JP2003315365A

JP2003315365A - 電力量計の試験標検出器

Info

Publication number: JP2003315365A
Application number: JP2002126628A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kasori; 久夫加曽利; Takahiro Tsuchiyama; 山卓宏土
Original assignee: Japan Electric Meters Inspection Corp JEMIC
Current assignee: Japan Electric Meters Inspection Corp JEMIC
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電力量計の試験標を安定して確実に検出する
ことができる検出器を提供すること。【解決手段】電力量計における計測電力量に応じて回
転する回転円盤の周囲に設置され、前記回転円盤に付さ
れた試験標を光学的に検知し、検出信号を形成する検出
手段において、投光回路１、受光回路２、外光除去回路
３、オフセット調整回路４、振幅調整回路５、Ａ／Ｄ変
換器６、ＣＰＵ（中央演算処理装置）７、増幅器８、お
よび出力装置９から構成される。本発明の特徴をなすの
は、オフセット調整回路４、振幅調整回路、Ａ／Ｄ変換
器６およびＣＰＵ７により構成される信号処理部であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力量計の試験標検出
器に係り、とくに電力量計における回転円盤の回転に応
じて試験標を安定して確実に検出するための検出器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電力量計では、使用電力量に応じて回転
円盤が回転するように構成されており、回転円盤の回転
数を計数することにより電力量を計測する。そして、回
転円盤にはその周縁部に試験標と呼ばれるマークが付さ
れており、この試験標を観測することにより電力量計が
正しく計測しているか否かが分る。

【０００３】そのため、従来、例えば実公昭61−20493
号公報に示すように、電力量計の試験標を検出する装置
が提供されている。この装置は、図４に示すように、回
転円盤の周縁部に付された試験標Ｍを投受光器１０１に
より光学的に検出して、光の反射量に応じた検出信号を
形成し、この検出信号から外光除去回路１０２で外光成
分を除去し、オフセット調整回路１０３でオフセットレ
ベルの調整を行った上で、A/D変換器および演算装置１
０４により基準信号とレベル比較して、出力端子OUTに
試験標検出信号を形成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置では、A/D変換器および演算装置１０４への入力レベ
ルを調整できないため、A/D変換器が高分解能を持つ必
要がある。また、投受光器の特性が異なっていたり、投
受光器から回転円盤までの距離が大であったりすると、
試験標の検出が困難な場合もある。

【０００５】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、電力量計の試験標を安定して確実に検出することが
できる検出器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、電力量計における計測電力量に応じて回転す
る回転円盤の周囲に設置され、前記回転円盤に付された
試験標を光学的に検知し、検出信号を形成する検出手段
と、この検出手段における検出信号から外光成分を除去
して純化された信号を形成する外光除去回路と、この外
光除去回路で純化された信号のオフセット調整信号を形
成するオフセット調整回路と、このオフセット調整回路
の出力が与えられる乗算型D/A変換器およびこの乗算型D
/A変換器の出力を増幅するアナログ増幅器を有し、前記
乗算型D/A変換器が前記オフセット調整回路の出力の大
きさを調整した上で前記アナログ増幅器によって増幅す
ることにより振幅の大きさを適正範囲に調整する振幅調
整回路と、この振幅調整回路の出力をディジタル変換す
るA/D変換器と、このA/D変換器からのディジタル出力に
基づき、前記試験標の検出信号を形成するとともに、前
記振幅調整回路に前記ディジタル制御信号を与えるディ
ジタル演算器とをそなえた電力量計の試験標検出器、を
提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例の回路
構成を示したものである。この実施例は、投光回路１、
受光回路２、外光除去回路３、オフセット調整回路４、
振幅調整回路５、A/D変換器６、CPU（中央演算処理装
置）７、増幅器８および出力装置９により構成されてい
る。そして、本発明の特徴をなすのは、オフセット調整
回路４、振幅調整回路５、A／D変換器６およびCPU７に
より構成される信号処理部分である。

【０００８】この図1において、発光回路１は、抵抗お
よび複数の発光ダイオードが直列接続されていて増幅器
８の出力が与えられて発光動作をするものであり、また
受光回路２は抵抗と複数の受光ダイオードが直列接続さ
れてその一端が電源＋Ｖに接続された構成とされてい
る。

【０００９】そして、発光回路１が増幅器８を介してCP
U７から与えられる発光信号に応じて点灯されると、そ
の光は電力量計の回転円盤の周縁部で反射されて受光回
路２の受光ダイオードに達する。

【００１０】回転円盤には、その周縁部に試験標Ｍが付
されており、この試験標Ｍを検出する度に、受光回路２
の受光レベルが低下する。この受光レベルの変化を含ん
だ信号が、外光除去回路３に与えられる。

【００１１】外光除去回路３は、アナログスイッチ３
１、２つのサンプルホールド回路３２，３３および減算
回路３４により構成されている。そして、アナログスイ
ッチ３１が、増幅器８の出力に応じて発光回路１の発光
動作と同期して切換動作を行うと、２つのサンプルホー
ルド回路３２，３３には、それぞれ受光回路２から異な
るタイミングで与えられた検出信号が保持される。

【００１２】これら２つのサンプルホールド回路３２,
３３の保持信号は、減算回路３４に与えられ、両信号の
共通部分である外光成分を検出することにより定常的に
生じている信号外成分を除去し、純化処理つまりできる
だけ試験標検出に対応した信号成分のみを取り出す処理
をして、オフセット調整回路４に与える。

【００１３】オフセット調整回路４は、差動回路４１、
D/A変換器４２および増幅器４３により構成される。差
動回路４１には、外光除去回路３からの検出信号と、CP
U７の出力に基づくD/A変換器４２および増幅器４３を介
する調整信号とが与えられ、この調整信号に応じて検出
信号のオフセット調整がなされて振幅調整回路５に与え
られる。これにより、検出信号の零レベルが適当に調整
された上で振幅調整回路５に送られる。

【００１４】振幅調整回路５は、乗算型D/A変換器５１
と増幅器５２とにより構成され、乗算型D/A変換器５１
にはCPU７からディジタル制御信号が与えられ、このデ
ィジタル制御信号に応じてオフセット調整回路４から与
えられる検出信号の振幅を大小加減した上で、増幅器５
２およびA/D変換器６を介してCPU７に送る。

【００１５】この振幅調整は、次のように行う。まず電
力量計の回転円盤が1回転する期間におけるCPU７の入力
信号の最大値を求める。この期間は、試験すべき電力量
計の試験条件から予め定めておく。そして、この回転円
盤が1回転する期間におけるCPU７の入力の最大値が、予
め定めた所定値となるようにCPU７が乗算型D/A変換器５
１に対してディジタル制御信号を与える。

【００１６】すなわち、電力量計の回転円盤が１回転す
るだけの時間中、CPU７に入力を与えて最大値を認識さ
せ、この最大値が所定値より大きかったり小さかったり
すると、CPU７は、CPU７の入力が常に所定値になるよう
に、最大値が小さくなるような、あるいは大きくなるよ
うなディジタル制御信号を乗算型D/A変換器５１に与え
る。この結果、CPU７の入力となる検出信号の振幅は、
常に安定して所定値になる。

【００１７】なお、A/D変換器６、D/A変換器５１は、例
えば8ビットのものを用いたとしても、両者で16ビット
の分解能が得られるから、振幅調整を十分な精度で行う
ことができる。

【００１８】図２は、図１に示した実施例におけるCPU
７の動作内容を示すフローチャートである。

【００１９】電源投入によりCPU７が動作開始すると、
ステップＳ1によりタイミング信号を発生し、増幅器８
を介して発光回路１およびアナログスイッチ３１に与え
る。

【００２０】次いでステップＳ２によりCPU７に対する
入力Ｘの読み取りを行う。入力Ｘの読み取りの後、ステ
ップＳ３により回転円板が１回転以上回転したか否かが
判定され、１回転するのを待ってステップＳ４に移行す
る。

【００２１】１回転したらステップＳ４でタイミング信
号を停止し、ステップＳ５に移る。ステップＳ５では、
回転円板が１回転する間に試験標を検出して得られた検
出信号の最大値、最小値を知り、最小値をオフセット値
として設定する。

【００２２】次いで、ステップＳ６に移行して、入力Ｘ
と比較すべき所定値Ｓを発生する。そして、ステップＳ
７に移行して「Ｘ＝Ｓか否か」の判定を行い、所定値で
あればステップＳ10に移行して出力を生じ動作終了とな
る。

【００２３】他方、入力Ｘが所定値でなければステップ
Ｓ8に移行して(Ｘ-Ｓ)を測定してステップＳ９に移行
し、(Ｘ-Ｓ)の大きさに応じて振幅調整係数Ｋを加減す
る。これにより、入力Ｘは所定値Ｓに等しくなるので、
ステップＳ１０に移行して出力を生じ、動作終了とな
る。

【００２４】図３は、図２に示した動作におけるオフセ
ット値の調整につき、示したものである。試験標の検出
信号は、図示するように、試験標による反射光量が減じ
ることに対応して試験標が検出位置を通過すると最大値
Maxから最小値Minに減じて再び最大値Maxに戻る、とい
う変化をする。ここで、最小値Minは、通常ゼロにはな
らずにある値を持っているから、この最小値Minをオフ
セット値として設定する。

【００２５】そして、検出信号からオフセット値が差し
引かれ、最大値Maxと最小値Minとの間で変化する信号が
出力として取り出される。この出力が、常に所定範囲に
あるように、図２により前述した振幅調整が行われる。

【００２６】（変形例）上記実施例では、発光回路およ
び受光回路が一組ずつの場合を想定したが、CPU７の入
力端にマルチプレクサと所要数のサンプルホールド回路
とを設けることにより、投受光回路の数が増しても、切
換方式で１つずつ検出信号をCPUに送り込むことができ
るから、複数の発光回路、受光回路がある場合でも対応
することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のように、電力量計の試験
標の検出信号を形成するCPUによってディジタル制御信
号を形成して乗算型D/A変換器に帰還させることによ
り、CPUの入力信号レベルの振幅値を最適値にするた
め、投受光器により検出した信号の大きさが変動しても
CPUには常に安定した検出信号が与えられる。この結
果、特性の異なる投受光素子を使用しても、あるいは投
受光器が回転円盤から離れて設置されていても、試験標
の検出が確実に安定して行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成を示す図。

【図２】図１に示した実施例におけるCPUの動作内容を
示すフローチャート。

【図３】図２のフローチャートによる動作中のオフセッ
ト値設定動作の説明図。

【図４】従来の電力量計における試験標検出器の回路構
成を示す図。

【符号の説明】

１発光回路２受光回路３外光除去回路３１アナログスイッチ３２，３３サンプルホールド回路３４減算回路４オフセット調整回路４１差動回路４２ D/A変換器４３増幅器５振幅調整回路５１乗算型D/A変換器５２増幅器６ A/D変換器７ CPU ８増幅器９出力回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力量計における計測電力量に応じて回転
する回転円盤の周囲に設置され、前記回転円盤に付され
た試験標を光学的に検知し、検出信号を形成する検出手
段と、この検出手段における検出信号から外光成分を除去して
純化された信号を形成する外光除去回路と、この外光除去回路で純化された信号のオフセット調整信
号を形成するオフセット調整回路と、このオフセット調整回路の出力が与えられる乗算型D/A
変換器およびこの乗算型D/A変換器の出力を増幅するア
ナログ増幅器を有し、前記乗算型D/A変換器が前記オフ
セット調整回路の出力の大きさを調整した上で前記アナ
ログ増幅器によって増幅することにより振幅の大きさを
適正範囲に調整する振幅調整回路と、この振幅調整回路の出力をディジタル変換するA/D変換
器と、このA/D変換器からのディジタル出力に基づき、前記試
験標の検出信号を形成するとともに、前記振幅調整回路
に前記ディジタル制御信号を与えるディジタル演算器と
をそなえた電力量計の試験標検出器。
【請求項２】請求項1記載の電力量計の試験標検出器に
おいて、前記ディジタル演算器は、前記オフセット調整回路に、オフセット調整信号を与え
るようにした電力量計の試験標検出器。