주파수 입력을 Analog로 변환하는 변환기

주파수 입력을 Analog로 변환하는 변환기 {Frequency input to Analog output converter}

본 고안은 주파수 입력을 Analog로 변환하는 변환기에 관한 것으로 기존의 장치들은 각각 사용자(User)의 요구에 맞는 입력 신호, 주파수 범위가 고정된 값으로 설계되어 생 산됨에 따라 다양한 입력에 따른 대응력이 떨어지고 기존의 입력 방식을 다른 입력으로 사용을 바꾸고자 할 때, 내부구조나 장치자체를 바꿔줘야 하는 번거로움이 있다.

따라서 본 고안은 상기한 종래의 장치에 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 여러 형태의 입력신호(open collector type, voltage pulse type, sine wave pulse, current pulse)와 입력주파수 범위도 사용자가 자유롭게 설정 할 수 있으며, 표시(display) 또한, 주파수뿐만 아니라 전류나 유량, 사용자 설정치 등으로 다양하게 표시할 수 있는 주파수 입력 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1 은 본 고안의 실시 예에 따른 주파수 입력 장치의 블록도

도2 는 도1에 도시한 입력부의 회로도 도3 은 도1에 도시한 DISPLAY부와 제어부의 회로도

도4 는 스위치 제어에 따른 사용 가능한 입력 방식의 도표

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 중앙처리부 21 : 스위치 1

22 : 스위치 2 23 : 스위치 3

31 : Dispaly부 32 : Control Key

상기의 목적을 달성하기 위한 구성으로서, Frequency 뿐만 아니라, 유량계(流量計)형태의 연산 방식에 따른 입력까지 수용할 수 있고, 그 입력을 받아들여 값을 산출하는 중앙처리 장치(10), 값을 출력하는 출력단과, 사용자가 원하는 데이터로 보여주는 Display부를 갖는 주파수 입력을 Analog로 변환하는 변환기를 마련함에 의한다. 아울러 입력신호에 과입력의 인입시 출력부에 연결되어 지는 기기를 보호 하기위하여 입력과 출력을 절연되도록 하였다.

도1은 본 고안에 따른 주파수 입력 장치를 전체적으로 도시한 블록도이다.

도2는 본 고안에 따른 변환기 입력장치의 입력부 회로도를 세부적으로 나타낸 도면으로써, (21)(22)(23) 각각의 스위치 중 어떤 스위치를 선택하여 ON 시키느냐에 따라 저항값에 따른 전압 분배가 달라져, 사용자(User)가 원하는 형태의 입력을 사용할 수 있다.

도4는 도2의 스위치 선택에 따라 입력의 형태를 바꿀 수 있는 내용을 나타낸 표로써, 스위치(21)을 ON 시키게 되면 OPTO-01, 스위치(22)가 ON되게 되면 PG30S, PA type, 스위치(23)이 ON되면 sine wave, Encoder, Voltage/PG30등의 입력을 다양하게 수용할 수 있다.

도1의 중앙처리장치(10)는 입력부에서 받아들인 신호를 프로그램으로써 정해진 연산과정을 거쳐 사용자(User)가 원하는 값을 계산해 내고, Control Key(32)를 통해 원하는 Display(31)로 표시할 수 있다.

또한, 본 고안은 14bit의 분해능(分解能)을 갖게 하여 보다 더 정밀한 Data 값을 나타낼 수 있다.

여기서 Full range 값과 Factor 값을 임의로 설정하여 출력과 Display(31)값을 구현해 보면, Full range 값은 ℓ와 ㎥ 단위로 7200ℓ로 설정하고 Factor값은 소수점 넷째자리 까지 설정할 수 있으며 0.0345로 설정한다면 주파수의 범위는

따라서 입력주파수의 범위는 0 ∼ 57.971 ㎐가 되고 Display(31)은입력주파수가 57.97일때 7200이라는 값을 표시하게 된다.

위와 같이, 연산된 주파수에 따른 PWM형태의 주파수 출력을 Photo coupler를 사용으로 절연하여 출력회로로 전달한다. 이 신호는 적분회로를 통하여 Voltage 또는 Current로 바꾸어 출력하게 된다. 또한 전원은 AC 95V ~ 250V 까지 동작 가능한 Free Voltage로 하였다.

또한, 현장 설치 조건에 따라 입력에 대한 출력의 값에 편차가 발생하기도 하는데 Control Key(32)에 있는 Key 통해 출력값을 보정할 수 있도록 구성하여 문제점을 해결할 수 있도록 하였다.

기존의 제품들은 사용자(User)가 원하는 입력 범위와 출력 형태에 따라 제품을 개별적으로 생산하고 있다. 그러나, 본 제품의 생산으로 인해 입력 범위를 사용자(User)가 직접 설정할 수 있으며 출력에서도 전류(1-point or 2-point) 및 전압(1-point or 2-point)을 동시에 구현 할 수 있어 제품의 생산 시간과 비용면에서 많은 이점이 있다.

또한, 유량표시 기능으로 인해 상·하수 처리장, 발전소, 중화학단지등 다방면에 이용이 가능할 것으로 사려된다.