信号変換器とは？アイソレータ・温度変換器・ディストリビュータの違いと、価格・精度・応答時間・耐電圧の選び方

この記事の答え

信号変換器は、センサや機器の信号を4〜20mA・1〜5Vなどの統一信号に変えて送る機器です。シグナルコンディショナとも呼びます。受ける信号で、直流の電流・電圧を絶縁して変えるアイソレータ、熱電対の温度を変える温度変換器、2線式伝送器に電源を送るディストリビュータに分かれます。選ぶときは「何の信号を受けるか」「何の信号で返すか」「盤の電源は何か」の3つを先に決めます。

信号変換器とは

信号変換器は、センサや伝送器、ほかの機器から出る信号を受け、記録計・調節計・PLCがそのまま読める統一信号に変えて送る機器です。多くは入力・出力・電源の間を絶縁していて、盤とフィールドの間のノイズを切り、制御回路への回り込みを防ぎます。

比較ページには、自社で作るメーカーと、海外メーカーの日本法人が売る信号変換器を、型番の単位で載せています。小さな信号を増やす計測用増幅器、計装用の避雷器、通信の規格を変えるネットワークコンバータは載せていません。

3つの種類

アイソレータ：直流の電流・電圧を受け、絶縁して統一信号に変えます。例はエムジーのM2VS、渡辺電機工業のWSP-DS、エムティティのMS5504、第一エレクトロニクスのTT2-91A、WAGOの857-401です
温度変換器：熱電対の起電力を受け、冷接点補償と直線化をして統一信号に変えます。例はエムジーのM2TS、エムティティのMS5501です
ディストリビュータ：2線式伝送器に電源を送り、戻ってくる4〜20mAを受けて返します。例は横河電機のVJA1、渡辺電機工業のWSP-DBです

耐電圧

エムジーのM2VSは、入力・出力・電源・大地の間で2000V AC 1分間です
渡辺電機工業のWSP-DSは、入力・出力・電源の各端子間で3000V AC 1分間です
第一エレクトロニクスのTT2-91Aは、入力・出力・補助電源・アースの相互間でAC2,000Vです
WAGOの857-401は、入力と出力の間で2.5kV AC 1分間です

応答時間

WAGOの857-401は、標準で8msです
渡辺電機工業のWSP-DSは、25msです
エムティティのMS5504は、85ms以下です
横河電機のVJA1は、63%応答で150msです
エムジーのM2VSは、標準形が0.5s以下で、高速応答形は約25msです

熱電対の温度変換器

熱電対の変換器は、熱電対の種類と温度範囲を注文のときに決めます。熱電対が切れたときに出力を振り切るバーンアウトを持つので、断線に気づけます。

エムジーのM2TSは、基準精度±0.4%で、バーンアウトを上方・下方・なしから選べます
エムティティのMS5501は、冷接点補償精度±0.5℃以内で、温度レンジを10℃単位で指定できます

ディストリビュータ

圧力や流量の2線式伝送器は、電源と信号を同じ2本の線でやりとりします。ディストリビュータは、その電源を盤から送りながら4〜20mAを受けます。

横河電機のVJA1は、入力と出力を絶縁し、HART通信を通す型（VJA1/H）も選べます
渡辺電機工業のWSP-DBは、伝送器へDC24Vを送る非絶縁の型で、出力を2つ持ちます

電源と大きさ

電源は、エムティティのMS5504が100〜240V AC、24V DC、100〜240V DCから選べます
横河電機のVJA1は、100〜240V AC・DCと15〜30V DCの2つです
WAGOの857-401は24V DCだけで、幅は6mmです
第一エレクトロニクスのTT2-91Aは、120×40×130mmのボックス形です

値段

値段を公式に出しているのはエムジーと渡辺電機工業です。

エムジーのM2VSは、基本価格38,500円です
エムジーのM2TSは、基本価格54,000円です
渡辺電機工業のWSP-DSは、標準価格37,800円です
渡辺電機工業のWSP-DBは、標準価格18,400円です

ほかの会社は、入力と出力の組み合わせを決めてから見積もりをとります。

選ぶ順番

受ける信号を決める（直流の電流・電圧、熱電対、2線式伝送器）
返す信号を決める（4〜20mA、1〜5Vなど）。電流出力はつなぐ機器の入力抵抗を足して、負荷抵抗の上限に収まるか確かめる
盤の電源に合う型を選ぶ（AC、24V DCなど）
速い信号なら応答時間を見る。高い電圧が乗る現場なら耐電圧を見る