技術資料 信号編 7. 流量計のオープンコレクタパルス出力

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流量計のオープンコレクタパルス出力とは

流量計のオープンコレクタパルス出力とは

NPN オープンコレクタパルス(Open Collector Pulse O.C.と略す場合があります。)

流量計の積算パルスで NPN オープンコレクタパルスが出力されている場合

NPN型オープンコレクタ出力

NPN型トランジスタは コレクタ電圧(C) ベース電圧(B) エミッタ電圧(E)

スイッチング作用は VB < VE の場合に OFF となり C-E 間の抵抗は ∞ Ω(無限大)
スイッチング作用は VB > VE の場合に ON となり C-E 間の抵抗は 0 Ω(ゼロ)
出力端子は コレクタ(C)が+プラス、エミッタ(E)が-マイナスとなる。

流量計の積算パルスが出力されることを例にすると、設定された積算値になるとベース電圧が掛かり、VB > VE となり ON となる。
C-E 間の抵抗は 0 Ωとなるので電流が流れる。

この場合のONとは電流が流れるので、電圧は0V  LOW となる。

積算パルス出力が無い状態で C-E 間の抵抗が∞Ωであり、電流は流れないから電圧は最大値となる。

下の例で積算パルスをカウンタなどで受ける場合は5Vより0Vの立ち下がりでカウントアップする。

パルス幅(パルスワイド、パルスタイム)は流量計の種類によって異なったり、設定値可変のものもある。

C-E 間に流せる電流値、DC電圧値はトランジスタの容量によって異なるために、流量計モデルによって異なるので、流量計の仕様で確認する必要があります。

C-E 間に流せる電流をシンク電流(Sink Current)と呼ぶことがあります。

コレクタ端子は外部で電源供給する必要があり、トランジスタの電流容量以内となるようにプルアップ抵抗を入れるのが一般的におこなわれます。

弊社の機器でオープンコレクタ出力とは、上の図でコレクタ端子(+)、エミッタ端子(-)の 両端子をお客様に提供するもので、ご使用の際はお客様側でコレクタ端子にDC電源(電圧)を供給していただきます。よって、弊社機器のオープンコレクタ出力とは無電圧出力となっています。・・・・・日本語で云うと、半導体無電圧無接点出力とでも云うのでしょうか。・・・・・

備考

接点に置き換えて考えると、a接点(ノルマルオープン)のリレー接点orマイクロスイッチ、と同様な作用となるようです。


DC5V電圧を印加した場合の作動


PNP オープンコレクタパルス(Open Collector Pulse  O.C.と略す場合があります。)

流量計の積算パルスで  PNP オープンコレクタパルスが出力されている場合

PNP 型オープンコレクタ出力

PNP型トランジスタは コレクタ電圧(C) ベース電圧(B) エミッタ電圧(E)

スイッチング作用は VB < VE の場合に ON となりC-E 間の抵抗は 0Ω(ゼロ)
スイッチング作用は VB > VE の場合に OFFとなりC-E 間の抵抗は ∞ Ω(無限大)
出力端子は コレクタ(C)が-マイナス、エミッタ(E)が+プラスとなる。

流量計の積算パルスが出力されることを例にすると、設定された積算値になるとベース電圧が掛かり、VB > VE となり OFF となる。 
C-E間の抵抗は ∞ Ωとなるので電流が流ないので電圧値最大となる。

この場合のONとは電流が流れるので、電圧は0V  LOW となる。

積算パルス出力が無い状態で C-E 間の抵抗が0Ωであり、電流は流れるから、電圧は0V LOW となる。

下の例で積算パルスをカウンタなどで受ける場合は0Vより5Vの立ち上がりでカウントアップする。

パルス幅(パルスワイド、パルスタイム)は流量計の種類によって異なったり、設定値可変のものもある。

C-E 間に流せる電流値、DC電圧値はトランジスタの容量によって異なるために、流量計モデルによって異なるので、流量計の仕様で確認する必要があります。

C-E 間に流せる電流をシンク電流(Sink Current)と呼ぶことがあります。

弊社の機器でオープンコレクタ出力とは、上の図でコレクタ端子(-)、エミッタ端子(+)の両端子をお客様に提供するもので、ご使用の際はお客様側でエミッタ端子にDC電源(電圧)を供給していただきます。よって、弊社機器のオープンコレクタ出力とは無電圧出力となっています。・・・・・日本語で云うと、半導体無電圧無接点出力とでも云うのでしょうか。・・・・・

備考

接点に置き換えて考えると、b接点(ノルマルクローズ)のリレー接点orマイクロスイッチ、と同様な作用となるようです。


DC5V電圧を印加した場合の作動

オープンコレクタパルス  パルス幅:Duty 50% とは

流量計の積算パルスで  NPN オープンコレクタパルスが出力されている場合

NPN型オープンコレクタ出力

パルス幅がパルス周期の50%の場合をDuty 50%(Duty Half)と呼ぶ場合があります。
これは流量計の積算値が大きいときでも、小さいときでも、この50%は一定です。
よってパルス幅(時間)は流量値によって変化することになります。

この場合に積算カウンタを使用するとき、バッテリー内蔵のカウンタを使用すると使用時間の50%は電流が流れる使用方法となりバッテリーの寿命が極端に短くなりますので充分ご注意ください。

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DC5V電圧を印加した場合の作動

以上は流量計の積算パルスを例にしましたが、センサ同期パルス、、瞬時流量比例パルス、警報パルス、などでも同様です。