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是用于将温度/湿度或压力的测定结果作为交流信号向用于分离计测用传送器100侧和指示侧的绝缘变压器110输入的电路。即，由于计测用传送器100是通过的电流根据温度/湿度或压力变化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，因此将作为电流得到的测定结果通过信号转换电路108转换为电压信号，进而，通过调制电路109进行调制而作为交流信号输入绝缘变压器110。而且其后，使来自绝缘变压器110的输出通过解调电路111复原成电流信号或电压信号112，作为测定结果向外部输出。另外，在该图18中附加序号107的虚线表示将测定侧(指示侧)和测定数据(设备侧)进行绝缘的绝缘层。另外，在下面的说明中，对和该图18的结构要素相同的要素附加相同的序号，省略详细说明。