專利名稱:場傳感器通信系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及場傳感器(field sensor)通信系統(tǒng)，特別涉及其中每個工廠生產(chǎn)過程的物理量被探測，且表示這種被探測的物理量的信號被傳輸?shù)揭粋€上接收裝置(upper unit)的場傳感器通信系統(tǒng)。
通常，稱為“場傳感器”的傳感器是能探測每個工廠的物理量(像壓力、溫度和流率)，并把這些探測的值轉(zhuǎn)換成電信號以便能經(jīng)傳輸線把它們傳輸至上接收裝置。
上述電信號的傳輸以這樣的標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行場傳感器發(fā)送一個4mA至20mA范圍內(nèi)的模擬電流信號至傳輸線，而上接收裝置接收這樣的被發(fā)送的模擬電流信號。通常，模擬信號以單路通信方式從場傳感器傳輸至上接收裝置。
近年來，由于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)開發(fā)了每個傳感器包括一個微處理器的場傳感器并投入實際使用。根據(jù)上述型式的場傳感器，除上述單路模擬信號通信外，經(jīng)傳輸線能實現(xiàn)雙路數(shù)字信號通信，以便通過遙控方式能實現(xiàn)場傳感器的范圍設(shè)定，自診斷等。一種上述類型的裝置已在公開號為58-48198的日本專利中揭示，另一種裝置已在公開號為59-201535的日本專利中揭示。
然后，將參照圖4作具體的說明，圖4說明必須備有外電源的場傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子。場傳感器1借助于來自外電源4供給的電進(jìn)行工作，這樣場傳感器1能用作發(fā)送相應(yīng)于被探測物理量的模擬電流信號的恒流源。上接收裝置3接收該模擬電流信號(以后稱為“模擬信號”)，它流經(jīng)串接在傳輸線中的電阻，通過檢測電阻兩端的電位差，以便用它作為場傳感器1的指示值。上通信裝置2連接在場傳感器1和上接收裝置3或外電源4之間的任選位置的傳輸線上，以實現(xiàn)與場傳感器1進(jìn)行雙路數(shù)字信號通信。
至傳輸線的信號傳輸能夠借助于下述方法進(jìn)行一種方法是通過把數(shù)字信號疊加到模擬信號上，數(shù)字信號用于通信，以便模擬信號的值不受影響；另一種方法是通過切換模擬信號和數(shù)字信號進(jìn)行信號傳輸；再一種方法是僅使用數(shù)字信號進(jìn)行信號通信。
然而，按照上述常規(guī)技術(shù)，傳輸信號是以電流方式發(fā)送而接收信號是以電壓方式接收。因此，接收信號的電平與串接在傳輸線中負(fù)載電阻的值成比例地增大。結(jié)果，為了實現(xiàn)精確通信，負(fù)載電阻的可用范圍必定是狹的。
因而，由于負(fù)載電阻的可用范圍受限制，通過例如把新的上接收裝置加到傳輸線來擴展該系統(tǒng)就困難了。
于是，本發(fā)明的目的是提供一種場傳感器通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以被擴展，并能實現(xiàn)可靠通信。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明，提供一個場傳感器通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中信號經(jīng)信號傳輸線在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置之間發(fā)送/接收，上述場傳感器或場傳感器通信系統(tǒng)的上接收裝置包括確定自身發(fā)送信號是否被正確接收的確定裝置；和按照確定裝置的輸出來改變傳輸信號電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種場傳感器通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，模擬信號經(jīng)信號傳輸線，在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置間發(fā)送/接收，上述場傳感器或場傳感器通信系統(tǒng)的上接收裝置包括確定又疊加到模擬信號上的自身發(fā)送信號是否正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出來改變已疊加到模擬信號上的傳輸信號電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種連接到信號傳輸線的場傳感器，它包括用于把自身發(fā)送信號疊加到傳感器信號的疊加裝置；用于把已疊加的輸出信號發(fā)送到信號線作為疊加信號的發(fā)送裝置；用于檢測來自信號傳輸線的疊加信號以便確定發(fā)送信號是否正確接收的確定裝置；和用于根據(jù)確定裝置的輸出來改變被疊加到傳感器信號的發(fā)送信號電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種連接到信號傳輸線的上接收裝置，它包括發(fā)送發(fā)送信號到信號傳輸線的發(fā)送裝置；檢測來自信號傳輸線的自身發(fā)送信號以便確定傳輸信號是否正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出來改變發(fā)送信號電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種連接到信號傳輸線的上通信裝置，它包括發(fā)送發(fā)送信號到信號傳輸線的發(fā)送裝置；檢測來自信號傳輸線的自身發(fā)送信號以便確定發(fā)送信號是否正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出來改變發(fā)送信號電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種場傳感器通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，信號經(jīng)信號傳輸線在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置之間發(fā)送/接收，且在該系統(tǒng)中，一個上通信裝置連接在場傳感器和上接收裝置之間某一位置的信號傳輸線上，該場傳感器包括把發(fā)送信號疊加到傳感器信號上的疊加裝置；發(fā)送已疊加的信號到信號傳輸線的發(fā)送裝置；檢測來自信號傳輸線的疊加信號以便確定自身發(fā)送信號是否正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出來改變發(fā)送信號電平的電平改變裝置，且每個上接收裝置和上通訊裝置包括發(fā)送發(fā)送信號到信號傳輸線的發(fā)送裝置；檢測來自信號傳輸線的自身發(fā)送信號以便確定發(fā)送信號是否正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出來改變傳輸信號電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種場傳感器通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一個模擬信號經(jīng)信號傳輸線，在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置之間發(fā)送/接收，該場傳感器或場傳感器通信系統(tǒng)的上接收裝置包括把預(yù)定電平發(fā)送信號疊加到模擬信號上的疊加裝置；確定已疊加到模擬信號上的自身發(fā)送信號是否從信號傳輸線正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出來改變疊加的發(fā)送信號的電平的電平改變裝置。
按照本發(fā)明，提供一種場傳感器通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一個模擬信號經(jīng)信號傳輸線，在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置之間發(fā)送/接收，上述場傳感器包括把發(fā)送信號疊加到模擬信號上的疊加裝置；探測來自信號傳輸線的、已疊加到模擬信號上的發(fā)送信號的裝置；和在被探測的發(fā)送信號電平和預(yù)定值間作比較以把發(fā)送信號的發(fā)送電平改變到發(fā)送信號能正確接收的電平上的裝置。
按照本發(fā)明，提供一種場傳感器通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一個數(shù)字信號經(jīng)信號傳輸線，在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置之間發(fā)送/接收，至少所述場傳感器或場傳感器通信系統(tǒng)的上接收裝置包括確定自身發(fā)送的數(shù)字信號是否被正確接收的確定裝置；和根據(jù)確定裝置的輸出改變數(shù)字信號的發(fā)送電平的電平改變裝置。
按照上述包括由場傳感器和上接收裝置這樣構(gòu)成的場傳感器通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)傳輸信號電平或改變的接收信號的放大/衰減電平進(jìn)行工作。每個裝置的有用范圍能拓寬。
而且，能借助于裝置的自診斷或根據(jù)外指令來循環(huán)選擇最合適的信號電平。因而，即使由于例如附加上接收器引起總負(fù)載阻值增加而使通信暫時變得不可能，則其最合適的傳輸信號電平能由該裝置自動選擇。因而，通訊能再次進(jìn)行。結(jié)果，能防止系統(tǒng)改變時引起的故障。
本發(fā)明的其它和進(jìn)一步目的、特點及優(yōu)點從以下的敘述中將會得到更充分的顯現(xiàn)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的說明場傳感器通信系統(tǒng)一個實施例的構(gòu)成圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的說明場傳感器通信系統(tǒng)的另一個實施例的構(gòu)成圖。
圖3A、3B、3C是說明本發(fā)明效果的圖。
圖4是說明常規(guī)的場傳感器通信系統(tǒng)一個例子的構(gòu)成圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明說明場傳感器通信系統(tǒng)中上接收裝置的通訊裝置的一個實施例的構(gòu)成圖。
現(xiàn)在，參照附圖敘述本發(fā)明的一個實施例。
圖1是一方框圖，其說明場傳感器1和上接收裝置3間的通信是通過疊加在模擬電流信號上的數(shù)字信號來完成，該模擬信號是由場傳感器1輸出、在4mA至20mA范圍內(nèi)的模擬電流信號。
參見附圖，場傳感器1包括一組合傳感器108，它檢測物理量，例如工廠生產(chǎn)過程的壓力、溫度、流率等，該組合傳感器108通過電源電路114由外電源4供電而工作。從上述傳感器108的輸出在場傳感器1中以預(yù)定方法處理，由這一處理獲得的信號經(jīng)傳輸線5傳輸?shù)缴辖邮昭b置3。上接收裝置3包括位于傳輸線5后面的電阻30，以便上接收裝置3通過檢測電阻30兩端的電壓接收由場傳感器1傳送的、表示上述物理特性的信號。上接收裝置3進(jìn)一步包括一通信裝置32，以便通過上述數(shù)字信號與場傳感器1進(jìn)行通信。結(jié)果，進(jìn)行諸如自診斷和改變輸出范圍值這樣的處理。上通信裝置2連結(jié)到場傳感器1和外電源4之間的傳輸線5上，這樣定位的上通信裝置2通過上述數(shù)字信號與場傳感器1通信以進(jìn)行場傳感器1的I/O信號的諸如監(jiān)測、校正等的處理。
然后，敘述場傳感器1的構(gòu)成。每個來自組合傳感器108的輸出被提供給多路轉(zhuǎn)換器109。該多路轉(zhuǎn)換器109接收來自I/O接口106提供的輸入開關(guān)信號，多路轉(zhuǎn)換器109的輸出提供給A/D轉(zhuǎn)換器105。場傳感器1進(jìn)一步包括微處理器101，它利用依次來自A/D轉(zhuǎn)換器105的輸出及貯存在ROM103和RAM102中的系數(shù)簇進(jìn)行補償和計算。結(jié)果，微處理器101獲得一個真實值，以傳輸一個按由RAM102預(yù)先置定的的輸出范圍已標(biāo)定的輸出值至D/A轉(zhuǎn)換器107。來自D/A轉(zhuǎn)換器107的輸出經(jīng)調(diào)制器110傳輸給V/I轉(zhuǎn)換器111，來自V/I轉(zhuǎn)換器111的輸出然后傳輸至上述傳輸線5。V/I轉(zhuǎn)換器111以這樣的方式進(jìn)行控制，即相應(yīng)于輸入信號的電流(4mA至20mA)被傳輸給傳輸線5。
通信數(shù)字信號加到上述調(diào)制器110上，因此它就傳送一個由數(shù)字信號疊加到模擬信號而形成的信號，這樣，形成的信號經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換器111傳輸至傳輸線5。上述數(shù)字信號由調(diào)制電路112提供給調(diào)制器110。調(diào)制電路112調(diào)制來自發(fā)送/接收電路104的輸出并把它發(fā)送至調(diào)制器110。從下述信號中選擇的任一信號用作來自調(diào)制電路112的傳輸信號在頻率調(diào)制器中，相應(yīng)于數(shù)字信號“1”和“0”的兩類頻率信號；在幅度調(diào)制器中，以其幅度相應(yīng)于“1”和“0”的信號；在調(diào)相器中，相應(yīng)于“1”和“0”的兩個相位信號；等等。這樣應(yīng)用的信號如可作為與上接收裝置3通信所響應(yīng)的信號。
如果來自調(diào)制電路112的輸出信號是在正和負(fù)方向具有相同幅度的方波或正弦波小信號，即使通信是通過發(fā)送和把數(shù)字信號疊加到模擬信號上來進(jìn)行，也不會使上述探測模擬信號的接收裝置3指示的值受影響。在這種情況下，只有來自上述V/I轉(zhuǎn)換器111的輸出電流值瞬時變化。
由調(diào)制電路112發(fā)送的輸出信號的電平被調(diào)整，以對應(yīng)于在響應(yīng)由I/O接口106發(fā)送的傳輸電平開關(guān)信號中所選擇的信號電平。
傳輸線5接收來自上接收裝置3或來自上通信裝置2的傳輸信號，這種被接收的傳輸信號是類似于上述已調(diào)制的電流信號的數(shù)字信號。
因為供電給傳輸線5的外電源4的電壓設(shè)置為恒定的，當(dāng)流經(jīng)傳輸線5的電流值已改變時，作為上接收裝置3的模擬信號探測器的電阻30兩端的電壓改變。因而，供給場傳感器1的電壓(傳輸線5的線電壓)發(fā)生一個電壓變化，其極性與上述電壓變化的極性相反。
設(shè)置在場傳感器1中的解調(diào)電路113檢測上述線電壓的變化以便解調(diào)它。結(jié)果，形成由“1”和“0”組成的數(shù)字信號，這樣形成的數(shù)字信號然后由發(fā)送/接收電路104接收。在這種情況中，來自場傳感器1中的調(diào)制電路112的傳送的數(shù)字信號也改變流經(jīng)傳輸線5的電流。因而，傳輸線5的線電壓變化，使場傳感器1能經(jīng)解調(diào)電路113接收由場傳感器1發(fā)送的信號。
解調(diào)電路113包括一個放大器或衰減器，以便通過以適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p量進(jìn)行放大或衰減來解調(diào)在上述線電壓中發(fā)生的電壓變量，該放大或衰減量是響應(yīng)于由上述I/O接口106發(fā)送的接收電平開關(guān)信號。
由這樣構(gòu)成的場傳感器1的發(fā)送/接收電路104傳輸至調(diào)制電路112的傳輸信號，根據(jù)由MPU101發(fā)出的指令以預(yù)定的時間間隔被記錄在RAM102中。該傳輸信號在到達(dá)傳輸線5前，經(jīng)調(diào)制電路112、調(diào)制器110和V/I轉(zhuǎn)換器111。傳輸信號在它作為接收信號記錄在上述RAM102前，經(jīng)傳輸線5，解調(diào)電路113和發(fā)送/接收電路104。MPU101在上述兩個信號間作出比較，以便確定其一致程度。MPU101然后指令I(lǐng)/O接口在由調(diào)制電路112執(zhí)行的調(diào)制動作時改變傳輸信號電平。上述步驟重復(fù)設(shè)置。多個電平預(yù)先設(shè)置在調(diào)制電路112中作為傳輸信號電平。因而，I/O接口106依次切換如上所述已預(yù)先設(shè)置在調(diào)制電路112中的傳輸信號電平，切換是按照MPU101發(fā)出的指令進(jìn)行的。即，在連續(xù)的傳輸信號電平的上述切換完成后，對多個傳輸信號電平的每個電平要檢測其傳輸信號和接收信號間的一致程度。MPU101確定一致程度呈現(xiàn)最好的傳輸信號電平且指令I(lǐng)/O接口106保持該已確定的、呈現(xiàn)一致程度最好的傳輸信號平。I/O接口發(fā)送傳輸電平開關(guān)信號至調(diào)制電路112直到上述預(yù)定時間消逝且切換下一個傳輸信號電平的指令由MPU101發(fā)出。為了保持被指令的傳輸信號電平傳送傳輸電平開關(guān)信號。結(jié)果，調(diào)制電路112在能實現(xiàn)最佳接收狀態(tài)的電平上保持傳輸信號電平并調(diào)制該傳輸信號以便把它發(fā)送到調(diào)制器110。
然后，敘述上接收裝置3的構(gòu)成。
圖3A、3B和3C分別這樣設(shè)置；負(fù)載電阻30的阻值Ω沿縱坐標(biāo)讀取，而外電源4的電壓V沿橫坐標(biāo)讀取。圖3A、3B和3C說明在12V或更高的電平對場傳感器1工作是必要的情況中，負(fù)載電阻和電源電壓組合的可用范圍，該可用范圍由斜線部分所示。圖3B和3C說明在經(jīng)傳輸線5的傳輸信號電平分別為示于圖3A情形的電平的2倍或0.5倍時，負(fù)載電阻和電源電壓組合的允許范圍。
串接到傳輸線5的電阻30能夠在按照圖3A所示的相互關(guān)系的外電源4的電壓值上使用。因而，當(dāng)電阻30兩端電壓由放大器31檢測時，流經(jīng)傳輸線5的模擬電流信號能夠檢測。這樣獲得的檢測信號傳輸?shù)缴舷到y(tǒng)。通信裝置32跨接在電阻30兩端，該通信裝置32構(gòu)成如圖5所示。
參見圖5，上接收裝置3、按照ROM203中的編程處理、由MPU201進(jìn)行控制。當(dāng)用戶用具有各自含義的每個鍵來操作由鍵盤等構(gòu)成的輸入裝置207時，則所輸入的信息經(jīng)I/O接口205輸送到MPU201。如果必要的話，MPU201發(fā)出指令以進(jìn)行至發(fā)送/接收電路204的通信，這種通信經(jīng)調(diào)制電路208一直發(fā)送到V/I變換器210。從發(fā)送/接收電路204發(fā)送到調(diào)制電路208的發(fā)送信號、類似于場傳感器1的情況可儲存在RAM202中。V/I變換器210發(fā)送一個與其輸入信號相對應(yīng)的電流到傳輸線5。如果來自調(diào)制器208的輸出信號是一具有正、負(fù)兩方向幅值相同的方波、正弦波等，則雖然有瞬時變化，但從通信裝置32發(fā)出的電流基本上是相同的電平。
場傳感器1接收到上述發(fā)送信號而發(fā)出的應(yīng)答信號，當(dāng)傳輸線5的線電壓的變化被解調(diào)電路209檢測到時，則被解調(diào)為數(shù)字信號。于是這種解調(diào)信號經(jīng)發(fā)送/接收電路204被送到MPU201。然后，MPU201經(jīng)I/O接口205、將發(fā)來的信息與存儲在RAM202中的數(shù)據(jù)一起顯示在顯示裝置206上。
通信裝置32的MPU201、RAM202、發(fā)送/接收電路204、I/O接口205和調(diào)制電路208，在把它們變?yōu)槎鄠€步驟后，以預(yù)定的時間間隔依次發(fā)送信號電平，和接收已從通信裝置32發(fā)送的信號，這種信號的接收是經(jīng)解調(diào)電路209進(jìn)行的。通過檢測所接收的信號和所發(fā)送的信號的一致程度、以使信號被調(diào)制到最合適的發(fā)送信號電平來發(fā)送它。
解調(diào)電路209儲存一個基準(zhǔn)接收信號電平，以便在傳輸線5中的作為線電壓變化被檢測的接收信號電平和上述基準(zhǔn)接收信號電平之間進(jìn)行比較。如果偏離超過預(yù)定的值，則比較信號表明這樣一種情況即該信號比其它信號大，該比較信號經(jīng)發(fā)送/接收電路204被送到MPU201。已接收到比較信號的MPU201經(jīng)I/O接口205發(fā)出指令、以在使上述偏離能被減少的方向中改變放大或衰減程度，這種改變被限定在設(shè)置在解調(diào)電路209中的放大或衰減的某范圍內(nèi)。解調(diào)電路209按照所接收到的指令來改變放大或衰減、以便解調(diào)所接收的信號。于是解調(diào)的接收信號、作為數(shù)字信號被送到發(fā)送/接收電路204。當(dāng)通信裝置32接收從其它設(shè)備或裝置發(fā)來的信號時，上述解調(diào)方法也被應(yīng)用。在這種情況下，來自調(diào)制電路208的發(fā)送信號電平保持在不變的電平上。通過放大或衰減改變接收信號電平、然后解調(diào)該信號的手段能同樣地用于場傳感器1中。
上通信裝置2的構(gòu)成類似于圖5中所示通信裝置32，數(shù)字信號經(jīng)傳輸線5通過電流被發(fā)送，并且該數(shù)字信號通過傳輸線5的線電壓的變化被接收。上通信裝置2也能接收已從上通信裝置2發(fā)送的信號。類似于場傳感器1和通信裝置32，上通信裝置2的結(jié)構(gòu)安排能把發(fā)送信號電平轉(zhuǎn)換到從多個發(fā)送信號電平中所選定的最適合的電平，并且能改變接收信號的放大或衰減以便該信號的電平更接近基準(zhǔn)電平。
如果必須至少用12伏來操作上述結(jié)構(gòu)的場傳感器1，則對于如此場傳感器1的外電源4和負(fù)載電阻30的可用范圍變得如圖3A所示。上述限定理由在于對傳輸線5的線電壓、原理上必須至少6V到10V以操作場傳感器1；且接收信號隨負(fù)載電阻RL的值而變，因此可接收的電平是限定的。按照上述實施例所示，發(fā)送電平和接收信號的放大/衰減電平能轉(zhuǎn)換到多個電平上。如當(dāng)用電流毫安值表示的發(fā)送信號電平(或接收信號電平)被放大兩倍時，則負(fù)載電阻30的可用范圍、由從圖3A中陰影線部分所指定的范圍到圖3B中類似指定的范圍內(nèi)變化。圖3C表明當(dāng)發(fā)送信號電平取一半(或接收信號電平衰減一半)時的可用范圍。
例如，當(dāng)負(fù)載電阻從300Ω變化到200Ω時，則由傳輸信號電流ic產(chǎn)生的負(fù)載電阻兩端的電壓、這種電壓用來完成通信并其已疊加在表示物理量的模擬信號上，即作為傳輸線的線電壓的變化所接收的信號電平下降。即負(fù)載電阻200如圖3A中所示狀態(tài)，不再符合陰影部分，即負(fù)載電阻和電源電壓相組合不符合可用范圍。在這種情況下，按照本實施例，MPU101或MPU201、通過循環(huán)地改變發(fā)送信號的電平、來對已經(jīng)從場傳感器1，上通信裝置2或通信裝置32發(fā)送的信號(存儲在RAM中的信號)和已經(jīng)從傳輸線作為線電壓的變化所接收的信號(該信號已從那兒發(fā)送)之間的一致性進(jìn)行比較。結(jié)果，MPU101或MPU201選擇最適合的發(fā)送電平。當(dāng)ic的值(信號電平)由MPU經(jīng)I/O接口選定為負(fù)載為300Ω時的電流的兩倍電平時，可用范圍從圖3A所示變化到圖3B中所示那樣。因此，很顯然負(fù)載電阻200Ω和電源電壓25V相結(jié)合是落在可用范圍內(nèi)的。
如上所述，按照本發(fā)明，發(fā)送信號電平或接收信號的放大和/或衰減電平、在每個裝置操作之前，將被轉(zhuǎn)換到最合適的電平。因此，所獲得的效果是每個裝置的可用范圍能被拓寬。
而且，上述最合適電平的選擇能由裝置根據(jù)每個裝置的自我診斷周期地進(jìn)行，或響應(yīng)外來的指令進(jìn)行。因此，當(dāng)總負(fù)載電阻增大和由于增加諸如上接收裝置而使通信不能進(jìn)行時，則每個裝置立即和自動地選擇最合適發(fā)送信號電平或接收信號的放大和/或衰減電平，從而使通信能夠進(jìn)行。結(jié)果，所獲得的效果是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能方便地變化。
根據(jù)上述實施例，發(fā)送信號和接收信號的一致性用來確定發(fā)送信號是否是合適電平。使用接收信號的電平能獲得類似效果。在這種情況下，類似于上述實施例，按照MPU發(fā)出的指令每隔一預(yù)定的時間從調(diào)制電路發(fā)出的發(fā)送信號的發(fā)送電平，在短時間內(nèi)連續(xù)地改變。而且，不同發(fā)送電平的每個通信信號與模擬信號相疊加，結(jié)果在短時間內(nèi)被發(fā)送到發(fā)送線上。然而，按照這種實施例，發(fā)送信號和接收信號的一致性不檢測，但是在解調(diào)電路中先前設(shè)置的上下基準(zhǔn)電平和從發(fā)送線所接收的信號電平之間要進(jìn)行比較，這種比較是由解調(diào)電路進(jìn)行的。比較信號表明每當(dāng)上述發(fā)送電平根據(jù)上下基準(zhǔn)電平變動時，任一更大的信號被發(fā)送，于是所發(fā)送的信號儲存在RAM中。當(dāng)連續(xù)的發(fā)送電平變化已完成時，MPU讀出存在RAM中的數(shù)據(jù)，以便檢測發(fā)送電平，這種發(fā)送電平與包括在上基準(zhǔn)電平和下基準(zhǔn)電平之間的接收信號相對應(yīng)，作為最合適電平。然后，MPU指令I(lǐng)/O接口維持上述最合適發(fā)送電平。該I/O接口能發(fā)送到調(diào)制電路的變換發(fā)送信號電平的指令，以便保持所指令的發(fā)送信號電平不變直到通過預(yù)定時間后、該調(diào)制電路接收到下一個改變發(fā)送電平的指令為止。結(jié)果，調(diào)制電路發(fā)送所指令的最合適的電平的發(fā)送信號。
在場傳感器1中，MPU101、RAM102、I/O接口106、調(diào)制電路112和解調(diào)電路113構(gòu)成確定已疊加在模擬信號上的發(fā)送信號是否被準(zhǔn)確接收的裝置。另一方面，MPU101、I/O接口、和調(diào)制電路112構(gòu)成按照上述確定裝置的輸出來改變?nèi)缟纤龅寞B加在模擬信號上的發(fā)送信號電平的裝置。在上接收裝置3和上通信裝置2中，MPU201、RAM202、I/O接口205、調(diào)制電路208和解調(diào)電路209構(gòu)成以確定疊加有模擬信號的發(fā)送信號是否被準(zhǔn)確地接收的裝置。MPU201、I/O接口205和調(diào)制電路208構(gòu)成按照上述確定裝置的輸出改變疊加在模擬信號上的發(fā)送信號的電平的裝置。
圖2是表示本發(fā)明另一實施例的構(gòu)成視圖。參見該附圖，一種設(shè)有多個場傳感器1的結(jié)構(gòu)布置，且多個場傳感器的輸出無例外地為數(shù)字信號。
與圖1中所示實施例的不同點在于按照上述實施例由范圍4mA到20mA的模擬信號發(fā)送的指令值，將按照本實施例由數(shù)字信號發(fā)送。另一不同點在于按照本實施例設(shè)有多個場傳感器1。其它操作和構(gòu)成與圖1所示實施例相同。按照本實施例，傳輸線5按排成總線形式以便場傳感器1在傳輸線5上任意選擇放置。通常，每個場傳感器1消耗預(yù)定的電流(i1，i2，i3，……，in)，結(jié)果通過上接收裝置3的負(fù)載電流成為全部場傳感器1消耗的電流總值。因此，如果場傳感器1的數(shù)量增加，則通過負(fù)載電阻RL的電流增大，且負(fù)載電阻RL兩端電壓也上升。在這種情況下，因為外部電源電壓4的電壓值是不變的，所以傳輸線上的線電壓相反地變低。上述電壓必須如前所述約在6到10伏。因此，如果電壓電平低于前述電平的話，則不能進(jìn)行操作。因此負(fù)載電阻RL的值必須減小。當(dāng)負(fù)載電阻RL減小時，則接收信號的幅值也按比例減小，使通信的可靠性由于S/N比的下降而變壞。因此，負(fù)載電阻RL的值根據(jù)圖3A到3C所示可用范圍盡可能取最大值。
例如，當(dāng)系統(tǒng)工作在電源電壓為25伏、負(fù)載電阻300歐、電流i為0.04安培時，則負(fù)載電阻兩端電壓為300×0.04＝12伏。而且加到場傳感器的電源電壓為25－12＝13伏。因此，場傳感器能正常工作。當(dāng)場傳感器加到上述系統(tǒng)，且電流i增加到0.07A時，負(fù)載電阻兩端電壓增加到300×0.07＝21伏，而加到每個場傳感器的電源電壓為25－21＝4伏，因此不能進(jìn)行正常工作。而負(fù)載電阻從300歐變到150歐時，結(jié)果負(fù)載電阻兩端電壓為150×0.07＝10.5伏，且加到場傳感器的電源電壓為25－10.5－14.5伏，因此場傳感器能正常工作。另一方面，經(jīng)調(diào)制電路和V/I變換器發(fā)送到傳輸線的發(fā)送信號根據(jù)通過傳輸線的電壓變化而被檢測。如果信號電平是常數(shù)，當(dāng)負(fù)載電阻已從300Ω變到150Ω時，電壓變化，即接收信號的大小，變成一半。按照本發(fā)明，來檢測由于上述下降造成的接收信號電平的下降或在接收信號中產(chǎn)生的誤差，以便增加發(fā)送信號電平。按照本實施例，每個裝置自動地選擇最合適的通信電平。因此，所獲得的效果是場傳感器的數(shù)目能增加并能保持高可靠性的通信狀態(tài)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的場傳感器通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)能擴充并能進(jìn)行可靠通信。
雖然本發(fā)明按照它的較佳形式比較詳細(xì)地作了描述，但應(yīng)理解為對于本發(fā)明揭示的較佳形式在構(gòu)成和組合中的細(xì)節(jié)方面的變化和各部分配置的依賴關(guān)系都將落入本發(fā)明后面所附權(quán)利要求
書的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在至少一個場傳感器和至少一個上接收裝置之間經(jīng)信號傳輸線進(jìn)行信號的發(fā)送/接收的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，所述場傳感器、或所述場傳感器通信系統(tǒng)的所述上接收裝置包括用來確定自身發(fā)送信號是否被正確接收的確定裝置；和用來根據(jù)所述確定裝置的輸出來改變所述發(fā)送信號的電平到可正確接收的電平的電平改變裝置。
2.如權(quán)利要求
1所述的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，所述信號的發(fā)送/接收可以為模擬信號的發(fā)送/接收。所述的確定裝置可以為用來確定疊加在所述模擬信號上的自身發(fā)送信號是否被正確接收的裝置；和所述電平改變裝置可以為用來根據(jù)該確定裝置的輸出來改變已疊加在所述模擬信號上的所述發(fā)述信號的電平到可正確接收的電平的裝置。
3.如權(quán)利要求
2所述的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，所述場傳感器或者所述場傳感器通信系統(tǒng)的所述上接收裝置可進(jìn)一步包含用來將預(yù)定的電平值的發(fā)送信號疊加在所述模擬信號上的疊加裝置，所述確定裝置可以為用來確定已疊加在所述模擬信號上的所述發(fā)送信號是否從所述信號傳輸線被接收的裝置。
4.如權(quán)利要求
3所述的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，所述場傳感器至少可包含所述疊加裝置可以是用來將發(fā)送信號疊加到所述模擬信號上的裝置；用來檢測來自所述信號傳輸線的已疊加在所述模擬信號上的所述發(fā)送信號的檢測裝置；和所述電平改變裝置可以為用來在所述檢測到的發(fā)送信號和預(yù)定值之間進(jìn)行比較以把所述發(fā)送信號的發(fā)送電平改變到所述發(fā)送信號能被正確地接收的電平值上的裝置。
5.如權(quán)利要求
4所述的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，所述場傳感器可包含所述疊加裝置可以是用來將數(shù)字傳輸信號疊加到所述模擬信號上產(chǎn)生疊加信號的裝置；從所述信號傳輸線接收已疊加在所述模擬信號上的所述數(shù)字傳輸信號的接收裝置；和所述電平改變裝置可以為在所述接收的數(shù)字傳輸信號的幅值電平和預(yù)定的幅值電平之間進(jìn)行比較、并根據(jù)該比較結(jié)果將所述數(shù)字傳輸信號的幅值電平改變到該數(shù)字傳輸信號的接收能不出現(xiàn)通信錯誤的電平上的裝置。
6.如權(quán)利要求
1所述的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，所述信號的發(fā)送/接收為數(shù)字信號的發(fā)送/接收，所述的確定裝置可以為用來確定自身發(fā)送的數(shù)字信號是否被正確地接收的裝置；和所述電平改變裝置可以為用來根據(jù)該確定裝置的輸出來改變所述數(shù)字發(fā)送電平到可正確接收的電平的裝置。
7.如權(quán)利要求
1所述的場傳感器通信系統(tǒng)，其特征在于，該通信系統(tǒng)還可包含連接到位于所述場傳感器和所述上接收裝置之間的所述信號傳輸線上的上通信系統(tǒng)，所述場傳感器可包含用來將自身發(fā)送信號疊加到傳感器信號上的疊加裝置；用來將已疊加的信號發(fā)送到所述信號傳輸線的發(fā)送裝置；和所述確定裝置可以為用來檢測來自所述信號傳輸線的所述疊加信號以確定自身發(fā)送信號是否被正確接收的裝置；所述上接收裝置可包含用來將自身發(fā)送信號發(fā)送到所述信號傳輸線上的發(fā)送裝置；和所述確定裝置可以是用來檢測來自所述信號傳輸線的自身發(fā)送信號以確定所述發(fā)送信號是否被正確接收的裝置；所述上述通信裝置可包含用來將自身發(fā)送信號發(fā)送到所述信號傳輸線的發(fā)送裝置；用來檢測來自所述信號傳輸線的自身發(fā)送信號以確定所述發(fā)送信號是否被正確接收的確定裝置；和用來根據(jù)所述確定裝置的輸出來改變所述發(fā)送信號電平到可正確接收的電平的電平改變裝置。
8.一種連接到信號傳輸線的場傳感器，其特征在于，包括用來將自身發(fā)送信號疊加在傳感器信號上的疊加裝置；用來發(fā)送已疊加的輸出信號到所述信號傳輸線上作為疊加信號的發(fā)送裝置；用來檢測來自所述信號傳輸線的所述疊加信號以確定所述發(fā)送信號是否被正確接收的確定裝置；和用來根據(jù)所述確定裝置的輸出來改變疊加在所述傳感器信號上的所述發(fā)送信號電平到可正確地接收的電平的電平改變裝置。
9.一種連接到信號傳輸線的上接收器、其特征在于，包括用來將自身發(fā)送信號發(fā)送到所述信號傳輸線上的裝置；用來從所述信號傳輸線檢測所述發(fā)送信號以確定所述發(fā)送信號是否被正確接收的確定裝置；和用來根據(jù)所述確定裝置的輸出來改變所述發(fā)送信號的電平到可正確地接收的電平的電平改變裝置。
10.一種連接到信號傳輸線的上通信裝置，其特征在于，包括用來將自身發(fā)送信號發(fā)送到所述信號傳輸線上的裝置；用來從所述信號傳輸線檢測所述發(fā)送信號以確定所述發(fā)送信號是否被正確接收的確定裝置；和用來根據(jù)所述確定裝置的輸出來改變所述發(fā)送信號的電平到可正確接收的電平的電平改變裝置。
專利摘要
一種場傳感器通信系統(tǒng)，其配置方式如下，當(dāng)其電平變化到預(yù)定電平的電流、作為發(fā)送信號發(fā)送到具有至少一個串聯(lián)負(fù)載電阻的信號傳輸線上時，并當(dāng)該負(fù)載電阻兩端電壓由于上述電流的變化而變化被當(dāng)作接收信號被檢測時，則預(yù)定的電平按照一組電平循環(huán)變化、結(jié)果確定了良好信號接收條件的電平，以實現(xiàn)在所確定的電平上進(jìn)行通信。其結(jié)果是即使信號傳輸線中的負(fù)載電阻值發(fā)生變化，則通信能正常進(jìn)行，因為能防止接收信號電平的不希望有的變化。
文檔編號G08C19/02GKCN1033988SQ90103431
公開日1997年2月5日 申請日期1990年7月4日
發(fā)明者小暮誠 申請人:株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan