JP2015021926A - 電力量計の計量試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被試験計器の計量表示における最下位桁数値に注目して分解能よく短時間で比較し得る計量試験装置を提供すること。
【解決手段】被試験計器１００Ｘの計量値と標準計器１００Ｓの計量値とをデジタル的に比較して被試験計器の計量試験を行う電力量計の計量試験装置において、前記被試験計器の計量中に、この被試験計器の計量値における最下位桁数値が変化する時点を検出して検出信号を形成する検出手段１１１，１１１Ａ，１１１Ｃと、前記検出手段の検出信号に基づき、前記標準計器による計量値のカウント開始および終了を行い、標準計量値を得るカウンタ１１２と、前記標準計量値とこの標準計量値の計量時間における前記被試験計器の計量値とを比較する比較手段１１５とをそなえたことを特徴とする電力量計の計量試験装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力量計の計量試験装置に係り、とくにその高能率化かつ計量時間の短縮化のための構成に関する。

電力量計の計量試験とは、被試験電力量計（以下、被試験計器という）の電力量表示が正しい値を示すことを確認する試験である。

この試験は、図８に示すように、被試験計器１００Ｘおよび標準計器１００Ｓに同時に同電力を加えたとき、被試験計器の計量表示が標準計器の計量表示からどれだけ離れているかを知るものである。

そして、被試験計器１００Ｘの計量値と、標準計器１００Ｓの計量パルスをパルスカウンタで計数し、計量値換算器で換算して得た標準計量値とを比較器で比較することにより試験を行う。

ここで、電力量計は、従来の機械式に替わって電子式が普及しつつあり、その計量回路は図９に示す構成となっている。すなわち、電流Ｉ，電圧Ｖを乗算器１００Ｘａで乗算（Ｉ×Ｖ）し乗算値に相当する電力パルスを形成して計量カウンタ１００ｂでカウントし、そのカウント値を表示器１００Ｘｃに計量表示する。

表示は、単相３線式,１００Ｖ,６０Ａ（定格１２ｋＷ）の場合であれば、図１０に示すように、１ｋＷ単位で小数点下１桁までの数値表示であり、小数点下２桁以下は表示されない（定格１０ｋＷ未満の場合、小数点下２桁表示）。

計量試験（誤差試験）は、多数の計器を対象にするから、試験を能率的に行う必要があり、それには、高分解能で計量できることが条件になる。

計量試験の分解能は、表示値により定まるものであるから、表示されない範囲まで計量がされていても、現行試験方式の分解能は、小数点下1桁ということになる。分解能を高めるには、表示桁を小数点下２桁以下まで増やす方法があるが現実的ではない。

ここで、分解能とは、
分解能[％]＝
計量表示の最下位[ｋＷｈ]／被試験計器の計量値[ｋＷｈ]×１００
であり、また試験時間は、
試験時間[分]＝
被試験計器の計量値[ｋＷｈ]／定格の電力量[ｋＷｈ]×６０
である。

そして、試験の分解能を上げるには、被試験計器の計量値を増す必要があり、長い試験時間を要する。分解能と試験時間との関係は、下記第１表の通りである。

特開２００２−８２１５２号公報

このような観点から、計量試験では、誤差分が端的に現れる最下位桁（最低位桁）数値の表示が注目され、誤差試験用データ確定手段を設けるとの提案がなされている（特許文献１参照）。

他方で、計量試験では、多数の計器を能率よく試験する必要があり、分解能を保ちつつ能率化する必要がある。

本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、被試験計器の計量表示における最下位桁数値に注目して分解能よく短時間で比較し得る計量試験装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
被試験計器の計量値と標準計器の計量値とをデジタル的に比較して被試験計器の計量試験を行う電力量計の計量試験装置において、
前記被試験計器の計量中に、この被試験計器の計量値における最下位桁数値が変化する時点を検出して検出信号を形成する検出手段と、
前記検出手段の検出信号に基づき、前記標準計器による計量値のカウント開始および終了を行い、標準計量値を得るカウンタと、
前記標準計量値とこの標準計量値の計量時間における前記被試験計器の計量値とを比較する比較手段と
をそなえたことを特徴とする電力量計の計量試験装置、
を提供するものである。

本発明は上述のように、被試験計器の表示における最下位桁数値の表示変化を捉え、この表示変化の時点間における標準計器の計量値を得、被試験計器の計量値と標準計器の計量値とを取り出して比較するようにしたため、現実の表示を基準にする現行方式に比べて分解能が上がり短時間で被試験計量値と標準計量値とが得られる。この結果、高能率で計量試験を行うことができる。

本発明の基本的構成例の構成を示すブロック図。 図１に示した実施例の動作に関連して電力量計の表示変化の様子を示した説明図。 本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図。 本発明の第４の実施例の構成を示すブロック図。 本発明の第５の実施例の構成を示すブロック図。 従来の電力量計の計量試験方式を示すブロック図。 電子式電力量計における計量回路の構成を示すブロック図。 図８の計量試験方式における計量表示例を示す説明図。

本発明の概念

「分解能とサンプリング時間との関係」
電力量計の試験において、分解能を上げることは試験時間の短縮に直結する重要な事項である。表示計量値の繰り上がりの瞬間、つまりより下位の数値がゼロである瞬間、を検出して計量を行えば、計量表示桁をより下位桁まで拡げずに、分解能が向上した計量、所要時間を短縮した試験を行うことができる。

そこで、本発明では表示計量値の繰り上がり時点を検出し、この検出信号に基づき、試験を行うものである。

因みに、分解能とサンプリング時間、試験時間とサンプリング時間の各関係は、下記第２表(1)，(2)に示す通りである（何れも単相３線式,１００Ｖ,６０Ａ）。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

基本的構成

図１は、本発明による基本的構成例を示したもので、被試験計器１００Ｘに検出装置１１１が設けられている点を特徴とする。この検出装置１１１は、例えばカメラ、フォトセンサ等の撮像手段であり、被試験計器１００Ｘの表示変更を検出し、その検出信号をパルスカウンタ１１２にトリガ信号として与えることにより、カウンタ１１２の標準計器１００Ｓからのパルス信号の計数動作を開始、終了させる。

検出装置１１１は、後述するように、被試験計器１００Ｘの表示の最下位桁数値の変化を検出するもので、例えば小数点下一桁の数値が変化した時点でトリガ信号を出力してカウンタ１１２に与える。

カウンタ１１２は、被試験計器１００Ｘの表示変化から次の表示変化までの間（以下、計量期間という。）に、標準計器１００Ｓが計量した値を減算器１１４に出力する。他方、被試験計器１００Ｘ自体の計量値は、減算器１１３に出力される。２つの減算器１１３，１１４は、計量期間における被試験計器１００Ｘおよび標準計器１００Ｓの各計量値を比較器１１５に与える。

比較器１１５は、これら２つの計量値により試験計量値Ｘと標準計量値Ｓとの差（Ｘ−Ｓ）を求めて標準計量値Ｓで割り、１００を乗じることにより誤差率を求める。その後に、既知の標準計器の誤差ｅにより誤差率を補正して試験結果を算出する。

図２は、図１に示した構成例における試験動作に関連する表示内容の変化を示したものである。ここでは、原表示「００３９９．９」が次表示「００４００．０」に変わった時点、およびその後の表示変化を示している。

図示右側の原表示「００３９９．９」は、被試験計器１００Ｘに更なる電力が加わると、あるとき次表示「００４００．０」に切り換る。この瞬間、小数点下一桁の数値は、それより下位桁を含めて、それまでの「９」から「０」に変わる。図の右欄の上部２行は、この変化を示している。そして、次表示「００４００．０」を続けた後、次々表示「００４００．１」に変わる、という変化を示すことになる。

本発明では、原表示「００３９９．９」から次表示「００４００．０」に変る瞬間に、カウンタ１１２に標準計器１００Ｓの出力パルスを計数開始させ、被試験計器１００Ｘの計量値が原表示「００４０４．９」から指定計量値「００４０５．０」に達するまで、標準計器１００Ｓの出力パルスをカウンタ１１２に計数させる。

図３は、本発明の実施例１の構成を示したブロック図である。この実施例１は、図１に示した基本構成例における検出装置１１１が、撮像装置１１１Ａと認識装置１１１Ｂとに分割された点が異なる。

撮像装置１１１Ａは、前述の通り、表示中の最下位桁の表示変更を検出して検出信号を形成する。これを受ける認識装置１１１Ｂは、検出信号により表示変更の回数をカウントして、所定値に達したとき出力を形成してカウンタ１１２および減算器１１４に与える。

カウンタ１１２は、認識装置１１１Ｂの出力をカウント開始信号、カウント終了信号として標準計器１００Ｓの発するパルスをカウントして、カウント結果を減算器１１３に与える。カウント結果とは、カウント終了時のカウント値Ｓ２からカウント開始時のカウント値Ｓ１を差し引いた値Ｓ（＝Ｓ１−Ｓ２）に相当する電力量である。

他方、減算器１１４には、認識装置１１１Ｂから表示値つまり表示切換り時点の電力量Ｘ１、Ｘ２が与えられる。これは、被試験計器１００Ｘの表示切換り時点間に計測した電力量Ｘ（＝Ｘ２−Ｘ１）を算出するために用いられる。

これにより、減算器１１３は標準計器の計測した電力量Ｓを、もう一つの減算器１１４は被試験計器の計測した電力量Ｘを求めてそれぞれ比較器１１５に与える。比較器１１５は、被試験計器の計測した電力量Ｘと標準計器の計測した電力量Ｓとの差（Ｘ−Ｓ）を求める。この差（Ｘ−Ｓ）に基づき求めた｛（Ｘ−Ｓ）／Ｓ×１００｝を、標準計器の誤差ｅにより補正した誤差率が、許容範囲にあれば被試験計器の計量表示は合格、なければ不合格となる。

図４は、本発明の実施例２の構成を示したブロック図である。この実施例２では、標準計器１００Ｓの出力するパルスを分周器１１６に与え、分周器１１６が生じる分周出力を、トリガ信号として撮像装置１１１Ａおよび認識装置１１１Ｂに与える点が基本構成例と相違する。

この構成により、分周器１１６からトリガ信号が発せられる度に撮像装置１１１Ａから認識装置１１１Ｂに計量指令信号が与えられる。認識装置１１１Ｂでは、計量値の最下位の数値変化を最初に検出した時点におけるトリガ信号のカウント値を計量開始時値Ｘ１として記録する。

次いで、撮像装置１１１Ａからの予定の計量値に達して表示変化を検出した時点におけるトリガ信号のカウント値を計量終了時値Ｘ２として記録する。

これにより、記録された計量値Ｘ１，Ｘ２を減算器１１４に与えると、計量値Ｘ（＝Ｘ２−Ｘ１）が求められて比較器１１５に与えられる。他方、認識装置１１１Ｂは、カウント１１２にも信号を与えて計量開始時および計量終了時のカウンタ１１２のカウント値Ｓ１，Ｓ２を減算器１１３に与えさせるから、減算器１１３から比較器１１５に、標準計器１００Ｓの計量値Ｓ（＝Ｓ２−Ｓ１）が与えられる。この結果、比較器１１５は、被試験電力量計の計測量Ｘと標準電力量計の計測量Ｓとの差（Ｘ−Ｓ）を求めることができる。この差（Ｘ−Ｓ）に基づき求めた｛（Ｘ−Ｓ）／Ｓ×１００｝を、標準計器の誤差ｅにより補正した誤差率が、許容範囲にあれば被試験計器の計量表示は合格、なければ不合格となる。

この実施例２のように、分周器を用いる場合、予め分周値に標準計器の誤差を加味しておくことにより、標準計器の誤差加算が不要になる。

図５は、本発明の実施例３の構成を示したブロック図である。この実施例３は、実施例１，２における撮像装置１１１Ａ、認識装置１１１Ｂに替えて通信端子１１１Ｃおよび通信装置１１１Ｄを用いている。

通信端子１１１Ｃは、計量値表示とは別に、計量値を電子出力する端子であり、この端子を利用して表示内容を電子的に通信装置１１１Ｄに送って、通信装置１１１Ｄからカウンタ１１２に対して計量開始および計量終了の信号を与えさせるようにしている。

計量表示によらずに試験動作を行う点を除くその他の点は、実施例１，２と同様である。

図６は、本発明の実施例４の構成を示したブロック図である。この実施例４は、電子式被試験計器が持っている電力量に対応したパルス出力機能を利用して標準計器の替りをさせるものである。

このパルス出力は、赤外線または電気信号で出力されるので、図６では赤外線検出用の受光器１１７を設けている。この受光器１１７の出力は、実施例２と同様に分周器１１６に与えられる。

図７は、本発明の実施例５の構成を示したブロック図である。この実施例５は、実施例４における分周器１１６を省略したものであり、受光器１１７の出力は、カウンタ１１２に与えられる。

１０ 電圧・電流発生器、１００Ｘ 被試験計器、１００Ｓ 標準計器、
１１１ 検出装置、１１１Ａ 撮像装置、１１１Ｂ 認識装置、
１１１Ｃ 通信端子、１１１Ｄ 通信装置、１１２ カウンタ、
１１３，１１４ 減算器、１１５ 比較器、１１６ 分周器、１１７ 受光器。

Claims (5)

1. 被試験計器の計量値と標準計器の計量値とをデジタル的に比較して被試験計器の計量試験を行う電力量計の計量試験装置において、
   前記被試験計器の計量中に、この被試験計器の計量値における最下位桁数値が変化する時点を検出して検出信号を形成する検出手段と、
   前記検出手段の検出信号に基づき、前記標準計器による計量値のカウント開始および終了を行い、標準計量値を得るカウンタと、
   前記標準計量値とこの標準計量値の計量時間における前記被試験計器の計量値とを比較する比較手段と
   をそなえたことを特徴とする電力量計の計量試験装置。
2. 請求項1記載の電力量計の計量試験装置において、
   前記検出手段は、
   前記被試験計器の計量値表示の画像信号を形成する撮像手段と、
   前記画像信号から前記被試験計器の計量値における最下位桁数値の変化時点を検出する認識手段と
   をそなえたことを特徴とする電力量計の計量試験装置。
3. 請求項２記載の電力量計の計量試験装置において、
   前記標準計器の計量値出力を分周して得たデジタル信号を出力する分周器をそなえ、
   前記比較手段は、前記デジタル信号をカウントしたカウント値を記録し、このカウント値を用いて前記標準計量値とこの標準計量値の計量時間における前記被試験計器の計量値とを比較するようにしたことを特徴とする電力量計の計量試験装置。
4. 請求項１記載の電力量計の計量試験装置において、
   前記検出手段は、前記被試験計器の計量出力を信号出力する通信手段であり、
   前記変化認識手段は、前記通信手段からの信号により変化時点を認識する
   ことを特徴とする電力量計の計量試験装置。
5. 請求項1記載の電力量計の計量試験装置において、
   前記被試験計器は、計量値とは別個に計量電力に応じた電力対応信号を形成するものであり、この電力対応信号を前記標準計量値に替えて前記比較手段に与えるようにしたことを特徴とする電力量計の計量試験装置。

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