計装豆知識
電源配線が要らない2線式伝送器
印刷用PDF 2線式伝送器では、電流出力信号からアンプ駆動用電源を取ることにより、電源配線を省略した伝送方式を採用しています。2線式伝送方式は、電子式計装システムの発展とともに、まず差圧伝送器に採用されました。差圧伝送器は、一般に広いプラント・サイトに点在設置されるので、電源配線を使わなければ計装工事費が大幅に節約できるためです。現在では、熱電対、測温抵抗体、mV、パルス、ロードセル、CT、PTなど広い範囲の各種の入力信号に対応する2線式伝送器が使われています。次世代の計装用デジタル伝送方式であるフィールドバスでも、信号線に電源を乗せる2線式を採用しています。
2線式伝送方式の原理
図1に2線式伝送方式の等価回路を示します（等価回路とは、原理を理解しやすくするために置き換えて表現した、同等の単純な回路のことです）。
回路には、直流電源装置から24V DCの一定電圧が加えられています。2線式伝送器と負荷抵抗（受信機器の入力抵抗250Ωなど）は直列に接続されています。この回路において、2線式伝送器は自身の入力信号（差圧伝送器の場合は差圧）と4～20mA DCの出力信号が正比例するように、内部抵抗を回路で操作します。
見方を変えれば、2線式伝送器は「自身の電圧降下V2」を「負荷抵抗による電圧降下V1」と「供給電圧24V」の差に等しくなるように操作していることになります。
許容負荷抵抗
次に、この回路で負荷抵抗が何オームまで接続できるかを考えます。2線式伝送器には、その内部回路を駆動するための電圧が必要です。たとえば、エム･システム技研のロードセル変換器（形式：BLC）では13V必要です。
図1では、電源電圧24Vから2線式伝送器の所要最小駆動電圧13Vを差し引いた電圧11Vまで負荷抵抗での電圧降下として許容できます。この回路で負荷電流20mAのとき11Vになる抵抗値は、
11V ÷ 20mA ＝ 550Ωですから、この値が最大許容負荷になります。
2線式伝送器の所要最小駆動電圧は機種ごとに異なりますから、使用時にはメーカーの仕様書で確認する必要があります。
図1の例では、直流電源装置の供給電圧を24V DCとしていますが、大多数の2線式伝送器では、45V以上まで使用できます。
ディストリビュータ
ディストリビュータは、エム･システム技研の2線式伝送器用電源装置の商品名です。1台の直流電源装置を使って複数の2線式伝送器を駆動する目的をもつ分電盤（ディストリビュータ）がその原形です。現在のディストリビュータには、基本的な直流電源の機能に加えて、信号の絶縁や開平・リニアライズなどの演算を1台で処理できるものも用意されています。
ご注意：当サイト「計装豆知識」は掲載誌発行当時の記事をそのまま再編集しておりますので、内容の一部（規格、価格、製品仕様など）が、その後変更されている場合があります。最新の情報や掲載記事に関するご質問はホットラインまでお問合せください。