JP2847937B2 - ディジタル交流電力計 - Google Patents
ディジタル交流電力計Info
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- JP2847937B2 JP2847937B2 JP25963790A JP25963790A JP2847937B2 JP 2847937 B2 JP2847937 B2 JP 2847937B2 JP 25963790 A JP25963790 A JP 25963790A JP 25963790 A JP25963790 A JP 25963790A JP 2847937 B2 JP2847937 B2 JP 2847937B2
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- Japan
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- phase
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電力，無効電力，力率等の表示を行なう交流
電力計に関し、更に詳しくは電力，無効電力，力率等の
表示と共に電圧・電流間の位相差（進み／遅れ）の表示
を行なうディジタル交流電力計に関する。
電力計に関し、更に詳しくは電力，無効電力，力率等の
表示と共に電圧・電流間の位相差（進み／遅れ）の表示
を行なうディジタル交流電力計に関する。
＜従来の技術＞ 一般に、交流電力計では、電力，無効電力，力率等の
数値表示とあわせて、被測定電圧に対する電流の位相の
進み／遅れをも表示することで、被測定物の状態がわか
るようにしている。
数値表示とあわせて、被測定電圧に対する電流の位相の
進み／遅れをも表示することで、被測定物の状態がわか
るようにしている。
PWM時分割掛け算によるアナログ演算方式の交流電力
計では、位相の進み／遅れが演算結果に極性となって直
接的に得られる。従って、このようにして得られた極性
を、電力表示と共に行なっている。
計では、位相の進み／遅れが演算結果に極性となって直
接的に得られる。従って、このようにして得られた極性
を、電力表示と共に行なっている。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上記以外のディジタル方式の交流電力計としては、電
圧，電流各々を所定のレベルに増幅した後、ゼロクロス
コンパレータを通してロジックレベルの波形に整形し
て、Ｄ型フリップフロップによる位相弁別回路により位
相の進み／遅れを検出して表示するものがある。
圧，電流各々を所定のレベルに増幅した後、ゼロクロス
コンパレータを通してロジックレベルの波形に整形し
て、Ｄ型フリップフロップによる位相弁別回路により位
相の進み／遅れを検出して表示するものがある。
この方式によれば、位相検出のための専用の回路が必
要になる。また、力率が１に近いときに位相にジッタが
あると、位相進み／遅れの表示が頻繁に変化し、安定し
て読み取ることができないといった問題がある。
要になる。また、力率が１に近いときに位相にジッタが
あると、位相進み／遅れの表示が頻繁に変化し、安定し
て読み取ることができないといった問題がある。
本発明は上記した課題を解決するためになされたもの
であって、その目的は、位相検出のための専用の回路を
必要とせず、また、力率が１に近く位相にジッタがある
場合でも安定して位相進み／遅れの表示が安定したディ
ジタル交流電力計を実現することを目的とする。
であって、その目的は、位相検出のための専用の回路を
必要とせず、また、力率が１に近く位相にジッタがある
場合でも安定して位相進み／遅れの表示が安定したディ
ジタル交流電力計を実現することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 上記した課題を解決する本発明は、電圧入力信号と電
流入力信号との瞬時値をディジタルサンプリングするデ
ータアクイジョン部と、 ディジタルサンプリングされた電圧と電流に関するデ
ータから電圧，電流の実効値及び電力等を演算するデー
タ処理部と、 一定周期毎にデータ処理部に割り込みをかけ演算結果
を読み出す総合処理部とを有し、 データ処理部に、電圧入力信号のゼロクロス検出演算
を行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による
進相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウ
ントする位相弁別手段を備えたものである。
流入力信号との瞬時値をディジタルサンプリングするデ
ータアクイジョン部と、 ディジタルサンプリングされた電圧と電流に関するデ
ータから電圧，電流の実効値及び電力等を演算するデー
タ処理部と、 一定周期毎にデータ処理部に割り込みをかけ演算結果
を読み出す総合処理部とを有し、 データ処理部に、電圧入力信号のゼロクロス検出演算
を行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による
進相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウ
ントする位相弁別手段を備えたものである。
＜作用＞ 本発明のディジタル交流電力計において、データ処理
部が、電圧入力信号のゼロクロス検出演算を行ない、ゼ
ロクロス検出時に電流入力信号の値による進相／遅相判
断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウントする。そ
して、所定期間毎のカウント結果に基づいて、進相／遅
相の表示が行なわれる。
部が、電圧入力信号のゼロクロス検出演算を行ない、ゼ
ロクロス検出時に電流入力信号の値による進相／遅相判
断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウントする。そ
して、所定期間毎のカウント結果に基づいて、進相／遅
相の表示が行なわれる。
＜実施例＞ 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す構成図で
ある。
ある。
この図において、１は電圧入力信号波形，電流入力信
号波形の瞬時値を捕捉（アクイジョン）し、A/D変換器
するデータアクイジョン部、２はサンプリングレート毎
にA/D変換器とサンプルホールド回路を起動するパルス
を出力するタイマ、３はDSP通により構成され、電圧，
電流の実効値の電力の実効値などを高速に演算するデー
タ処理部、４はディジタル交流電力計を統括制御する総
合処理部、５はアップデートデータ切り替え時間が設定
されているタイマである。
号波形の瞬時値を捕捉（アクイジョン）し、A/D変換器
するデータアクイジョン部、２はサンプリングレート毎
にA/D変換器とサンプルホールド回路を起動するパルス
を出力するタイマ、３はDSP通により構成され、電圧，
電流の実効値の電力の実効値などを高速に演算するデー
タ処理部、４はディジタル交流電力計を統括制御する総
合処理部、５はアップデートデータ切り替え時間が設定
されているタイマである。
この構成の動作は以下の通りである。
タイマ５がアップデートタイムになると、マイクロプ
ロセッサ4aに割り込みがかかり、これを起点として１回
の表示更新の処理が行なわれる。る。ここで、マイクロ
プロセッサ4aはデータ処理部３に割り込みをかけ、デー
タ処理部３で演算終了した各種データを受け取り、表示
のための処理を行なう。この時、位相弁別の結果のデー
タも受け取るが、データ処理部３内部のカウンタの数値
が正の符号であれば進相，負の符号であれば遅相である
とする。一方、データ処理部３では、データ転送後カウ
ンタをクリアして次回の位相判定に備える。
ロセッサ4aに割り込みがかかり、これを起点として１回
の表示更新の処理が行なわれる。る。ここで、マイクロ
プロセッサ4aはデータ処理部３に割り込みをかけ、デー
タ処理部３で演算終了した各種データを受け取り、表示
のための処理を行なう。この時、位相弁別の結果のデー
タも受け取るが、データ処理部３内部のカウンタの数値
が正の符号であれば進相，負の符号であれば遅相である
とする。一方、データ処理部３では、データ転送後カウ
ンタをクリアして次回の位相判定に備える。
ここで、データ処理部３の位相判定について、第２図
に示すフローチャート，第３図に示すデータ処理部３内
の位相判定手段の概略構成図，第４図に示すタイムチャ
ートを参照して詳しく説明する。
に示すフローチャート，第３図に示すデータ処理部３内
の位相判定手段の概略構成図，第４図に示すタイムチャ
ートを参照して詳しく説明する。
タイマ２からサンプリングプレート毎にサンプルホー
ルド回路1e,1fとA/D変換器1g,1hそれぞれを起動する起
動パルスが出た後、データアクイジョン部１からデータ
処理部３にデータが与えられ演算処理を行なう。
ルド回路1e,1fとA/D変換器1g,1hそれぞれを起動する起
動パルスが出た後、データアクイジョン部１からデータ
処理部３にデータが与えられ演算処理を行なう。
まず、通常の処理として、電圧実効値を得るための演
算（ステップ）、電流を得るための演算（ステップ
）、電力を得るための演算（ステップ）を行なう。
算（ステップ）、電流を得るための演算（ステップ
）、電力を得るための演算（ステップ）を行なう。
次に、位相弁別の処理を行なう。まず、ゼロクロスの
判断が必要か否かをゼロケロス判断部６が判断する（ス
テップ）。例えば、前回のサンプリング値vn-1が負側
の所定のゼロクロスコンパレータ電圧e1より小さいかを
比較演算する。ここで、vn-1＜e1であれば負から正に向
かってゼロクロスする側にあるので、処理を続行し、そ
れ以外はリターンする。次に、実際にゼロクロスが行な
われたかをゼロクロス判断部６が検出する（ステップ
）。例えば、今回の電圧サンプリング値vn（第４図
（ａ））が正側の所定のゼロクロスコンパレート電圧e2
より大きいかを比較演算する。ここで、vn＞e2であれば
負から正に向かってゼロクロスしているので、処理を続
行する。それ以外は未だゼロクロスに至っていないの
で、リターンする。
判断が必要か否かをゼロケロス判断部６が判断する（ス
テップ）。例えば、前回のサンプリング値vn-1が負側
の所定のゼロクロスコンパレータ電圧e1より小さいかを
比較演算する。ここで、vn-1＜e1であれば負から正に向
かってゼロクロスする側にあるので、処理を続行し、そ
れ以外はリターンする。次に、実際にゼロクロスが行な
われたかをゼロクロス判断部６が検出する（ステップ
）。例えば、今回の電圧サンプリング値vn（第４図
（ａ））が正側の所定のゼロクロスコンパレート電圧e2
より大きいかを比較演算する。ここで、vn＞e2であれば
負から正に向かってゼロクロスしているので、処理を続
行する。それ以外は未だゼロクロスに至っていないの
で、リターンする。
ゼロクロスしたことが確認されると、進相／遅相判断
部７が電流のサンプリング値in（第４図（ｂ））と、ゼ
ロクロスコンパレータ電圧e2と同じディジタル値の電流
値i2との大小関係を見ることにより、進相／遅相を判断
する（ステップ）。ここで、in＞i2にあれば進相であ
るので、カウンタ８の値Ｎを１つインクリメント（ステ
ップ）してリターンする。また、in＜i2であれば遅相
であるので、カウンタ８の値Ｎを１つデクリメント（ス
テップ）してリターンする。
部７が電流のサンプリング値in（第４図（ｂ））と、ゼ
ロクロスコンパレータ電圧e2と同じディジタル値の電流
値i2との大小関係を見ることにより、進相／遅相を判断
する（ステップ）。ここで、in＞i2にあれば進相であ
るので、カウンタ８の値Ｎを１つインクリメント（ステ
ップ）してリターンする。また、in＜i2であれば遅相
であるので、カウンタ８の値Ｎを１つデクリメント（ス
テップ）してリターンする。
以上の一連の位相判定の処理をアップデートタイムの
期間中繰り返す。従って、カウンタには、この期間の全
てのゼロクロス点の進相／遅相の弁別結果の合計の差が
記録されている。これを総合処理部４が、アップデート
タイム毎に読み出し、図外の表示装置に更新，表示す
る。
期間中繰り返す。従って、カウンタには、この期間の全
てのゼロクロス点の進相／遅相の弁別結果の合計の差が
記録されている。これを総合処理部４が、アップデート
タイム毎に読み出し、図外の表示装置に更新，表示す
る。
以上説明した実施例によれば、アップデートタイム期
間中の進相／遅相の弁別結果の平均をとってから表示を
行なっているので、力率が１に近い場合や位相にジッタ
がある場合であっても、進相／遅相の表示が頻繁に切り
替わることなく、安定した位相表示が行なえる。
間中の進相／遅相の弁別結果の平均をとってから表示を
行なっているので、力率が１に近い場合や位相にジッタ
がある場合であっても、進相／遅相の表示が頻繁に切り
替わることなく、安定した位相表示が行なえる。
また、以上の例はデータ処理部３をDSPで構成した場
合であるが、第５図に示すように回路素子に置き換えて
も同様の機能を実現できる。
合であるが、第５図に示すように回路素子に置き換えて
も同様の機能を実現できる。
この場合は、電圧入力をゼロクロスコンパレートした
結果をクロックとして受けるバイナリアップダウンカウ
ンタ15のアップ／ダウン端子にゼロクロスコンパレート
された電流入力が与えられる。こうすることにより、進
相／遅相の判断とカウンタのインクリメント／デクリメ
ントが同時に実現される。そして、タイマ17により設定
された一定周期毎に総合処理部16がバイナリアップダウ
ンカウンタ15からカウント結果をよみだすと共に、カウ
ント値をリセットする。
結果をクロックとして受けるバイナリアップダウンカウ
ンタ15のアップ／ダウン端子にゼロクロスコンパレート
された電流入力が与えられる。こうすることにより、進
相／遅相の判断とカウンタのインクリメント／デクリメ
ントが同時に実現される。そして、タイマ17により設定
された一定周期毎に総合処理部16がバイナリアップダウ
ンカウンタ15からカウント結果をよみだすと共に、カウ
ント値をリセットする。
以上説明したように、本実施例による位相弁別によれ
ば、特に位相弁別のための専用の回路構成を必要としな
いので、構成が簡単になると共に信頼性が向上する。ま
た、１回のアップデート期間中の多周期について位相弁
別し、各周期で検出された進み／遅れの各々の合計の差
から、この期間の進み／遅れを決定するようにしている
ので、力率が１に近く、位相角が小さく、位相にジッタ
がある場合でも、安定した位相表示を行うことができ
る。
ば、特に位相弁別のための専用の回路構成を必要としな
いので、構成が簡単になると共に信頼性が向上する。ま
た、１回のアップデート期間中の多周期について位相弁
別し、各周期で検出された進み／遅れの各々の合計の差
から、この期間の進み／遅れを決定するようにしている
ので、力率が１に近く、位相角が小さく、位相にジッタ
がある場合でも、安定した位相表示を行うことができ
る。
＜発明の効果＞ 以上詳細に説明したように、本発明では、電圧入力信
号と電流入力信号との瞬時値をディジタルサンプリング
するデータアクイジョン部と、 ディジタルサンプリングされた電流と電圧に関するデ
ータから電圧，電流の実効値及び電力等を演算するデー
タ処理部と、 一定周期毎にデータ処理部に割り込みをかけ演算結果
を読み出す総合処理部とを有し、 データ処理部は、電圧入力信号のゼロクロス検出演算
を行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による
進相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウ
ントする位相弁別手段を備えるようにした。
号と電流入力信号との瞬時値をディジタルサンプリング
するデータアクイジョン部と、 ディジタルサンプリングされた電流と電圧に関するデ
ータから電圧，電流の実効値及び電力等を演算するデー
タ処理部と、 一定周期毎にデータ処理部に割り込みをかけ演算結果
を読み出す総合処理部とを有し、 データ処理部は、電圧入力信号のゼロクロス検出演算
を行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による
進相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウ
ントする位相弁別手段を備えるようにした。
この結果、本発明のディズタル交流電力計において、
データ処理部が、電圧入力信号のゼロクロス検出演算を
行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による進
相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウン
トする。そして、所定期間毎のカウント結果に基づい
て、進相／遅相の表示が行なわれる。
データ処理部が、電圧入力信号のゼロクロス検出演算を
行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による進
相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウン
トする。そして、所定期間毎のカウント結果に基づい
て、進相／遅相の表示が行なわれる。
従って、特に位相弁別のための専用の回路構成を必要
としないので、構成が簡単になると共に信頼性が向上す
る。また、１回のアップデート期間中の多周期について
位相弁別し、各周期で検出された進み／遅れの各々の合
計の差から、この期間の進み／遅れを決定するようにし
ているので、力率が１に近く、位相角が小さく、位相に
ジッタがある場合でも、安定した位相表示を行なうこと
ができる。
としないので、構成が簡単になると共に信頼性が向上す
る。また、１回のアップデート期間中の多周期について
位相弁別し、各周期で検出された進み／遅れの各々の合
計の差から、この期間の進み／遅れを決定するようにし
ているので、力率が１に近く、位相角が小さく、位相に
ジッタがある場合でも、安定した位相表示を行なうこと
ができる。
第１図は本発明の一実施例のディジタル交流電力計の構
成を示す構成図、 第２図は第１図に示した装置の動作状態における説明の
ためのフローチャート、 第３図は第１図に示した実施例の主要部の構成を示す構
成図、 第４図は第１図に示した実施例の動作を説明するための
タイムチャート、 第５図は本発明の他の実施例の構成を示す構成図であ
る。 １……データアクイジョン部 ２……タイマ、３……データ処理部 ４……総合処理部、５……タイマ ６……ゼロクロス判断部、７……進相／遅相判断部 ８……カウンタ
成を示す構成図、 第２図は第１図に示した装置の動作状態における説明の
ためのフローチャート、 第３図は第１図に示した実施例の主要部の構成を示す構
成図、 第４図は第１図に示した実施例の動作を説明するための
タイムチャート、 第５図は本発明の他の実施例の構成を示す構成図であ
る。 １……データアクイジョン部 ２……タイマ、３……データ処理部 ４……総合処理部、５……タイマ ６……ゼロクロス判断部、７……進相／遅相判断部 ８……カウンタ
Claims (1)
- 【請求項１】電圧入力信号と電流入力信号との瞬時値を
ディジタルサンプリングするデータアクイジョン部と、 ディジタルサンプリングされた電圧と電流に関するデー
タから電圧，電流の実効値及び電力等を演算するデータ
処理部と、 一定周期毎にデータ処理部に割り込みをかけ演算結果を
読み出す総合処理部とを有し、 データ処理部に、電圧入力信号のゼロクロス検出演算を
行ない、ゼロクロス検出時に電流入力信号の値による進
相／遅相判断を行ない、進相／遅相判断の結果をカウン
トする位相弁別手段を備えたことを特徴とするディジタ
ル交流電力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25963790A JP2847937B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | ディジタル交流電力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25963790A JP2847937B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | ディジタル交流電力計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04136770A JPH04136770A (ja) | 1992-05-11 |
| JP2847937B2 true JP2847937B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17336827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25963790A Expired - Fee Related JP2847937B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | ディジタル交流電力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847937B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429637B1 (en) | 2000-08-04 | 2002-08-06 | Analog Devices, Inc. | Electronic power meter with phase and non-linearity compensation |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25963790A patent/JP2847937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04136770A (ja) | 1992-05-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |