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こんにちわ。
計装関係の仕事してますが、前にオペアンプと可変抵抗とトランジスタ等でDC4~20mA発生させる回路見たことありましたがずいぶん前なので忘れてしまいました。
どなたか、電子回路で4~20mA発生することができる回路知ってましたら教えてください。

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A 回答 (2件)

回路図とゆうよりブロック図と言った方がエエかも知れませんが,


ここの「[図.4] アナログ用カレントループの回路」にあります.
http://www.miyazaki-gijutsu.com/series3/denso111 …

実際の送信回路例がここにあります.
http://www.analog.com/static/imported-files/veri …
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Q4-20mAの2線式伝送の受信側回路

お世話になります。
4-20mAの測定器の受信回路を考えています。
受信した電流に250Ωの抵抗をつけてADに繋げたいと思います。
電流ループの2線式伝送の場合、
それぞれをどう繋げて取り出すのかわからないのですが、
いくつか候補の回路を書いてみたいのですが、
どれかあっていますでしょうか?
http://www42.tok2.com/home/shuhei1031/test/ExIo.pdf
測定器は4-20mA出力の2線式伝送で一般的なものと考えています。
(決まっていないので、できるだけ一般的なものがいいかなと)

ソフト屋のため、ハードが全然分からないのですが、
どうかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

同じく、上から3つ目が正解です。

4-20mAの電流に対して1~5Vの電圧が取り出せます。
他の接続は測定結果が得られません。

少し気になった点を記載します。
1.通常4-20mAの出力する測定器はGNDに対してフローテングで設計されています
 ので、測定器のGNDは気にする必要はありません。
(もちろん、差動AMPで受け取る回路は必要ありません。)
2.U6の「AGND(14)」が接続されておりません。「DGND」とは別回路になる様に
 R7のGND側とを接続する必要があります。
 アナログGNDとDGND系統を分離して回路接続しないと、ノイズ混入して測定結果に
 影響が生じます。
 

QDC4-20mAの計装信号について

+、-の2線で接続すると思うのですが、
普通4-20mAを出力する側の機器の+端子というのは電源出力
端子になっているものなんでしょうか?
というのも受け側を単なる250Ω程度の抵抗とみなしている
図をよく見るので。
これなら出力側が自前で電源をもっているので受け側に電流が流れるのも
わかるんですが、

一方で4-20mAで検索すると
http://www.analog.com/jp/circuits-from-the-lab/cn0009/vc.html
のような回路が出てきたります。
この回路だと外部から電源をもらっているようなのですが、
4-20mAの出力側というのは電源を自前でもっている場合と外部からもらう(受け側の
機器が電源をもっている?)
場合の2通りがあるということなんでしょうか?
両者の使い分けというか違いはなんなんでしょうか?
接続しようとしている機器によって異なるんでしょうか?

4-20mAの出力回路といった場合、外部から電源をもらうのを想定するのかあるいは
自分で電源を持つべきなのかよくわからないでいます。

Aベストアンサー

回答(1)です
>電源がとれる環境→電源を内蔵する?
概ねその考え方で合っています

4~20mAの直流電流信号がなぜ世界標準になったのか?(1)
http://www.m-system.co.jp/mstoday1/MSTback/data/2003/09/4_20mA_T.htm

プラント計装で4~20mAを使う理由は
1、ノイズに強い
2、電源が要らない
大きな理由はその2つ

本来は4mA信号は断線検出目的なのですが
4mAでセンサ電源を作れば電源ケーブルを張る必要が無い

電源2芯+信号線2芯

信号線2芯だけ
とを比較すれば当然2芯だけの方が安価
短い距離ならたいした問題ではないが
大きなプラントになるとケーブル長が100mを超える
100mのケーブルが100本とかになるとかなりのコスト

制御室から現場のセンサまでケーブル長で500mになる事例も
(直線距離でなくケーブル長)
多くの場合、ケーブルは建屋外周を大外回りして張る
ケーブルを最短距離では張れない(真ん中は機械装置が有る)

現在では所謂ネットワーク接続も有りますが
http://www.m-system.co.jp/ofnetwork/ofn_what/index.html
依然として4~20mAが主流

回答(1)です
>電源がとれる環境→電源を内蔵する?
概ねその考え方で合っています

4~20mAの直流電流信号がなぜ世界標準になったのか?(1)
http://www.m-system.co.jp/mstoday1/MSTback/data/2003/09/4_20mA_T.htm

プラント計装で4~20mAを使う理由は
1、ノイズに強い
2、電源が要らない
大きな理由はその2つ

本来は4mA信号は断線検出目的なのですが
4mAでセンサ電源を作れば電源ケーブルを張る必要が無い

電源2芯+信号線2芯

信号線2芯だけ
とを比較すれば当然2芯だけの方が安価
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Q三端子レギュレータに付けるコンデンサ

三端子レギュレータ7805を使用するのに、あるHPで「入力、出力側にそれぞれ1つずつ0.1μFのコンデンサを付ける」というのを見た事があるのですが、別の本には入力側には22μF、出力側には100μFを取り付けるとありました。
どちらが正解なのでしょう?また、2つの違いは何でしょう?
目的に応じて使い分けたりするのでしょうか?

Aベストアンサー

どちらも正しく、どちらも間違っています。
本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を求めて、放熱板を決定します。
かなり面倒な計算なので、おおよその回答を言いますと、7805は出力が5V1Aの定格ですから、最大0.8Aまで使うとし、入力はAC6Vの全波整流として、入力も出力も100μFの電解コンデンサと0.1μFのプラスチックコンデンサを並列接続したもので、いけると思います。
ただし、0.1μFのコンデンサはレギュレータの足に直結します。
100μFのコンデンサは回路中についていればどこでも良いです。

入力はAC6Vの全波整流で、出力電流を0.8A取ると、レギュレータで約1.6Wを消費しますので、周囲温度を30℃まで使うとして、ジャンクション温度を80℃にしたければ、熱抵抗は25℃/W程度の放熱板が必要です。
これ以外の入力電圧や、出力電流の場合は再計算が必要です。

どちらも正しく、どちらも間違っています。
本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を...続きを読む

Q電圧-電流変換回路って?

会社でハードウェアの回路図を見て検査項目を考えたり、修理したりしています。なにぶん素人なものでまだあまりよく分かっていません。先日、電圧-電流変換回路とかいうものに巡り合いました。例えばhttp://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/AD694.pdf
そもそも回路に電流が流れれば電圧はかかっていますよね?それなのに電圧を電流に変換するってどういう意味でしょうか?何のことやら意味不明でして。。。どなたか分かりやすくご説明いただけませんか?

Aベストアンサー

大変失礼いたしました。仰るとおりで、単純な計算間違いしました。

参考として、DC/DCコンバータに関して考えておきます。
DC/DCコンバータは入力電圧を適当な(一定の)出力電圧に変換する
回路です。ではここで、出力電流はどうなっているのでしょうか?
出力電流値は、(出力電圧)÷(負荷抵抗)で求まる値に自動的に
決まるというわけです(電流量は負荷抵抗値によって変化する)。
これは、日常的ですので分かりやすいでしょう。

繰り返しになりますが、電圧-電流変換回路の場合には、出力電流を
規定しているわけで、出力電圧値は、(出力電流)×(負荷抵抗)の
値になるということです。

一般に、負荷抵抗はユーザー(システム設計者)が自由に設定できますので
変換回路において、出力電圧と出力電流を同時に規定(既定)できないことは
お分かり頂けるのではないかと思います。


なお、話を単純にするために、電源回路の例で考えましたが、
AD694の具体的な用途は、通信回路の有線トランシーバICです。
通常、デジタル信号処理は電圧のHigh/Lowで行われているのはご存知でしょう。
これを、電流信号に変えて通信するのが目的です。その信号を受け取った側で
レシーバICを使って再び電圧のHigh/Lowに戻します。
LVDS(低電圧差動信号)通信や電流駆動通信等と言われる伝送方式です。
一般に、電流が沢山流れているか流れていないかで識別する通信方式にすることで
ノイズに強くなり電圧のHigh/Lowで通信するよりも高速で長距離の信号伝送を
実現できるようになります。ご参考まで。

大変失礼いたしました。仰るとおりで、単純な計算間違いしました。

参考として、DC/DCコンバータに関して考えておきます。
DC/DCコンバータは入力電圧を適当な(一定の)出力電圧に変換する
回路です。ではここで、出力電流はどうなっているのでしょうか?
出力電流値は、(出力電圧)÷(負荷抵抗)で求まる値に自動的に
決まるというわけです(電流量は負荷抵抗値によって変化する)。
これは、日常的ですので分かりやすいでしょう。

繰り返しになりますが、電圧-電流変換回路の場合には、出力電流を
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Q可変抵抗器には何故足が3本あるのでしょうか?

基本的な部分で理解できません。

Aベストアンサー

http://www.ops.dti.ne.jp/~ishijima/sei/letselec/letselec7.htm

両端の抵抗値は変わりません。両端と中心の端子の間の抵抗値が変わるようです。


+----+----+
4Ω 4Ω
両端は8Ω 中心と両端は4Ω4Ω

可変抵抗をまわして左にする
++--------+
0Ω 8Ω
両端は8Ω 中心と両端は0Ω8Ω

可変抵抗をまわして右にする
+--------++
8Ω 0Ω
両端は8Ω 中心と両端は8Ω0Ω

QRS485終端抵抗

RS485でネットワークを構築する場合、終端抵抗はネットワーク上の片側のみに接続でよいのでしょうか?それとも両側に必要なのでしょうか?また、抵抗値はどれくらいが適切なのでしょうか?
どなたか回答をお願いします。

Aベストアンサー

こちらで説明されてます。

http://ja.wikipedia.org/wiki/EIA-485

Q単相モーターと三相モーターの違い。その利点と欠点。を教えてください。

位相の数が違う。といってもその「位相」って言葉から複雑怪奇。バカにでも理解できるようにわかりやすい言葉で教えてください。
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恥ずかしくて誰にも聞けないんです。

Aベストアンサー

一番大きな違いは、簡単な構造で、起動できるか(自分で回転を始められるか)どうかだと思います。一番簡単な構造である 誘導電動機で三相の場合はスイッチを入れるだけで回転を始めますが、単層の場合は、唸っているだけで回転を始められません。単相電動機でも何らかの方法で回転させれば、(例えば手で回しても良い、回転方向は、回してやった方向で決まる。)回転を続けます。この方法には、コンデンサー起動、反発起動等がありますが 1/2HPぐらいまでの小さなものに限られます。町工場など住宅地では、三相交流の供給が受けられませんので苦労したこともありました。


hp

Qブレーカー容量のだしかた

ブレーカーの定格電流のだしかたを教えていただきたいのですが?
単相100/200Vのときと、三相200Vのときです。
例えば20Kwのときはどうすればいいのでしょうか?のように例えを入れてくだされば幸いです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>12000/(200/1.732)=34.64Aでいいのでしょうか?このような場合ブレーカー容量は40Aでいいのでしょうか…

ブレーカー容量は電線の太さで決まり、電線の太さは許容電流と電圧降下で決まります。
許容される電圧降下を1%とすれば、電線こう長12mまでVVケーブル8mm2でよく、ブレーカーは40Aです。
電線こう長が12mを超え21mまでなら14mm2で50A、21mを超え33mまでなら22mm2で75Aとなります。
電圧降下が2%とか3%とかまで許されるなら、電線こう長はそれぞれ2倍、3倍となります。

QOPアンプ 電圧-電流出力変換回路

D/Aコンバータ(0~-10V出力)の電圧をOPアンプで電流変換(0V時0mA、-10V時1mA)する回路で(1)シンプルで精度(±3%以内)がよいもの(トリマの調整なしが望ましい) (2)トリマでNULL、GAIN を調整しても精度がよい回路 を教えてください。
または、そのような回路が記載されているサイトを教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

(1) 回路的には,2より4の方がお薦めです。
 この程度の精度であれば,Dualのオペアンプを使えばよいと思います。

(2)Null調は,オペアンプに端子があるものもありますが,ここではこれがない場合(どんなオペアンプ
 にも適用出来る)方法をご説明します。
 回路図でGNDされている端子(2,4であれば反転側,RsのGND)を,電源+Vc,-Vcの中点にVRを入れ,
 微小に電圧を可変することで行います。
 VRは10回転のポテンショを使い,10%くらいの可変範囲がとれるような値とします。
 Rsに対して十分小さい値とする必要があります。

 Gainコントロールは同じく反転側Rfで行います。
 全Rf値の10%になるように値を設定します。

 なお,10%というのはかなり広範囲な調整ですので,もっと精密なコントロールをしたい場合は
 可変範囲を小さくする必要があります。

Qダイオードの温度特性について

ダイオードは温度が高くなると、順方向電圧Vdが小さくなる特性を持ち、その傾きは-2mV/℃といわれています。

トランジスタ設計の本や関連HPを見るとダイオードの特性は下記の式になっていますが、
下記の値を入れて計算すると絶対温度Tが上昇するとVdも上昇する式になってしまいます。
どうしてでしょうか?

Vd = ((K*T)/q)*ln(Id/Is)
  = 1.785e-3*T

K:ボルツマン定数=1.38e-23[J/K]
q:電子の電荷:=1.602e-19[c]
Id:順方向電流=1e-3[A]
Is:飽和電流=1e-14[A]
T:絶対温度

Aベストアンサー

 
 
 以下、Vd,Id の d は省略します、 (q*V/(k*T)) などは (qV/kT) と略記します、 温度Tは300Kとします。


>> トランジスタ設計の本や関連HPを見るとダイオードの特性は下記の式になっていますが、
Vd = ((K*T)/q)*ln(Id/Is)
<<


 ここはぜひ、その式の元の形である
  I = Is・exp(qV/kT) …(1)
の式で覚えてください。半導体の理論は根底が exp(エネルギ/熱エネルギ) という関数から出発してるので、この形で慣れておけば 将来ともお得です。
 で、
Is 自体も exp(-Eg/kT) 的な電流です。 Egはシリコンのバンドギャップエネルギ、kTは温度Tの熱エネルギです。 Is の成分の詳細説明は専門書にゆずるとして、大局的には
  Is = A・exp(-Eg/kT) …(2)
と書けます。
係数 A は今は定数とします。(2)を(1)に入れると、
  I = A・exp(-Eg/kT)・exp(qV/kT) …(3)
両辺をAで割って 両辺を対数取って V=の形にすると、
  V = (1/q){ kT・ln(I/A)+Eg } …(4)
あなたが載せたVdの式より 少し詳しく求まりました。


 さて、
温度係数の定義は 『Tだけが変化する』 です。そのとき I は(何らかの手段で)一定に保たれてるとします。すると(4)式はT以外すべて定数となるので単純に微分できて、
  ∂V/∂T = (1/q)k・ln(I/A) …(5)
これが疑問への答です。これに(3)式を入れると、
  ∂V/∂T = (1/T){ V-Eg/q } …(6)
温度とバンドギャップと電子電荷だけの式になりました。Eg/q は次元が電圧で、バンドギャップ電圧と呼ばれたりします、その値はシリコンで約 1.11[V] です、この機会に暗記しましょう。(6)式を言葉で書くと

  温度係数=(順電圧-1.11 )÷温度 …(7)
  温度300k,順電圧 0.65V のとき、-1.5 mV/K ほど。
  温度300k,順電圧 0.51V のとき、-2 mV/K ほど。

変動は、電流が小さいほど(=順電圧が小さいほど)□□く、高温ほど□□いんですね。このように 使用温度、使用電流、品種、製造ロットによって変わるものなのだ、と覚えてください。



 余談;
詳しく言えば切りがないのですが、 Egそのものも温度Tの関数です。係数Aは回路シミュレータでは温度の3乗がよく使われます。SI単位系に慣れましょう。
それから、他人が書いた式を眺めてるだけでは自分の力が付きません、ぜひ式変形を自分の手で最後までやってみましょう。
 
 

 
 
 以下、Vd,Id の d は省略します、 (q*V/(k*T)) などは (qV/kT) と略記します、 温度Tは300Kとします。


>> トランジスタ設計の本や関連HPを見るとダイオードの特性は下記の式になっていますが、
Vd = ((K*T)/q)*ln(Id/Is)
<<


 ここはぜひ、その式の元の形である
  I = Is・exp(qV/kT) …(1)
の式で覚えてください。半導体の理論は根底が exp(エネルギ/熱エネルギ) という関数から出発してるので、この形で慣れておけば 将来ともお得です。
 で、
Is 自体も exp(-Eg/kT) 的な電流...続きを読む


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