專利名稱：根據(jù)經(jīng)由絕緣單元傳送的接通/斷開信號供給驅(qū)動電力而動作的外部控制單元的信號狀 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過經(jīng)由電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器構(gòu)成的絕
緣單元傳送的接通/斷開信號，供給驅(qū)動電力而進行動作的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷 裝置，特別是涉及可以進行向用于控制成套設(shè)備及機器類的促動器構(gòu)成的外部控制單元的 信號是否正確傳送的確認、電路的配線是否未產(chǎn)生短路或短路等電路的健全性診斷的外部 控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置。
背景技術(shù)：
作為用于成套設(shè)備及機器類的控制的設(shè)備，使用電磁閥、燈、繼電器、小型直流電 動機等作為外部控制單元的促動器。這樣的促動器多為以直流電壓驅(qū)動，根據(jù)用途，為了防 止對人體的影響或避免噪聲等的影響，將從指示側(cè)輸送到設(shè)備側(cè)的信號、及從設(shè)備側(cè)輸送 到指示側(cè)的檢測結(jié)果的信號等使用光電耦合器及信號絕緣繼電器、絕緣放大器、絕緣變壓 器等絕緣，以可以將對向成套設(shè)備及儀器類提供指示的一側(cè)(以下稱為指示側(cè))和利用成 套設(shè)備及儀器類進行測量及驅(qū)動或控制的一側(cè)(以下稱為設(shè)備側(cè))絕緣，或在需要電力的 情況下將電源的變壓器作為絕緣變壓器。 另外，在儀器檢測的領(lǐng)域中，近年來確認輸出信號及電路配線的健全性，即電磁 閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器是否按照指示動作、配線是否未產(chǎn)生斷路及短路 等并提高系統(tǒng)的可靠性的需求也增大。 對應(yīng)于這樣的要求，圖7、圖8是在由電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動 器等構(gòu)成的外部控制單元的附加了現(xiàn)有的驅(qū)動電路例和健全性診斷電路的電路例的方框 圖。在該圖7、圖8中，160為用于驅(qū)動促動器163(下面、有時只稱為"對象")的驅(qū)動電壓 信號，161為用于使成套設(shè)備側(cè)和指示側(cè)絕緣的信號絕緣繼電器，162為用于驅(qū)動促動器的 直流電源裝置，163為電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器，164為絕緣層。
在圖8中，IOI是用于對電流檢測的信號轉(zhuǎn)換電路164、調(diào)制電路165供給電力的 電源電路，由將來自電源102的電力形成脈沖電壓的脈沖發(fā)生電路103、將來自該脈沖發(fā)生 電路103的脈沖電壓進行電壓轉(zhuǎn)換并將成套設(shè)備側(cè)和指示側(cè)絕緣的絕緣變壓器104、將通 過絕緣變壓器104進行了電壓轉(zhuǎn)換的脈沖進行整流的整流電路105、將整流后的脈沖進行 平滑化并形成恒電壓的恒電壓電路106構(gòu)成，虛線所示的線為絕緣層107。 164為電流檢測 的信號轉(zhuǎn)換電路、165為調(diào)制電路、166為絕緣變壓器、167為解調(diào)電路、168為電流重讀信 號。 圖7的驅(qū)動電壓信號160輸入到用于信號絕緣的信號絕緣繼電器161，從另外設(shè)置 的直流電源裝置162輸送來的電力經(jīng)由該信號絕緣繼電器161輸送到電磁閥、燈、繼電器、 小型直流電動機等作為對象物的促動器163而進行驅(qū)動。 在進行健全性診斷的圖8所示的電路中，為了驅(qū)動電磁閥、燈、繼電器、小型直流 電動機等作為對象物的促動器163，與圖7相同，在設(shè)置直流電源裝置162且電力經(jīng)由信號
3絕緣繼電器161輸送到作為對象物的促動器163這一點上相同。但是，在該圖8的情況下， 為了診斷作為對象物的促動器163是否按照指示通進行動作、配線是否產(chǎn)生斷路及短路等 健全性，而設(shè)置促動器163的電流檢測用信號轉(zhuǎn)換電路164、將檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓的調(diào) 制電路165、絕緣變壓器166、用于將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號的解調(diào)電路167等構(gòu)成的絕 緣放大器，為了驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換電路164、調(diào)制電路165等，而設(shè)置由電源102、脈沖發(fā)生電路 103、絕緣變壓器104、整流電路105、恒電壓電路106等構(gòu)成的電源電路101。
而且，與圖7同樣，驅(qū)動電壓信號160輸入用于信號絕緣的信號絕緣繼電器161，使 該信號絕緣繼電器161為接通，從直流電源162輸來的電力輸送到電磁閥、燈、繼電器、小型 直流電動機等作為對象物的促動器163而進行驅(qū)動。然后，從直流電源162經(jīng)由信號絕緣 繼電器161輸送的電流通過電流檢測用信號轉(zhuǎn)換電路164進行檢測并轉(zhuǎn)換為電壓信號，通 過調(diào)制電路165將上述電壓信號調(diào)制而轉(zhuǎn)換為電壓調(diào)制信號(交變電壓信號)并給予絕緣 變壓器166，在指示側(cè)，通過解調(diào)電路167轉(zhuǎn)換為電流信號，流入對象163的電流作為電流重 讀信號168輸出。 以上為具有用于傳送設(shè)備及機器種類的控制的電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動 機等促動器按照指示進行動作、配線未產(chǎn)生斷路及短路等進行確認的健全性診斷功能的電 路，但在現(xiàn)有的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置的電路構(gòu)成中，進行健全性診斷的情況 存在下述問題。 A.在促動器的驅(qū)動信號的傳送電路之外，為了健全性診斷，還需要追加電源及健 全性診斷電路，零件數(shù)增加的同時電路構(gòu)成復(fù)雜化，制造成本增加。 B.為了電路的異常檢測，需要設(shè)置過電流檢測電路等付加的電路，進而需要另外 設(shè)置電路保護器及保險絲等對過電流的保護單元。 因此，在進行健全性診斷的情況下，由于成本較大提高，故而只能適用于容許成本 提高而注重于提高可靠性這樣的特殊要求的裝置。 另外，對于檢測電線的斷路的技術(shù)，例如在專利文獻l(日本特開2006-023105號 公報)中公開了電線的斷路檢測方法對電線施加脈沖信號，此時，對流過電線的電流進行 檢測，將電流波形與參照用電流波形比較，從該波形差檢測斷路。在專利文獻2(日本特開 2004-198302號公報)中公開了斷路檢測電路對檢測斷路的信號線經(jīng)由電阻元件施加檢 測用脈沖信號，將從信號線得到的信號和檢測用脈沖信號比較，對判定信號線的斷路進行 判定。 另外，對于電路的診斷，在例如專利文獻3(日本特開平8-005708號公報)中公
開了電路診斷方法及使用該方法的電路診斷裝置為了使測定記錄的管理容易，提高進行
電路診斷時的作業(yè)效率，進而使人為的錯誤介入的余地小，而對寫入并保存在裝入讀出診
斷對象的電氣設(shè)備的非易失性存儲器中的電氣設(shè)備的特性的測定結(jié)果、及與測定相關(guān)的信
息、或電氣設(shè)備的特性的測定結(jié)果、或與測定相關(guān)的信息予以讀取，通過與對電氣設(shè)備得到
的最新測定結(jié)果及與測定相關(guān)的信息比較，對電氣設(shè)備的狀態(tài)進行診斷。 但是，這些專利文獻1、專利文獻2中公開的技術(shù)涉及了電線的斷路檢測，但需要
脈沖信號的施加單元及參照用電流波形的存儲裝置等，如專利文獻3所示的電路診斷裝置
需要存儲電氣設(shè)備的特性的測定結(jié)果及與測定相關(guān)信息的存儲器，并且需要用于電路的特
性測定和狀態(tài)診斷的比較單元等，是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不能成為上述A、B所示的問題點的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
由此，在本發(fā)明中課題為，提供一種外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，以簡單的
構(gòu)成用同一單元進行作為外部控制單元的被驅(qū)動體的驅(qū)動狀態(tài)及配線的斷路、短路這樣的
故障產(chǎn)生的信號的傳送和電力的傳送，可以防止零件數(shù)的增加及電路構(gòu)成的復(fù)雜化等引起
的制造成本的增加，同時，可以高精度地進行信號的傳送、電路的健全性診斷。 為解決上述課題，本發(fā)明提供一種外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，通過經(jīng)由
絕緣單元傳送接通/斷開信號供給驅(qū)動電力而進行動作，其特征在于，具有交變電壓發(fā)生
單元，包含矩形波狀的脈沖電壓(在OV 正或負側(cè)振蕩的轉(zhuǎn)換脈沖電壓)及交流(在正負
振蕩的波形電壓)；作為所述絕緣單元的絕緣變壓器，在一次側(cè)連接該交變電壓發(fā)生單元
且在二次側(cè)連接所述外部控制單元；開關(guān)電路，與設(shè)置在該絕緣變壓器一次側(cè)的中間抽頭
連接并根據(jù)所述接通/斷開信號進行動作，對設(shè)置在所述絕緣變壓器二次側(cè)的所述外部控
制單元輸送驅(qū)動電力；電流測定單元，連接于該開關(guān)電路，對與通過所述外部控制單元的驅(qū)
動而在所述變壓器二次側(cè)流動的電流對應(yīng)地流動的一次側(cè)電流進行測定，根據(jù)該電流測定
單元的測定結(jié)果對所述外部控制單元的信號狀態(tài)進行診斷。 這樣，可以構(gòu)成外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，其設(shè)置與設(shè)于絕緣變壓器一 次側(cè)的中間抽頭連接，且通過接通/斷開信號對外部控制單元輸送驅(qū)動電力的開關(guān)電路， 測定由于經(jīng)由絕緣變壓器從一次側(cè)輸送的電力被連接于二次側(cè)的外部控制單元消耗而產(chǎn) 生的一次側(cè)電流的變化，通過由此進行外部控制單元的信號狀態(tài)的診斷，可以用單一電路 進行電力的供給和外部控制單元的診斷，無需如現(xiàn)有裝置的所述A、 B那樣為了健全性診斷 而設(shè)置電源及絕緣變壓器等的絕緣單元、信號轉(zhuǎn)換電路及解調(diào)電路等，可以以非常簡單的 構(gòu)成防止零件數(shù)的增加及電路構(gòu)成的復(fù)雜化等引起的制造成本的增加，同時，可以精度優(yōu) 良地進行檢測結(jié)果的傳送及電路的健全性診斷。 而且，可以形成如下這樣的信號狀態(tài)診斷裝置，所述開關(guān)電路根據(jù)所述外部控制 單元的接通/斷開信號，使所述交流發(fā)生裝置的輸出接通/斷開，所述開關(guān)電路構(gòu)成為在所 述外部控制單元的斷開信號下將所述外部控制單元不會工作的的電力對所述變壓器二次 側(cè)輸出，由此，在外部控制單元斷路的情況下不測定電流，在短路的情況下，流過比通常大 的電流，絕緣變壓器一次側(cè)電流也與之對應(yīng)變化，可以推斷外部控制單元的接通/斷開狀 態(tài)、斷路、短路，且能夠持續(xù)監(jiān)視電路的斷路及短路。 如以上所記載，可以形成如下這樣的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，本發(fā)明 的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，無需如現(xiàn)有裝置那樣，在每個被驅(qū)動體上設(shè)置電源 及絕緣變壓器等的絕緣單元、信號轉(zhuǎn)換電路及解調(diào)電路，可以以非常簡單的構(gòu)成，防止零件 數(shù)的增加及電路構(gòu)成的復(fù)雜化等引起的制造成本的增加，同時，可以高精度地進行檢測結(jié) 果的傳送及電路的健全性診斷。


圖1是根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動通過接通/斷開的二值電壓信號供給電力而驅(qū)動的電磁 閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器的電路的方框5
圖2是根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動通過接通/斷開的二值電壓信號供給電力而驅(qū)動的電磁 閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器的具體的電路構(gòu)成； 圖3是根據(jù)本發(fā)明，表示通過接通/斷開的二值電壓信號供給電力而驅(qū)動的促動 器的正常驅(qū)動狀態(tài)、配線的斷路狀態(tài)及短路狀態(tài)的各狀態(tài)的電流波形(電流/時間變化) 的曲線圖； 圖4是表示用于本發(fā)明的變壓器鐵芯材料的溫度引起的鐵芯損耗的特性(電力/ 溫度)的曲線圖； 圖5是示意性表示一次線圈和二次線圈向用于本發(fā)明的變壓器鐵芯巻繞的巻繞 方法的圖； 圖6是表示線圈向用于本發(fā)明的變壓器的鐵芯巻繞的巻繞方法引起的各溫度下 的信號(使用25t:的傳送特性系數(shù)，使溫度在-40 +851:變化時的各溫度的傳送特性的 直線誤差)的傳送特性不同的實驗結(jié)果的曲線圖(A)，表示用于該實驗的變壓器的各元素 的表圖(B); 圖7是通過電壓信號驅(qū)動電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等作為對象物的促 動器的情況的現(xiàn)有電路的方框圖； 圖8是用于驅(qū)動如供給電壓信號而成為全開或全閉的電磁閥、或與所提供的電壓 對應(yīng)而在從全開至全閉之間控制開度的伺服閥這樣的促動器的現(xiàn)有電路方框圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖示例性詳細地說明本發(fā)明的最佳實施例。但是，該實施例所記述的 構(gòu)成零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等只要沒有特別特定的記述，就不是將該發(fā)明 的范圍限定于此的意思，只不過是說明例。 圖1 、圖2 、圖3是表示進行向根據(jù)經(jīng)由電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動 器構(gòu)成的絕緣單元傳送的接通/斷開信號而被供給驅(qū)動電力進行動作的外部控制單元的 信號是否正確傳送的確認、電路的配線上否產(chǎn)生斷路及短路等電路的健全性診斷的本發(fā)明 的信號狀態(tài)診斷裝置的方框圖(圖1)和具體的電路例(圖2)、及作為圖1、圖2的電路的 對象80的促動器的動作狀態(tài)及配線的斷路、短路的各狀態(tài)下的電流值的曲線圖(圖3)。
在該圖1、圖2中，l為電源，2為脈沖發(fā)生電路，3為絕緣變壓器，4為整流電路，6 為絕緣變壓器3的一次側(cè)電流，7為絕緣層，80為通過接通/斷開的二值電壓信號供給電力 而進行驅(qū)動的電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等作為外部控制單元的促動器(下面， 簡稱為"對象")，81為使用FET(圖2中為83)等的開關(guān)電路，82為用于驅(qū)動促動器80的 驅(qū)動電壓信號。另外，在圖2中，21、22為構(gòu)成整流電路的二極管，23、24為構(gòu)成該整流電路 的電容器，26為電容器，25、84為電阻，83為根據(jù)驅(qū)動電壓信號82進行接通/斷開的FET， 85、86為用于對絕緣變壓器3的一次繞組的兩端交互施加脈沖電壓的FET。
在圖3中，縱軸為電流信號6的電流值，橫軸為用于表示接通/斷開的狀態(tài)的時間 軸，上部作為"接通"表示的曲線為促動器80處于接通狀態(tài)情況的電流值，作為"斷開"表 示的曲線為促動器80處于斷開狀態(tài)的情況的電流值，曲線圖中作為"正常"表示的是接通 /斷開的各情況下流通的電流值的范圍，在曲線圖原點作為"斷"表示的是電路中產(chǎn)生斷路 的情況的電流值，作為"短路"表示的是電路中產(chǎn)生短路的情況的電流值。
首先，對圖1的方框圖進行說明，與現(xiàn)有電路的情況相同，從供給了電源1的脈沖 發(fā)生電路2供給脈沖的開關(guān)電路81通過驅(qū)動電壓信號82的接通/斷開信號進行接通/斷 開，將用于驅(qū)動促動器80的電壓、和不足以驅(qū)動的電壓供給于絕緣變壓器3。因此，促動器 80在驅(qū)動電壓信號82的接通狀態(tài)下從絕緣變壓器3經(jīng)由整流電路4供給10 20W的電 力，在斷開狀態(tài)下供給不足以驅(qū)動促動器80的電力。 因此，在絕緣變壓器3的二次側(cè)，由于促動器80的驅(qū)動而流過電流，由于對應(yīng)于該 二次側(cè)電流的電流流向絕緣變壓器3的一次側(cè)，因此，將其作為電流信號6通過未圖示的電 流測定單元進行測量，由此，可以推測促動器80消耗的電流，另外，在電路有斷路及短路情 況下，可以根據(jù)未流有一次側(cè)電流、流有過大電流等來判斷狀態(tài)。 接著，對圖2的詳細電路進行說明，在絕緣變壓器3的二次側(cè)，連接二極管21、22、 電容器23、24以構(gòu)成全波整流電路，并在其輸出側(cè)連接有促動器80。另外，在絕緣變壓器3 的一次側(cè)，來自以電源1的電力進行動作的脈沖發(fā)生電路2的脈沖被輸入從電源Vcc供給 電力的FET85、86，通過將各FET設(shè)為接通狀態(tài)，電壓Vcc對絕緣變壓器3的一次側(cè)繞組的兩 端交互施加。另外，絕緣變壓器3的一次側(cè)繞組在其中點設(shè)置中間抽頭，連接有作為開關(guān)電 路81的電阻84并聯(lián)連接而成的FET83，在其前端將電阻25和電容器26并聯(lián)連接。
脈沖發(fā)生電路2接受電源1的供給而產(chǎn)生矩形波的脈沖，經(jīng)由FET85、86將電壓 Vcc交互供給絕緣變壓器3的一次繞組的兩端。對構(gòu)成開關(guān)電路81的FET83施加驅(qū)動電壓 信號82的接通信號時，F(xiàn)ET83成為接通狀態(tài)，在絕緣變壓器3的一次側(cè)流過由電阻25 (參 照圖2)決定的電流。然后，通過由二極管21、22、電容器23、24構(gòu)成的整流電路整流后的直 流從被升壓的二次側(cè)供給到作為外部控制單元的促動器80而進行驅(qū)動。
因此，通過促動器80的驅(qū)動，電流流向絕緣變壓器3的二次側(cè)，但此時，由于在絕 緣變壓器3的一次側(cè)流有與流向該二次側(cè)的促動器80的驅(qū)動電流對應(yīng)的電流信號6，因此， 通過未圖示的電流測定單元測定該電流，從該值推定實際用于驅(qū)動促動器80的電流。由 此，不需要如上述的現(xiàn)有電路那樣除了促動器的接通/斷開信號的傳送電路之外還為了健 全性診斷而設(shè)置電源及健全性診斷電路、為了電路的異常檢測而設(shè)置過電流檢測電路等付 加的電路等，使零件數(shù)增加而使電路構(gòu)成復(fù)雜化，造成制造成本增加的方法，可以對用于驅(qū) 動電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器80的電流高精度地進行外部控制單元的 信號狀態(tài)的健全性診斷。 而且，在驅(qū)動電壓信號82為斷開的情況下，構(gòu)成開關(guān)電路81的FET83為斷開狀 態(tài)，電流通過并列插入FET83的電阻84和電阻25進行流通，絕緣變壓器3的一次側(cè)的電壓 成為恒電壓，驅(qū)動電壓信號82為斷開的情況下，也在絕緣變壓器3的二次側(cè)產(chǎn)生促動器80 不會進行動作的電壓。由此，在電流信號6不流通的情況下考慮為配線斷路，另外，在流過 比預(yù)想大的電流時考慮為配線短路。 表示該情況的電流信號6的是圖3的曲線圖。該圖3的曲線圖為縱軸表示電流， 橫軸表示促動器80的驅(qū)動電壓信號82為接通時(左側(cè)曲線圖)、和斷開(右側(cè)曲線圖)時 的電流的狀態(tài)，驅(qū)動電壓信號82為接通的情況如上述那樣，圖2的FET83為接通，在絕緣變 壓器3的一次側(cè)流過由電阻25決定的電流，在絕緣變壓器3的二次側(cè)流過在圖3的左側(cè)曲 線圖標記為"正常"的值的范圍的電流。 在驅(qū)動電壓信號82為斷開的情況下，如上所述FET83為斷開，因此，電流在并列插入該FET83的電阻84和電阻25的兩方中流通，在絕緣變壓器3的二次側(cè)流通有不使促動 器動作的程度的圖3的右側(cè)曲線圖標記為"正常"的值的范圍的微弱的電流。但是，在電路 的配線為短路的情況下，電路中流過大的電流，因此，流過如該圖3中標記為"短路"的值的 電流，另外在斷路的情況下，微弱的電流也不流通，因此，成為同該圖3中標記為"斷"的大 致為0的值。 即，在本發(fā)明中，如上所述，通過與利用促動器80的驅(qū)動而流向絕緣變壓器3的二 次側(cè)的電流對應(yīng)的一次側(cè)電流，推定用于促動器80的驅(qū)動的電流，同時，通過在電路中始 終流通微弱的電流，還可以診斷配線的斷路、短路。 另外，在使用這樣不設(shè)置恒電壓電路的電源，經(jīng)由變壓器進行被驅(qū)動體的驅(qū)動和 診斷的情況下，特別是在模擬信號的傳送中，其精度成為問題。特別是在該電路形式的情 況下，相對于傳送的能量，通過絕緣變壓器3損失的損耗作為誤差產(chǎn)生。但是，這樣的信號 傳送的誤差只要是要求的精度容許的誤差范圍以下就不會有問題，因此，例如在0.2%至 0. 25%左右的精度即可的情況下可以使用通常的變壓器。 另外，要求其以上的精度例如0. 1%以下的精度時，最大的問題是變壓器的溫度產(chǎn) 生的鐵芯損耗變化，例如如果該鐵芯損耗相對溫度大致一定，那么將其考慮在內(nèi)而判斷測 定結(jié)果即可，可以進行保持精度的測定及模擬信號的傳送。因此，在本發(fā)明中依然使用日 本TDK株式會社制的稱為PC95的鐵芯材料構(gòu)成變壓器，其如圖7所示溫度的鐵芯損耗特性 (電力/溫度)，例如相對日本TDK株式會社制的PC44、PC47這樣的通常在IO(TC左右具有 峰值特性的鐵芯材料，峰值特性比該PC44、PC47差，但在寬的溫度范圍內(nèi)鐵芯損耗變動較 少。另外，該圖7中橫軸表示溫度CC)、縱軸表示電力(Pcv單位kw/cm3)。由此，可以以 簡單地電路結(jié)構(gòu)高精度地提供外部控制單元的信號狀態(tài)的診斷裝置。 此外，本申請發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在該變壓器的一次側(cè)繞組的大致中間部設(shè)置中間抽頭，
將電流測定單元與該中間抽頭連接，測定因向二次側(cè)供給的電力被消耗而產(chǎn)生的一次側(cè)電 流的變化，但如在圖5表示這些一次側(cè)的線圈和二次側(cè)的線圈的示意圖那樣，將一次側(cè)線 圈以中間抽頭為中心分成前半部11和后半部13兩部分，通過在由上述的PC95形成的鐵芯 10上以前半部11和后半部13的線圈夾持二次側(cè)線圈12進行巻繞，發(fā)現(xiàn)能夠得到良好的信 號傳送特性。 圖6(A)的曲線圖表示該情況的實驗結(jié)果。該曲線圖是使用如上所述的日本TDK 株式會社制的稱為PC95的鐵芯材料，如圖5所示，使用將一次側(cè)線圈以中間抽頭為中心分 成前半部11和后半部13兩部分，利用以前半部11和后半部13的線圈夾持二次側(cè)線圈12 巻繞而成的絕緣變壓器，構(gòu)成隔離分配放大器，測量直線性和溫度漂移的狀態(tài)的圖。
另外，用于該測量的絕緣變壓器各種因素如圖6(B)所示的表，測量使用10ppm廣C 的精密電阻來實施。圖6(A)的曲線圖中，橫軸是隔離分配放大器的輸出電流值，單位是mA， 縱軸是全刻度誤差％ (將4 20mA作為100% )，使用25。C下的傳送特性系數(shù)，標繪使溫度 在-40 +851:變化時的各溫度下的傳送特性的直線誤差。 使用目前所用的、例如日本TDK株式會社制的稱為PC44、 PC47的鐵芯材料，將一 次側(cè)線圈與前半11和后半13都連續(xù)地進行巻繞，在其上巻繞二次側(cè)線圈12時，可知能夠 得到直線性在±0.05%以下、0 60°〇的環(huán)境下為±0. 25X左右，如從該圖6(A)的曲線圖 可知，通過如上述構(gòu)成絕緣變壓器，直線性在±0.01%以下、0 851:的環(huán)境下為±0. 1%，在-40 85t:的環(huán)境下為+0. 15%/-0. 1%這樣的直線性、溫度漂移都良好的結(jié)果。另外認 為，通過研究絕緣變壓器的形狀及大小，使線圈匝數(shù)增加等，能夠以溫度特性的提高為代表 進一步實現(xiàn)高精度化。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 根據(jù)本發(fā)明，可以容易地以同時進行電力的供給和外部控制單元的診斷的簡單的 結(jié)構(gòu)，不導(dǎo)致零件數(shù)量的增加及電路構(gòu)成的復(fù)雜化等造成的制造成本的增加，來實施目前 因成本增加而擱置的通過經(jīng)由絕緣單元傳送的接通/斷開信號供給驅(qū)動電力而進行動作 的電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器等的外部控制單元的動作確認及的電路的 健全性診斷，且能夠容易地適用于希望確?？煽啃缘碾娐?。
權(quán)利要求
一種外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，根據(jù)經(jīng)由絕緣單元傳送的接通/斷開信號供給驅(qū)動電力而進行動作，其特征在于，具有交變電壓發(fā)生單元，包含矩形波狀的脈沖電壓及交流；作為所述絕緣單元的絕緣變壓器，在一次側(cè)連接該交變電壓發(fā)生單元且在二次側(cè)連接所述外部控制單元；開關(guān)電路，與設(shè)置在該絕緣變壓器一次側(cè)的中間抽頭連接并根據(jù)所述接通/斷開信號進行動作，對設(shè)置在所述絕緣變壓器二次側(cè)的所述外部控制單元輸送驅(qū)動電力；及電流測定單元，連接于該開關(guān)電路，對與通過所述外部控制單元的驅(qū)動而在所述變壓器二次側(cè)流動的電流對應(yīng)地流動的一次側(cè)電流進行測定，根據(jù)該電流測定單元的測定結(jié)果對所述外部控制單元的信號狀態(tài)進行診斷。
2. 如權(quán)利要求1所述的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，其特征在于，所述開關(guān)電 路根據(jù)所述外部控制單元的接通/斷開信號使所述交流發(fā)生裝置的輸出接通/斷開。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，其特征在于，所述開關(guān) 電路構(gòu)成為在所述外部控制單元的斷開信號下將所述外部控制單元不會工作的電力向所 述變壓器二次側(cè)輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以簡單的構(gòu)成，可以防止零件數(shù)的增加及電路構(gòu)成的復(fù)雜化等引起的制造成本的增加，同時可以高精度地進行電磁閥、燈、繼電器、小型直流電動機等促動器(外部控制單元)的信號狀態(tài)診斷的外部控制單元的信號狀態(tài)診斷裝置，為此具有與設(shè)置在變壓器一次側(cè)的中間抽頭連接，通過外部控制單元的接通/斷開信號對設(shè)置在二次側(cè)的外部控制單元輸送驅(qū)動電力的開關(guān)電路；連接于開關(guān)電路且對應(yīng)通過外部控制單元的驅(qū)動而流向所述變壓器二次側(cè)的電流流動的一次側(cè)電流進行測定的單元，根據(jù)該電流測定單元的測定結(jié)果對所述外部控制單元的信號狀態(tài)進行診斷。
文檔編號G01R31/02GK101765778SQ200980100029
公開日2010年6月30日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者江本英晃 申請人:三菱重工業(yè)株式會社