JP2003279602A - 電子式指示電流計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子式指示電流計において、平常時は通常の
計測値を表示して、瞬時的な大電流の最高値が表示でき
て、表示・指示の漸減変化により視認を容易にする。 【解決手段】 計測周期単位内の平均電流値と最高電流
値とを計測し、該電流計の計測定格値の所定倍した過大
電流判定基準値と上記最高電流値との関係が「最高電流
値＜過大電流判定基準値」のときは平均電流値を、そし
て「最高電流値＞過大電流判定基準値」のときは最高電
流値を瞬間静止表示させて、最高電流値を表示した次の
表示値ｉは「ｉ＝α(前回表示値)＋(１−α)(今回計測
平均値)」の演算(０＜α＜１)にて算定して順次にバー
グラフ、及びデジタル数値を瞬間静止表示させる。ま
た、常時は通常目盛であるがモータの起動電流とみなし
たときは延長目盛に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、計測結果を液晶
セグメントを選択的に点灯して数値および長さで表示
（アナログバー目盛表示）する電子式指示電流計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば特開平６−１９４１９１
号公報に示された従来の電子式指示電流計の計測回路部
のブロック図である。図において、１は被計測電路、２
は被計測電路１の電流に比例した二次出力をする計器用
変流器である。３は計器用変流器２の二次出力を直流電
圧信号に変換する変換部、４は被計測電路１の電流に比
例する直流電圧信号をサンプリングしてデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換演算部である。１０は計測結果を表
示する表示部であり、液晶画面に計測値を数値表示する
デジタル値表示部１１と、計器用変流器２の変成比等に
よる表示値の単位を示す単位表示部１２と、計測値をそ
の値の大きさに対応した長さで表示（アナログ表示）す
るバーグラフ表示部１３およびバーグラフ表示部１３の
目盛値を示す目盛数値１４が表示される。バーグラフ表
示部１３は複数個の液晶セグメントを直列に並べて一端
からの連続点灯数でバーの長さにして表示する。５はバ
ーグラフ表示部１３の計測値対応に点灯させる液晶セグ
メント数を制御するバーグラフ表示制御部、６はスケー
リング演算部であり後述の単位表示に整合するようにA
／D変換された計測信号を演算処理する。７はスケーリ
ング演算部６で演算処理された計測信号をデジタル値表
示部１１への数値表示にするデジタル表示制御部であ
る。

【０００３】２１は最高目盛値設定部であり、被計測電
路１の電流予測から計測最高範囲のフルスケール値や計
器用変流器２の変成比等を外部から初期設定する。２２
は設定されたフルスケール値、変成比等からバーグラフ
表示部１３の中間分割した各目盛数値１４を演算設定す
る目盛数字演算部、２３は目盛数字演算部２２で設定さ
れた数値を各目盛数値表示１４へ表示させる目盛数字表
示制御部である。２４は計器用変流器２の変成比等から
フルスケール値の単位（例えば、Ａ，ＫＡ，ＭＡ）を選
択する単位演算部、２５は選択された単位にあわせて単
位表示部１２の点灯セグメントを設定する単位表示制御
部である。

【０００４】次に従来の電子式指示電流計の動作につい
て説明する。計器用変流器２を介して電子式指示電流計
を被計測電路１へ接続して、定格計測電流、延長目盛り
倍数、変成比等の計測パラメータを最高目盛値設定部２
１から設定入力する。これにより、単位表示部１２と目
盛数値１４のフルスケール値および各中間分割目盛数値
が所要セグメントの点灯により表示される。

【０００５】一方、Ａ／Ｄ変換演算部４により計測され
る被計測電路１の計測電流は、バーグラフ表示制御部５
がバーグラフ表示部１３へ計測値対応に液晶セグメント
を点灯させ、デジタル表示制御部７は演算処理された計
測値をデジタル値表示部１１への数値表示させる。計測
電流の表示は一般にその瞬時値を数値表示、バーグラフ
表示させるが、A／D変換のタイミングで１サイクル毎に
表示すると表示変動が速過ぎてバーグラフ、および数値
の視認が困難となるため、０．２秒程度の一定期間は計
測代表値を静止表示させる。この静止表示期間毎、即ち
計測周期毎に計測値（実効値）を演算して計測結果代表
値として求め、次々と時系列に表示を切替える。計測代
表値としては、表示直前の計測周期内の平均値あるいは
計測周期内での計測結果の選択値（例えば最初値、中央
値、最後値等）を表示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の指示計器は以上
のように構成されているので、平均値表示では計測周期
内に存在する瞬間的（１〜３サイクルの）大電流は他の
サイクルの低値により平均化されて最高電流値は表示さ
れない。また、計測周期内で最初値、中央値、最後値の
選択値表示では瞬間的（１〜３サイクルの）に存在する
大電流を計測表示することは偶然でしかなかった。特に
モータの起動電流のように短時間に発生するの最高電流
値を知ることができなかった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、平常時は通常の計測値を表示し
て、モータの起動電流のような瞬時的な大電流の最高値
も計測表示できて、表示、指示の変化する残像が視認で
きる電子式指示電流計を提供する。さらに、平常時は定
格目盛表示であっても、モータの起動電流のような一時
的な大電流時に、アナログバーグラフを延長目盛に切り
替えて最大目盛値を定格値より大くして、平常時の視認
性向上と、連続した過負荷に対して、オーバースケール
表示（異常表示）ができる電子式指示電流計を提供す
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電子式指
示電流計は、被計測電路の電流を計測する計測手段と、
その計測結果を順次にアナログバーグラフ、及びデジタ
ル数値にて瞬間静止表示する表示手段とを具備して、該
電流計の計測定格値の所定倍した過大電流判定基準値を
設定する手段を備え、計測周期単位内の平均電流値の計
測演算と該計測周期単位内の最高電流値を記憶して、過
大電流判定基準値と最高電流値の関係が「最高電流値＜
過大電流判定基準値」のときは平均電流値を、そして
「最高電流値＞過大電流判定基準値」のときは最高電流
値を表示手段に瞬間静止表示させて、最高電流値を表示
したときは次タイミングの表示値ｉを「ｉ＝α(前回表
示値)＋(１−α)(今回計測平均値)」の演算(０＜α＜
１)にて算定して順次に瞬間静止表示させるようにした
ものである。

【０００９】また、最高電流値を表示した場合における
表示値ｉの演算回数を制限するようにしたものである。

【００１０】そして、任意に入力する信号により記憶さ
れている最大電流値を再表示できるようにしたものであ
る。

【００１１】通常目盛または延長目盛に目盛表示を切り
替える目盛表示選択手段を備え、電流のサンプリング計
測時に電流増加率(最高電流値／前回表示値)を演算し
て、この電流増加率が所定率を連続して超えるときに延
長目盛表示にして、表示値ｉの演算結果が定格電流値を
下回るとき延長目盛から通常目盛に復帰表示させるよう
にしたものである。

【００１２】そしてまた、上記に延長目盛表示のときは
一部または全体を点滅させるようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１を示す電子式指示電流計の構成ブロック
図、図２は表示値演算部の動作を説明するフローチャー
トである。図において、１〜７、１０〜１４、２１〜２
５は上記従来例の説明と同様のものである。８は表示値
演算部であり、被計測入力の状況に対応してバーグラフ
表示１３、デジタル数値表示部１１へ表示する値を判断
および演算をする。一般に、モータの起動電流を計測監
視する電流計は日本工業規格ＪＩＳ−C１１０２に示さ
れる延長目盛の計器が用いられる。図１では定格の３倍
延長目盛を示しており、説明の都合上、目盛数を定格値
として１００にしたパーセント値と一致させた例を示
す。バーグラフ表示部１３の左端のゼロ位置１４ａ
（０）から時計回転方向にバーグラフ全長の約２／３の
位置に定格目盛数字１４ｅ（１００）、フルスケール位
置に３倍延長目盛値１４ｇ（３００）を表示し、これら
の中間値を判読するための分割目盛値１４ｂ〜１４ｆが
目盛数字表示制御部２３により表示される。

【００１４】表示値演算部８の動作を図２のフローチャ
ートにより説明する。表示静止時間（該実施の形態の例
では０．２５秒）を計測周期単位にして被計測電路１の
電流をサンプリングA／D変換して実効値演算を行う。被
計測電路１の周波数が６０Ｈｚであれば計測周期単位内
に１５サイクルの交流波形を計測することができる。ス
テップ201ではこの１５サイクルの各電流実効値を演算
計測する。そして、このうちの最高値Ｉｍを記憶させる
（ステップ202）。そして、上記１５サイクルの実効値
の平均を計測平均値Ｉとして求める（ステップ203）。
次に、計測定格値に係数ｎ（１以上の値）を乗算した過
大電流判定基準値とステップ202で把握した最高値Ｉｍ
とを比較とて「最高値Ｉｍ＞過大電流判定基準値」のと
きはこの最高値Ｉｍをデジタル数値表示部１１およびバ
ーグラフ表示１３に表示する（ステップ204、205）。こ
のとき後述の鈍動表示回数カウンタ値Ｋに鈍動処理をす
る回数値を設定してやる（ステップ206）。最高値Ｉｍ
が過大電流判定基準値未満のときはステップ207へ進
む。

【００１５】ステップ207でのＫは鈍動回数カウンタ値
である。回数カウンタの働きは後述するが、カウンタ値
Ｋが「０」であれば、計測平均値Ｉをデジタル数値表示
部１１およびバーグラフ表示１３に表示し、鈍動回数カ
ウンタ値Ｋへは「０」を設定する（ステップ208、20
9）。鈍動回数カウンタ値Ｋに残数が存在するときは、
鈍動演算をした鈍動処理値ｉをデジタル数値表示部１１
およびバーグラフ表示１３に表示し、鈍動表示回数カウ
ンタは「Ｋ＝Ｋ−１」の回数減算処理を行う。

【００１６】次に、鈍動演算処理について説明する。ス
テップ204において、計測周期単位内に１サイクルでも
最高値Ｉｍが過大電流判定基準値を超過していれば、最
高値Ｉｍを表示して鈍動回数カウンタ値Ｋに回数値（図
２の例では５を設定）が入力されているので、次の計測
周期単位内の最高値Ｉｍが過大電流判定基準値以下であ
れば、計測平均値Ｉを表示しないでステップ210の鈍動
演算処理に進む。

【００１７】鈍動処理は表示値ｉを、「ｉ＝α(前回表
示値)＋(１−α)(今回平均値Ｉ)」で求める。ここで、
０＜α＜１であり表示変動の遅速を設定する係数であ
る。係数αを１に近くすれば前回表示値の影響残が大き
く、表示数字が切替わるときの変化率は小さい。係数α
を０に近づけると前回表示値の影響は少なくなり今回平
均値の影響が大きく、表示数字は早く現在計測している
平均値に近づいてゆく。従来装置では表示が困難であっ
た瞬時の大電流、即ち、過大電流判定基準値を超過する
最高値Ｉｍが１サイクルでもあれば、これを１計測周期
単位間は静止表示して、その存在を示す。また、次の計
測周期単位では前回表示の最高値Ｉｍと計測した現在平
均値との中間値を係数αにより鈍動処理して、最高値Ｉ
ｍの影響を残す鈍動処理値ｉを逐次表示することで、バ
ー表示セグメントの点灯を漸減させてゆくことになり、
計器の監視者が瞬時の最高値Ｉｍの表示を見逃してもそ
の存在が追認できる。

【００１８】係数αを１に近い大きい値を選定すると、
１に近くすれば前回表示値の影響が大きく長時間にわた
って最高値Ｉｍの影響を受けて、本来の現在値の計測値
とは異なった表示が続くことになる。この影響を連続何
回の表示で皆無にするかが鈍動回数カウンタ値Ｋの設定
であり、図２のフローチャートのステップ206、207、20
9、212はその処理内容である。鈍動演算処理（ステップ
210）を実施するとＫ＝Ｋ−１として残回数を減じてゆ
き（ステップ212）、Ｋ＝０になれば通常計測の平均値
Ｉの表示に戻る。

【００１９】以上のように、バーグラフ表示１３におい
て鈍動処理値ｉの表示は特に、瞬時大電流が流れたこと
を確実にバーグラフ表示の指示を漸減残像に残して、人
間の視認を容易にした。

【００２０】上記説明では被計測電路１の周波数が６０
Ｈｚの場合、計測周期単位内に１５サイクルを計測する
ようにしているが、電子式指示電流計に装備されるＣＰ
Ｕの処理能力が不足する場合は、計測周期単位内の計測
を１４サイクルにして、１サイクル分を演算処理時間と
するようにしてもよい。

【００２１】実施の形態２．被計測電路１の電流が瞬間
的に過大電流判定基準値を超過すると次の計測周期の間
だけ、最高値Ｉｍがデジタル数値表示部１１に数字表示
され、これに該当するアナログバーグラフ表示がなされ
る。最高値Ｉｍが延長目盛値１４ｇより大きいときは、
アナログバーグラフ表示はオーバースケール点灯され
る。しかし、最初に表示される最高値Ｉｍのデジタル数
値は表示時間が短いので数字表示判読は困難である。ま
た、アナログバーグラフ表示は表示範囲をえるので判読
できない。該実施の形態２では、上記の場合の最高値Ｉ
ｍを再表示して判読を可能にするものである。

【００２２】図３は、この発明の実施の形態２を示す電
子式指示電流計の構成ブロック図、図４は実施の形態２
の表示値演算の動作を説明するフローチャートである。
図において、１〜８、１０〜１４、２１〜２５、ステッ
プ201〜213は上記実施の形態１の説明と同じものであ
る。９は最大電流表示割込処理部であり、操作スイッチ
２０を人為的に操作したとき作動する。

【００２３】図４のステップ202で計測周期単位内の最
高値Ｉｍを記憶させるとともにステップ214では計測周
期単位に関係なくそれまでの最大値を更新しながら保持
する。そして、操作スイッチ２０が操作されると最大電
流表示割込処理部９はステップ216の処理により保持さ
れた最大値をデジタル数値表示部１１の現在表示中の計
測値から切り替えて最大値を割込表示させる。そして、
必要に応じて再表示した最大値をクリヤして次の最高値
Ｉｍを記憶させるようにしてもよい。また、現在表示中
の計測値が同時に判読できるようにデジタル値表示部１
１とは別の表示部を用意して最大値を表示させるように
してもよい。

【００２４】実施の形態３．モータの起動電流が計測で
きるように延長目盛とした場合、バーグラフ目盛長の約
７０％に定格位置が配置され、残り３０％の間が延長バ
ーグラフとなる。このため、定格電流の計測値を刻むバ
ーグラフ部の目盛長が通常目盛に比べ縮小され、アナロ
グでの計測値の読み取り精度は低下する。該実施例の形
態３では上記の問題を解決するために、モータの起動電
流のような急激にオーバースケール状態となるときに延
長目盛に切り替えて瞬時最大電流の計測がアナログ表示
できて、定格電流以下の通常計測時はフルスケール目盛
長を定格電流値で刻み、アナログ表示の読み取り精度を
良くするものである。

【００２５】図５は、この発明の実施の形態３を示す電
子式電流計の構成ブロック図、図６は実施の形態３の表
示値演算の動作を説明するフローチャート、図７は前記
図６中の延長目盛への切替処理を説明するフローチャー
トである。図において、１〜８、１０〜１４、２１〜２
５、ステップ201〜215は上記実施の形態１の説明と同様
である。２６は延長目盛判定部であり、表示値演算部８
の演算結果を受けて、通常目盛か延長目盛かの判別と、
目盛切り替わり時の表示値の制御を行う。また、延長目
盛判定部２６の判定結果は目盛数字表示演算部２３へ送
られ、切り替わり後の通常目盛または延長目盛対応の目
盛数字を表示させる。

【００２６】図６のフローチャートのステップ300で
は、定格目盛から延長目盛への切り替えの判定と切り替
え時の表示処理を行い、ステップ400で、延長目盛から
定格目盛への切り替えの判定と切り替え時の表示処理を
行う。

【００２７】延長目盛への切替処理について、図７のフ
ローチャートにより説明する。まず、電流増加率Sを「S
＝最高値Im（ステップ202の結果）／前回表示値」の演
算にて求める（ステップ301）。そして、電流増加率Sが
所定率βより大きい場合、瞬時過大電流と判定する（ス
テップ302）。

【００２８】モータの起動電流の立ち上がりはモータの
形式・容量によって異なるので、被計測回路のモータの
形式・容量によって所定率βを可変にすると、的確にモ
ータの起動と判断できる。所定率βは１．５〜３が適用
され、小容量のモータでは３に近い値、大容量のモータ
では１．５に近い値を用いる。モータの起動は電流増加
が数十秒間継続する。このことを利用して、負荷変動に
よる電流増減の電流変化とモータの起動とを判別する。

【００２９】計測周期単位毎（該実施の形態の例では
０．２５秒）に演算される電流増加率Sが所定値β超を
連続して所定回数N以上継続するとモータの起動と判定
して、延長目盛に切り替え、延長目盛に対応した表示に
切り替える（ステップ303、304）。延長目盛表示の間は
目盛表示の一部または全部を点滅させる（ステップ30
5）。

【００３０】被計測回路の電流の増加率が所定値β以下
のとき、電流増加率Sが所定値β超を連続して継続しな
い場合は、モータの起動電流ではなく、単なる過電流と
判定して、通常目盛のままの計測表示をさせる。そし
て、延長目盛表示はモータの起動が完了して、計測電流
が定格電流値を下回るようになれば、延長目盛は不要と
なるので通常目盛へ復帰させる。図６のフローチャート
において、鈍動処理値ｉが定格目盛値より下回ることで
判定して通常目盛への復帰処理をする（ステップ306、3
07）。

【００３１】モータの起動がほぼ完了すると電流増加率
Sは低下あるいはマイナスになるが、電流は定格電流値
以上の期間は延長目盛表示が継続する。この延長目盛表
示の間は目盛表示の一部または全部を点滅させて、現在
の目盛表示形態が延長目盛表示であることをより判りや
すくする。

【００３２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したようにバーグ
ラフ表示１３において鈍動処理値ｉの表示は特に、瞬時
大電流が流れたことをバーグラフ表示の指示を漸減残像
に残して、人間の視認をし易くした。

【００３３】また、連続した鈍動処理演算回数を制限す
るようにしたので、係数αを１に近い大きい値を１．０
に近く選定したときの、前回表示値の影響が長時間にわ
たって表示に残ることがなくなる。

【００３４】そして、瞬時表示の最高値Ｉｍを操作スイ
ッチ２０の操作により、後から再表示させて判読できる
ようにしたので、鈍動処理表示で瞬時大電流のあったこ
とを知った後に、その大電流値を確認することができ
る。

【００３５】さらに、電流増加率(最高電流値／前回表
示値)を演算して、電流増加率が所定率を連続して超え
るときに延長目盛表示にして、表示値ｉが定格電流値を
下回るとき通常目盛に復帰表示させることで、モータの
起動電流のような急激にオーバースケール状態となると
きは延長目盛にして大電流を読み取り、定格電流以下の
通常計測時はフルスケール目盛長を定格電流値で刻むの
でアナログ表示の読み取り精度がよくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の電子式指示電流計
の構成ブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の表示演算の動作を
説明するフローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２の電子式指示電流計
の構成ブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態２の表示演算の動作を
説明するフローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態３の電子式指示電流計
の構成ブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態３の表示演算の動作を
説明するフローチャートである。

【図７】 図６のフローチャートの詳細を説明するフロ
ーチャートである。

【図８】 従来の電子式指示電流計の計測回路部のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 被計測電路、 ２ 計器用変流器、 ４ A／D
変換演算部 ８ 表示値演算部、 ９ 最大電流表示割込処理部、
１０ 表示部 １１ デジタル値表示部、 １３ バーグラフ表示部 １４ 目盛数字、 １４ａ ゼロ位置、 １４ｅ
定格目盛数字 １４ｇ 延長目盛値、 ２０ 操作スイッチ、 ２
６ 延長目盛判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｄ 7/00 Ｇ０１Ｄ 7/00 ３０２Ｍ Ｆターム(参考） 2F041 BA04 BA07 GA01 JA02 JA05 JA07 JA09 JB04 JC00 2G035 AA22 AA24 AB04 AC04 AC05 AD23 AD29 AD41 AD42 AD46 AD65

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被計測電路の電流をサンプリング計測す
   る計測手段と、その計測結果を順次にアナログバーグラ
   フ、及びデジタル数値にして液晶セグメントを選択点灯
   して瞬間静止表示する表示手段を有する電子式指示電流
   計において、 上記計測手段には該電流計の計測定格値を所定倍した過
   大電流判定基準値を設定する手段を備え、瞬間静止表示
   させる所定の計測周期単位内の最高電流値を記憶し、該
   計測周期単位内の平均電流値を計測演算し、上記過大電
   流判定基準値と上記最高電流値との関係が「最高電流値
   ＞過大電流判定基準値」のときは上記平均電流値を、そ
   して「最高電流値＜過大電流判定基準値」のときは最高
   電流値を上記表示手段に瞬間静止表示させて、最高電流
   値を表示したときは次タイミングの表示値ｉを「ｉ＝α
   (前回表示値)＋(１−α)(今回計測平均値)」の演算(０
   ＜α＜１)により算定して順次瞬間静止表示させること
   を特徴とする電子式指示電流計。
2. 【請求項２】 最高電流値を表示したときの表示値ｉの
   演算回数を制限する手段を設けたことを特徴とする請求
   項１記載の電子式指示電流計。
3. 【請求項３】 任意に入力する信号により上記記憶され
   ている最大電流値を再表示できる再表示手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の電子式指示電流
   計。
4. 【請求項４】 目盛表示を通常目盛または延長目盛に切
   り替える目盛表示選択手段を備え、電流のサンプリング
   計測時に演算する電流増加率(最高電流値／前回表示値)
   が所定率を連続して超えるときに延長目盛表示を選択
   し、上記表示値ｉの演算結果が定格電流値を下回るとき
   延長目盛から通常目盛を選択して表示させるようにした
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子
   式指示電流計。
5. 【請求項５】 延長目盛に切り替えられたとき表示の一
   部または全体を点滅させて、延長目盛であることを識別
   できるようにしたことを特徴とする請求項４記載の電子
   式指示電流計。