JP2000241465A - Simplified electric energy indicator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一般家庭が
保有している各種の電化製品の待機電力を含む個別の消
費電力量あるいは工場やオフィスなどに設置されている
電気設備個々の消費電力量及びその消費電力量に応じた
電力料金などの目安を知るために用いられる簡易型電力
量表示器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an electric power consumption including standby electric power of various electric appliances owned by a general household or an electric power consumption of an electric equipment installed in a factory or an office. The present invention also relates to a simplified power amount indicator used to obtain a guide such as a power rate according to the power consumption.
【0002】[0002]
【従来の技術】現代の一般家庭が保有しているテレビ、
冷蔵庫、洗濯機など複数の電化製品あるいは工場等に設
置されている複数の電気設備における消費電力量を知る
手段としては、それら複数の電化製品や電気設備(以
下、電気機器という)の消費電力量を合算し、かつ、そ
の合算電力量を積算したトータルの積算電力量を電力需
要者単位に設置されている大型の積算電力量計に表示さ
れる数値を読み取る手段が一般的である。2. Description of the Related Art Televisions owned by modern households,
As a means of knowing the power consumption of a plurality of electric appliances such as a refrigerator and a washing machine or a plurality of electric facilities installed in factories and the like, the power consumption of the plurality of electric appliances and electric facilities (hereinafter referred to as electric appliances) is used. In general, means for reading the numerical value displayed on a large integrated watt-hour meter installed for each power consumer is the total integrated power amount obtained by integrating the total power amounts.
【0003】そのほかに、個々の電気機器の消費電力量
を知る手段として、テスターを用いて電流および電圧を
同時に計測するとともに、その通電時間を時計で計り、
両者を乗算することで積算電力量を算出した後、その積
算電力量に料金単価を乗じることで通算電気料金を算出
する手段も考えられている。In addition, as a means for knowing the amount of power consumption of each electric device, current and voltage are simultaneously measured using a tester, and the energizing time is measured with a clock.
Means of calculating an integrated electric energy by multiplying the two and then multiplying the integrated electric energy by a unit price of charge to calculate a total electric charge is also considered.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のような
大型の積算電力量計に表示される数値を読み取る手段の
場合は、複数の電気機器のトータルの積算電力量を知る
ことができるだけで、一般家庭での節電対策や工場等で
の省エネルギー対策を推進する上で重要な電気機器個々
の電力量やその電力量に料金単価を乗じることで求めら
れる電気料金については、その目安さえも知ることがで
きないという問題がある。However, in the case of means for reading a numerical value displayed on a large-scale integrated watt-hour meter as in the former case, it is only possible to know the total integrated power amount of a plurality of electric devices. Know the amount of power required for each electrical device and the electricity rate required by multiplying the unit price by the unit price of electricity, which is important for promoting energy saving measures at homes and energy saving measures at factories, etc. There is a problem that can not be.
【0005】また、後者の場合は、電気機器個々の電力
量を知ることが可能であるものの、電流および電圧を同
時に計測するためにそれぞれテスターを必要とし、経済
負担が大きいだけでなく、それらテスターの使用に際し
て高度な技術知識と熟練を要する。加えて、電流および
電圧の計測だけでは不十分で、それらの計測値に通電時
間を掛けて積算通電量を算出し、さらに、電気料金を知
るためには算出された積算通電量に料金単価を乗じて通
算電気料金を算出するなど非常に面倒な計算も必要であ
り、経済性および機器の使用法から考えて、特に一般家
庭で手軽に実用することができないという問題があっ
た。In the latter case, although it is possible to know the electric energy of each electric device, a tester is required to measure current and voltage at the same time. It requires a high level of technical knowledge and skill to use. In addition, it is not enough to measure current and voltage alone, multiply the measured value by the energization time to calculate the integrated energization amount. Very complicated calculations, such as multiplying to calculate the total electricity charge, are also necessary, and there is a problem that it cannot be easily put to practical use especially in ordinary households, in view of economy and usage of the equipment.
【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、使用法が簡単で一般家庭においても電気機器個々の
消費電力量の目安を手軽に計測し知ることができ、しか
も、全体を非常に小型かつ安価に構成することができる
簡易型電力量表示器を提供することを目的としている。[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances, is easy to use, can easily measure and know the standard of the power consumption of each electric device even in a general household, and very much as a whole. It is an object of the present invention to provide a simple electric power indicator that can be configured to be small and inexpensive.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る簡易型電力量表示器は、交流電流を計
測する変流器と、この変流器で計測された交流電流を直
流電圧に変換する整流回路と、この整流回路からの出力
とパルス幅変調信号を直流電圧に平均化する低域瀘波器
からの出力とを比較する比較器と、この比較器の出力端
に接続されて該比較器からの出力が反転するまで上記変
調信号のパルス幅デューティ比を変更するとともに、そ
のときのパルス幅デューティ比を数値化して電力量を算
出する制御器と、その算出された電力量を表示する表示
器とを備えていることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a simplified electric energy indicator according to the present invention comprises a current transformer for measuring an AC current and an AC current measured by the current transformer. A rectifier circuit for converting to a DC voltage, a comparator for comparing the output from the rectifier circuit with an output from a low-pass filter for averaging the pulse width modulation signal to a DC voltage, and an output terminal of the comparator. A controller that is connected to change the pulse width duty ratio of the modulation signal until the output from the comparator is inverted, and that quantifies the pulse width duty ratio at that time to calculate a power amount, and a controller that calculates the power amount. A display for displaying the amount of electric power.
【0008】上記のような構成を有する本発明によれ
ば、変流器を用いて計測した交流電流を整流回路で直流
電圧に変換し、その直流電圧とデューティ比可変のパル
ス幅変調信号が低域瀘波器で平均化された直流電圧とを
比較器で比較して両者が一致したときのタイミングで電
力量を算出することによって、複雑なディジタル変換手
段となるパルス幅変調及び電力量算出を行なう制御器の
みをワンチップマイコンで構成し、それ以外は変流器と
この変流器で計測される交流電流を直流に変換する簡単
なアナログ整流回路を組み合わせて構成することができ
る。これによって、電力量表示器全体の回路構成が簡単
小型かつ安価になり、電気機器個々の電力量の目安を任
意に計測し知ることが可能であり、また、その使用法も
非常に簡単で一般家庭でも手軽に使用することが可能と
なる。According to the present invention having the above configuration, an AC current measured using a current transformer is converted into a DC voltage by a rectifier circuit, and the DC voltage and a pulse width modulation signal having a variable duty ratio are low. By comparing the DC voltage averaged by the bandpass filter with the comparator and calculating the electric energy at the timing when the two coincide with each other, the pulse width modulation and the electric energy calculation which are complicated digital conversion means can be performed. Only the controller to be used can be constituted by a one-chip microcomputer, and the rest can be constituted by combining a current transformer and a simple analog rectifier circuit for converting an alternating current measured by the current transformer into a direct current. As a result, the circuit configuration of the entire electric energy display becomes simple, compact and inexpensive, and it is possible to measure and know the standard of electric energy of each electric device arbitrarily, and its usage is very simple and general. It can be easily used at home.
【0009】上記の簡易型電力量表示器において、請求
項2に記載したように、上記整流回路が演算増幅器と整
流用ダイオードの組み合わせからなり、この整流回路に
計測範囲を拡大する直線性抑制回路を付設することによ
り、例えば電化製品における待機電力のような微少電力
量の計測も可能となり、電力量の計測範囲を拡大するこ
とができる。[0009] In the above-mentioned simplified electric energy display, the rectifier circuit is composed of a combination of an operational amplifier and a rectifier diode, and the rectifier circuit has a linearity suppressing circuit for expanding a measurement range. Is attached, it becomes possible to measure a minute amount of electric power such as standby electric power of an electric appliance, and the measuring range of the electric energy can be expanded.
【0010】また、上記の簡易型電力表示器において、
請求項3に記載したように、上記制御部が上記電力量と
その電力量に料金単価を乗じた電気料金の算出及び積算
通電時間を計測する手段を有し、それら電力量と電気料
金と積算通電時間を上記表示器に予め定められた順番
で、かつ、設定時間間隔で順次切り替え表示するように
構成することにより、電力量だけでなく、それに関係す
る電気料金および積算通電時間も表示させて電気機器個
々の電力使用状況を的確に把握し、一般家庭での節電対
策や工場等での省エネルギー対策に大きく寄与すること
ができる。[0010] In the above-described simplified power display,
As described in claim 3, the control unit has means for calculating the electricity amount and the electricity amount obtained by multiplying the electricity amount by the unit price, and measuring the accumulated energization time. By configuring so that the energization time is switched and displayed in a predetermined order on the display, and at set time intervals, not only the amount of power but also the electricity rate and the accumulated energization time related thereto are displayed. By accurately grasping the power usage status of each electric device, it can greatly contribute to energy saving measures in ordinary households and energy saving measures in factories and the like.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明の第1実施例によ
る簡易型電力量表示器の外観を示す正面図、図2はその
側面図、図3はその底面図である。これら図1〜図3に
示すように、例えばノリル樹脂などの熱硬化性樹脂から
成形されたケース本体1Aと蓋カバー1Bとからなる略
箱形の機器ケース1におけるケース本体1Aの背面部に
は壁面等に固定設置されているコンセント(図示省略)
に差し込み可能な機器プラグ2が設けられているととも
に、ケース本体1Aの底面部には各種の電気機器を差し
込み可能なコンセント3が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing the appearance of a simplified electric energy display according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, and FIG. 3 is a bottom view thereof. As shown in FIGS. 1 to 3, for example, a substantially box-shaped device case 1 including a case main body 1A and a lid cover 1B molded from a thermosetting resin such as a noril resin has a rear portion of the case main body 1A. Outlet fixed on the wall etc. (not shown)
A plug 3 is provided on the bottom of the case body 1A, and an outlet 3 is provided on the bottom of the case body 1A.
【0012】また、上記機器ケース1の蓋カバー1Bの
表面部には方形の開口部1aが形成され、この開口部1
aに単一のLCD(液晶)表示器4が固定保持されてい
る。このLCD表示器4は、図4に示すように、7セグ
メントが8の字形状に配置された3桁の数値表示部4A
とその最上位桁左側でドット点滅する動作表示部4B及
び数値表示部4Aの最下位桁右側において後述する複数
の表示項目に対応する単位記号である「円」、「kW
h」及び「時間」を表示する単位記号表示部4Cを有し
ている。Further, a rectangular opening 1a is formed in the surface of the lid cover 1B of the device case 1, and the opening 1a
a, a single LCD (liquid crystal) display 4 is fixedly held. As shown in FIG. 4, the LCD display 4 has a three-digit numerical display section 4A in which seven segments are arranged in a figure-eight shape.
In the operation display section 4B and the numerical display section 4A in which the dot blinks on the left side of the most significant digit, the unit symbols “Yen” and “kW” corresponding to a plurality of display items described later are displayed on the right side of the least significant digit.
It has a unit symbol display section 4C for displaying "h" and "time".
【0013】一方、機器ケース1内には、積算通電時
間、電力量及び電力料金を算出するために次のような演
算回路(演算手段)10が設けられている。この演算回
路10は、図5に示すように、機器プラグ2から入力さ
れる交流電流Iを計測する変流器(CT)11と、この
交流器11で計測された交流電流を抵抗器R1で交流電
圧に変換しその交流電圧を直流電圧に変換する整流回路
12と、この整流回路12の出力端が一方の入力端に接
続されているとともに他方の入力端にはパルス幅変調さ
れたパルス電圧を直流電流に平均化する低域瀘波器13
からの出力端が接続された比較器14と、この比較器1
4の出力端に接続されて電力量及びその電力量に料金単
価を乗じた電気料金を算出し、かつ、上記機器プラグ2
をコンセントに差し込み接続した時点から積算通電時間
をカウントする制御器15とにより構成されており、こ
の制御器15により算出された電力量と電気料金および
カウントされた積算通電時間が上記LCD表示器4に出
力されるように構成されている。On the other hand, in the equipment case 1, there is provided an arithmetic circuit (arithmetic means) 10 as follows for calculating the integrated energizing time, the amount of electric power and the electric charge. As shown in FIG. 5, the arithmetic circuit 10 includes a current transformer (CT) 11 for measuring an AC current I input from the device plug 2 and an AC current measured by the AC device 11 through a resistor R1. A rectifier circuit 12 for converting the AC voltage into an AC voltage and converting the AC voltage into a DC voltage; a pulse voltage having an output terminal connected to one input terminal and a pulse width modulated at the other input terminal; Low-pass filter 13 for averaging the current to a DC current
And the comparator 1 to which the output terminal of the comparator 1 is connected.
4 is connected to the output terminal of the device plug 2 to calculate the amount of electric power and the electric charge obtained by multiplying the amount of electric power by the unit price.
And a controller 15 that counts the cumulative power-on time from the point of time when the power supply is plugged into the outlet. The power amount and the electricity rate calculated by the controller 15 and the counted cumulative power-on time are counted by the LCD display 4. It is configured to be output to.
【0014】上記演算回路10の具体的な構成を動作と
ともに説明すると、交流器11で計測された交流電流I
は抵抗器R1,R2で分流され、一方の抵抗器R2に流
入した交流電流は、演算増幅器OPに接続された帰還抵
抗器R3により電圧増幅されると同時に、ダイオードD
1,D2によって半波整流される。この半波整流された
電圧はコンデンサC1によって脈流成分が除去された
後、その直流電圧V1は比較器14の一方の入力端に入
力される。一方、制御器15から出力されるパルス幅変
調信号V2はそのパルス幅デューティ比が0%から次第
に大きくなるように変更されながら低域瀘波器13に入
力され、ここで抵抗器R5及びコンデンサC2を介して
パルス幅デューティ比に比例した直流電圧V3が生成さ
れ、この直流電圧V3が比較器14の他方の入力端に入
力される。The specific configuration of the arithmetic circuit 10 will be described together with the operation.
Is divided by resistors R1 and R2, and the AC current flowing into one resistor R2 is amplified by a feedback resistor R3 connected to an operational amplifier OP, and at the same time, a diode D
The half-wave rectification is performed by 1 and D2. After the pulsating component of the half-wave rectified voltage is removed by the capacitor C 1, the DC voltage V 1 is input to one input terminal of the comparator 14. On the other hand, the pulse width modulation signal V2 output from the controller 15 is input to the low-pass filter 13 while being changed so that the pulse width duty ratio gradually increases from 0%, where the resistor R5 and the capacitor C2 , A DC voltage V3 proportional to the pulse width duty ratio is generated, and this DC voltage V3 is input to the other input terminal of the comparator 14.
【0015】上記直流電圧V1およびV3がそれぞれ入
力された比較器14は、V3≧V1となったとき、ハイ
レベルとなって出力V4し、この出力V4が制御器15
に入力された時点の変調信号V2のパルス幅デューティ
比の値に比例定数Kを乗じて電力値Wを算出する。すな
わち、 W=T0N/(TON+TOFF )×K TON:V2のハイレベル時間、TOFF :V2のローレベ
ル時間The comparator 14, to which the DC voltages V1 and V3 have been input, goes to a high level when V3≥V1 and outputs an output V4.
The power value W is calculated by multiplying the value of the pulse width duty ratio of the modulation signal V2 at the point of time when the power is inputted by the proportional constant K. That, W = T 0N / (T ON + T OFF) × K T ON: high level time of V2, T OFF: V2 low level time
【0016】上記動作は一定時間間隔τ毎に繰り返さ
れ、そのサンプリング回数(経過時間)をTとすると、
電力量Whは次式(1)で算出され、この算出された電
力量Whに料金単価{例えば25円/kWh(固定)}
を乗じることで電気料金が算出される。The above operation is repeated at regular time intervals τ, and the number of times of sampling (elapsed time) is T,
The power amount Wh is calculated by the following equation (1), and the calculated power amount Wh is added to the unit price {for example, 25 yen / kWh (fixed)}.
Is multiplied to calculate the electricity rate.
【0017】[0017]
【数式1】 [Formula 1]
【0018】上記のような演算回路10は、複雑なディ
ジタル変換手段としてのパルス幅変調及び電力量算出を
行なう制御器15のみをワンチップマイコンで構成し、
それ以外は変流器11とこの変流器11で計測される交
流電流を直流に変換する簡単なアナログ整流回路12を
組み合わせればよいから、電力量表示器全体の回路構成
の簡単化、小型化及び低コスト化を図ることが可能であ
る。In the arithmetic circuit 10 as described above, only a controller 15 for performing pulse width modulation and power amount calculation as complicated digital conversion means is constituted by a one-chip microcomputer.
Otherwise, the current transformer 11 and a simple analog rectifier circuit 12 for converting an AC current measured by the current transformer 11 into a direct current may be combined. Cost and cost can be reduced.
【0019】なお、上記演算回路10において算出され
た電力量、電気料金及び積算通電時間は、上記制御部1
5に予め設定されている順番及び時間間隔で、例えば図
6に示すように、電力量、電気料金、積算通電時間の順
番で、かつ、3秒間隔で上記LCD表示器4の数値表示
部4Aに該当数値がサイクリックに表示されると同時
に、単位記号表示部4Cには、各表示項目に対応する
「円」、「kWh」、「時間」の順番で単位記号が表示
され、さらに、コンセント3に差し込み接続した電気機
器に電力消費がある場合、LCD表示器4の動作表示部
4Bには、ドットが1秒間隔で点滅表示されるように構
成されている。The electric energy, the electricity bill, and the accumulated energizing time calculated by the arithmetic circuit 10 are stored in the control unit 1.
5, the numerical value display section 4A of the LCD display 4 in the order of the electric energy, the electricity rate, and the cumulative energizing time, and at intervals of 3 seconds, as shown in FIG. Are displayed cyclically, and at the same time, unit symbols corresponding to each display item are displayed in the unit symbol display section 4C in the order of "yen", "kWh", and "time". In the case where electric power is consumed by the electric device inserted and connected to 3, the operation display section 4B of the LCD display 4 is configured so that dots are blinked at one-second intervals.
【0020】また、上記の機器プラグ2をコンセントか
ら引き抜いて再度コンセントに差し込み接続することに
より、LCD表示器4の表示が全てリセットされて最初
から計測表示を開始するように構成されている。Further, by pulling out the device plug 2 from the outlet and plugging it into the outlet again, the display of the LCD display 4 is reset and the measurement display is started from the beginning.
【0021】次に、上記のように構成された簡易型電力
量表示器の計測表示動作について図7のフローチャート
を参考にして簡単に説明する。機器コンセント3に所望
の電気機器を差し込み接続した上、機器プラグ2をコン
セントに差し込み接続することにより、リセット機能が
働いてLCD表示器4の表示が全てリセットされる(ス
テップS21,S22)。Next, the measurement and display operation of the simple electric energy display constructed as described above will be briefly described with reference to the flowchart of FIG. By plugging and connecting a desired electrical device into the device outlet 3 and then plugging and plugging the device plug 2 into the outlet, the reset function operates and all the displays on the LCD display 4 are reset (steps S21 and S22).
【0022】コンセントへの機器プラグ2の差し込み接
続と同時に機器コンセント3に接続した電気機器に消費
電力があるか否かが判定され(ステップS23)、消費
電力がある場合、LCD表示器4の動作表示部4Bにド
ットが1秒間隔で点滅表示される(ステップS24)と
ともに、演算回路10の制御部15で上述したとおり積
算通電時間のカウント、電力量の算出および電力量に応
じた電気料金の算出といった演算機能が働く(ステップ
S25)。At the same time when the device plug 2 is inserted and connected to the outlet, it is determined whether or not the electric device connected to the device outlet 3 consumes power (step S23). The dots blink on the display unit 4B at one-second intervals (step S24), and the control unit 15 of the arithmetic circuit 10 counts the integrated power-on time, calculates the amount of power, and calculates the amount of electricity according to the amount of power as described above. An arithmetic function such as calculation works (step S25).
【0023】そして、上記演算回路10での演算によっ
て算出された積算通電時間、電力量及び電気料金は制御
部15からLCD表示器4に出力され、電力量の数値及
びそれに対応する単位記号である「kWh」、電気料金
の数値及びそれに対応する単位記号である「円」、積算
通電時間の数値及びそれに対応する単位記号である「時
間」の順番で、かつ、3秒の時間間隔でLCD表示器4
の数値表示部4A及び単位記号表示部4Cにサイクリッ
クに表示されることになる(ステップS26〜S3
1)。The integrated energizing time, the amount of electric power, and the electricity rate calculated by the operation of the arithmetic circuit 10 are output from the control unit 15 to the LCD display 4, and are the numerical value of the amount of electric energy and the corresponding unit symbol. LCD display in the order of "kWh", the numerical value of the electricity rate and the corresponding unit symbol "yen", the numerical value of the integrated energizing time and the corresponding unit symbol "hour", and at a time interval of 3 seconds Vessel 4
Are cyclically displayed on the numerical value display section 4A and the unit symbol display section 4C (steps S26 to S3).
1).
【0024】上記のようにサイクリックに表示される電
力量、電気料金、積算通電時間を読み取ることで、電気
機器個別の消費電力量及びそれに応じた電気料金の目安
を知り電気機器個々の電力使用状況を的確に把握するこ
とが可能である。また、単一のLCD表示器4にサイク
リックに表示させることで、表示数値の字体は読み間違
いなどを生じない大きさを確保しつつ、表示器4の占有
面積を小さくすることが可能であり、上述した回路構成
の簡単小型化と相俟って該電力量表示器全体の軽量化、
コンパクト化を図り、取扱い使用を非常に簡便なものと
することができる。As described above, by reading the amount of electric power, the electric charge, and the cumulative energizing time displayed cyclically, the amount of power consumption of each electric device and the standard of the electric charge corresponding to the electric power consumption can be known, and the electric power consumption of each electric device can be determined. It is possible to grasp the situation accurately. In addition, by displaying a single LCD display 4 cyclically, it is possible to reduce the area occupied by the display 4 while ensuring that the font of the displayed numerical value does not cause misreading or the like. Combined with the simple and compact circuit configuration described above, the overall weight of the power indicator is reduced,
Compactness can be achieved and handling and use can be made very simple.
【0025】なお、上記第1実施例では、LCD表示器
4に電力量、電気料金、積算通電時間の三つの項目をサ
イクリックに表示させるようにしたものについて説明し
たが、電力量と電気料金あるいは電力量と積算通電時間
といった二つの項目をサイクリックに表示させるように
構成してもよい。In the first embodiment described above, the LCD display 4 is designed to cyclically display the three items of the amount of electricity, the electricity charge, and the cumulative energizing time. Alternatively, a configuration may be adopted in which two items such as the amount of power and the cumulative energization time are cyclically displayed.
【0026】また、上記第1実施例のように、機器プラ
グ2をコンセントから引き抜いて再度差し込み接続した
とき、全ての表示がリセットされるリセット機能を持た
せることにより、特別なリセットボタンの設置が不要と
なり、また、リセット操作を忘れても、電気機器個別の
電力量等を正確に計測表示することができるが、リセッ
トボタンを設けてもよい。Also, as in the first embodiment, when the device plug 2 is pulled out of the outlet and re-inserted and connected, a reset function for resetting all displays is provided, so that a special reset button can be installed. It becomes unnecessary, and even if the reset operation is forgotten, the electric energy and the like of each electric device can be accurately measured and displayed. However, a reset button may be provided.
【0027】図8は本発明の第2実施例を示し、この第
2実施例では、演算増幅器OPと半波整流用ダイオード
D1,D2、帰還抵抗器R3、コンデンサC1を組み合
わせてなる整流回路12における帰還抵抗器R3と並列
に第2の帰還抵抗器R4を接続するとともに、この第2
の帰還抵抗器R4と直列に帰還分岐電圧を決定するツェ
ナーダイオードZDおよび逆流防止用ダイオードD3を
接続して、該整流回路12に計測範囲を拡大する直線性
抑制回路を付加したものである。FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. In this second embodiment, a rectifier circuit 12 comprising an operational amplifier OP, diodes D1 and D2 for half-wave rectification, a feedback resistor R3, and a capacitor C1 is combined. The second feedback resistor R4 is connected in parallel with the feedback resistor R3 in
Is connected to a Zener diode ZD and a backflow prevention diode D3 for determining a feedback branch voltage in series with the feedback resistor R4, and a rectification circuit 12 is added with a linearity suppression circuit for expanding a measurement range.
【0028】上記のような直線性抑制回路が付加された
整流回路12の動作について説明する。交流器11から
の流入する交流電流の入力値が図9の0点からa点まで
の範囲でツェナダイオードZD電圧以下のときは、第2
の帰還抵抗器R4には電流が流れず、帰還抵抗器R3の
みで電圧増幅されることになるため、その増幅度Av0
は、 AVO=R3/R2 である。一方、入力値が図9のa点以上でツェナダイオ
ードZD電圧以上になると、第2の抵抗器R4にも電流
が流れるために、その増幅度Av1は、 Av1=R3×R4/(R3+R4) となり、第2の帰還抵抗器R4分だけ増幅度が減少す
る。これによって、入力値はb点までの範囲がc点まで
拡大されることになり、それだけ計測範囲が拡大されて
例えば家電製品における待機電力のような微少電力をも
計測することができる。なお、直線性抑制回路の付加に
伴う直線性の補正は、制御き15内にリニアライザ演算
機能を追加するだけで解決できる。The operation of the rectifier circuit 12 to which the above-described linearity suppressing circuit is added will be described. When the input value of the alternating current flowing from the alternating current device 11 is equal to or less than the Zener diode ZD voltage in the range from the point 0 to the point a in FIG.
No current flows through the feedback resistor R4, and the voltage is amplified only by the feedback resistor R3.
Is AVO = R3 / R2. On the other hand, when the input value is equal to or higher than the point a in FIG. 9 and equal to or higher than the voltage of the Zener diode ZD, a current also flows through the second resistor R4, and the amplification Av1 is given by: Av1 = R3 × R4 / (R3 + R4) , The amplification decreases by the amount of the second feedback resistor R4. As a result, the range of the input value up to the point b is expanded to the point c, and the measurement range is expanded accordingly, so that it is possible to measure even minute power such as standby power in home electric appliances. The correction of linearity accompanying the addition of the linearity suppressing circuit can be solved only by adding a linearizer operation function in the control unit 15.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変圧器は用いず変流器のみを用い、この変流器で計測さ
れる交流電流を直流に変換する簡単なアナログ整流回路
とパルス幅変調及び電力量算出という複雑なディジタル
変換手段を要する制御器だけにワンチップマイコンを採
用したこととの組み合わせによって、回路構成を簡単か
つ小型にして電力量表示器全体の軽量小型化および低コ
スト化を図りつつ、電気機器個々の電力量の目安を任意
に計測し知ることができ、それに基づいて節電対策や省
エネルギー対策を容易に促進することができる。しか
も、その使用に際して高度な技術知識も熟練も要らず、
非常に簡単な使用法でよいので、一般家庭でも手軽に使
用することができるという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
A controller that uses only a current transformer without using a transformer, and requires a simple analog rectifier circuit that converts AC current measured by this current transformer into DC, and complicated digital conversion means such as pulse width modulation and power amount calculation. In combination with the adoption of a single-chip microcomputer, the circuit configuration is simple and small, and the overall power indicator is lighter, smaller, and lower in cost. It is possible to measure and know, and based on it, it is possible to easily promote power saving measures and energy saving measures. Moreover, its use does not require advanced technical knowledge or skill,
Since a very simple usage method is sufficient, there is an effect that it can be easily used even in a general household.
【0030】また、請求項2に記載したような構成を採
用する場合は、上記効果に加えて、例えば電化製品にお
ける待機電力のような微少電力量の計測も可能で、電力
量の計測範囲を拡大し実用性を一層高めることができ
る。In the case where the configuration as described in claim 2 is adopted, in addition to the above effects, it is also possible to measure a minute amount of electric power such as a standby electric power of an electric appliance, and to set a measuring range of the electric energy. It can be enlarged and the practicality can be further enhanced.
【0031】また、請求項3に記載したような構成を採
用することによって、電力量だけでなく、それに関係す
る電気料金および積算通電時間も表示させて電気機器個
々の電力使用状況を的確に把握し、一般家庭での節電対
策や工場等での省エネルギー対策に大きく寄与すること
ができる。In addition, by adopting the configuration as described in claim 3, not only the amount of electric power but also the electric charge and the accumulated energizing time related thereto are displayed to accurately grasp the electric power usage status of each electric device. In addition, it can greatly contribute to power saving measures in ordinary households and energy saving measures in factories and the like.
【図1】本発明の第1実施例による簡易型電力量表示器
の外観を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing the appearance of a simplified electric energy display according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同上表示器の側面図である。FIG. 2 is a side view of the display device.
【図3】同上表示器の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the display.
【図4】同上表示器における表示部の構成の説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of a display unit in the display device.
【図5】同上表示器における演算回路の具体的な構成図
である。FIG. 5 is a specific configuration diagram of an arithmetic circuit in the display.
【図6】同上表示器における具体的な表示内容の一例を
示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of specific display contents on the display.
【図7】同上表示器の計測表示動作を説明するフローチ
ャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a measurement display operation of the display device.
【図8】本発明の第2実施例による簡易型電力量表示器
における演算回路の要部の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a main part of an arithmetic circuit in a simplified power amount display according to a second embodiment of the present invention.
【図9】同上第2実施例における入出力特性を示すグラ
フである。FIG. 9 is a graph showing input / output characteristics in the second embodiment.
4 表示器(LCD表示部) 11 交流器 12 整流回路 13 低域瀘波器 14 比較器 15 制御器 OP 演算増幅器 D1,D2 整流用ダイオード Reference Signs List 4 Display (LCD display unit) 11 AC device 12 Rectifier circuit 13 Low pass filter 14 Comparator 15 Controller OP Operational amplifier D1, D2 Rectifying diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中谷 有寛 大阪府摂津市千里丘3丁目14番40号 東光 精機株式会社内 (72)発明者 大野 高広 大阪府摂津市千里丘3丁目14番40号 東光 精機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuhiro Nakatani 3-14-40 Senrioka, Settsu-shi, Osaka Toko Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Takahiro Ohno 3-14-40 Senrioka, Settsu-shi, Osaka Toko Seiki Co., Ltd.
Claims (3)
器で計測された交流電流を直流電圧に変換する整流回路
と、この整流回路からの出力とパルス幅変調信号を直流
電圧に平均化する低域瀘波器からの出力とを比較する比
較器と、この比較器の出力端に接続されて該比較器から
の出力が反転するまで上記変調信号のパルス幅デューテ
ィ比を変更するとともに、そのときのパルス幅デューテ
ィ比を数値化して電力量を算出する制御器と、その算出
された電力量を表示する表示器とを備えていることを特
徴とする簡易型電力量表示器。1. A current transformer for measuring an AC current, a rectifier circuit for converting the AC current measured by the current transformer to a DC voltage, and an output from the rectifier circuit and a pulse width modulation signal converted to a DC voltage. A comparator for comparing the output from the low-pass filter to be averaged with the output of the comparator for changing the pulse width duty ratio of the modulation signal until the output from the comparator is inverted; And a controller for quantifying the pulse width duty ratio at that time to calculate a power amount, and a display for displaying the calculated power amount.
イオードの組み合わせからなり、この整流回路に計測範
囲を拡大する直線性抑制回路が付設されている請求項1
に記載の簡易型電力量表示器。2. The rectifier circuit according to claim 1, wherein the rectifier circuit comprises a combination of an operational amplifier and a rectifier diode, and the rectifier circuit is provided with a linearity suppressing circuit for expanding a measurement range.
The simple type electric energy indicator according to 1.
に料金単価を乗じた電気料金の算出及び積算通電時間を
計測する手段を有し、それら電力量と電気料金と積算通
電時間が、上記表示器に予め定められた順番で、かつ、
設定時間間隔で順次切り替え表示されるように構成され
ている請求項1または2に記載の簡易型電力量表示器。3. The control unit has means for calculating the electric energy and the electric energy obtained by multiplying the electric energy by a unit price, and measuring an accumulated energizing time. In a predetermined order on the display, and
3. The simplified electric energy display according to claim 1, wherein the display is configured to be sequentially switched and displayed at set time intervals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11038434A JP2000241465A (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | Simplified electric energy indicator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11038434A JP2000241465A (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | Simplified electric energy indicator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000241465A true JP2000241465A (en) | 2000-09-08 |
Family
ID=12525216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11038434A Pending JP2000241465A (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | Simplified electric energy indicator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000241465A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012006375A (en) * | 2010-05-24 | 2012-01-12 | Ricoh Co Ltd | Image processing apparatus, method of controlling the same, and program |
JP2012247161A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Noritz Corp | Display device |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP11038434A patent/JP2000241465A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012006375A (en) * | 2010-05-24 | 2012-01-12 | Ricoh Co Ltd | Image processing apparatus, method of controlling the same, and program |
JP2012247161A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Noritz Corp | Display device |
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