スイッチ信号通信とは？

スイッチ信号はON/OFFの状態を1/0の形式に変換し、モールス信号のように時間の経過とともに意味のあるシーケンスを構築してデジタル制御を行います。流量計は、リードスイッチ、トランジスタ（NPNおよびPNP接合）、論理デバイス、Namurセンサー（電流パルス）、電磁コイルなど、さまざまなパルス出力タイプを提供し、この記事では一般的なスイッチ通信のいくつかを紹介します。

リードスイッチ構造は、ガラス管内に2枚のリードプレートを封入し、接点部分には耐摩耗性のある硬質金属（主にロジウムやルテニウム）がメッキされており、寿命を延ばします。金属リードプレートの酸化を防ぐため、ガラス管は不活性ガスで満たされるか、真空状態にされることがあります。リードスイッチの原理は単純で、磁場が近づくと、磁気引力がリードプレートの弾性を克服し、それらが接触して回路を完成させます。ただし、その繊細な性質により、リードスイッチが扱える電流には限界があります。

電磁リレーは、小さな電流を使用して大きな電流を制御します。リードスイッチと似ていますが、永久磁石の代わりに電磁石を使用します。電磁石が通電されると、コアの電磁力が共通接点を移動させ、回路を完成させます。これにより、大電流を扱う場合や、安全のために完全に絶縁する必要がある場合に使用されます。

トランジスタは「非接触スイッチ」として知られ、接触型スイッチに関連する摩耗やその他の問題を解決します。半導体材料の導電性は、導体と絶縁体の中間に位置し、他の電気信号によって変更できます。トランジスタは、この特性を利用して、外部制御で絶縁体から導体への切り替えを行い、ON（導通）とOFF（非導通）状態を管理します。磁石やリードプレートの機械的構造がないため、トランジスタ信号は高速で、単純な状態を超えた複雑な信号も扱うことができます。LORRICの特許取得済みAxleSense羽根車式流量計は、この原理に基づくOCTを有線通信に採用し、外部でスイッチ回路が損傷した場合でも他の機能に影響を与えないよう光結合保護をさらに備えています。

論理出力はスイッチ信号ではなく、純粋な論理信号であり、通常は2つの定義された電圧レベル間で切り替わります。低出力電圧が「0」信号を送り、高出力電圧が「1」を送ります。最も一般的な論理出力インターフェースはTTLおよびCMOSで、TTLでは論理0が0.4V以下、論理1が2.4V以上、CMOSでは供給電圧の33%以下を0、66%以上を1として定義します。これにより、供給電圧のこれらの閾値に基づいて信号が変換されます。