JP2862334B2 - 交流電圧測定器 - Google Patents
交流電圧測定器Info
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- JP2862334B2 JP2862334B2 JP13097490A JP13097490A JP2862334B2 JP 2862334 B2 JP2862334 B2 JP 2862334B2 JP 13097490 A JP13097490 A JP 13097490A JP 13097490 A JP13097490 A JP 13097490A JP 2862334 B2 JP2862334 B2 JP 2862334B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は直流分が重畳した交流信号もその実効値を
測定することができる交流電圧測定器に関する。
測定することができる交流電圧測定器に関する。
「従来の技術」 第４図に従来の交流電圧測定器を示す。入力端子11か
ら入力された被測定信号はレンジング増幅器12で増幅さ
れ、その増幅出力は絶対値回路13により絶対値信号に変
換され、その絶対値信号は２乗回路14で２乗され、その
２乗出力は平均回路15で平均化され、その平均化出力は
開平回路16で開平演算され、その開平出力はAD変換器17
でデジタル信号に変換され、そのデジタル信号は表示器
18に表示される。絶対値回路13と２乗回路14と平均回路
15と開平回路16とは実効値回路19を構成し、入力交流信
号の実効値を示す信号を出力する。
ら入力された被測定信号はレンジング増幅器12で増幅さ
れ、その増幅出力は絶対値回路13により絶対値信号に変
換され、その絶対値信号は２乗回路14で２乗され、その
２乗出力は平均回路15で平均化され、その平均化出力は
開平回路16で開平演算され、その開平出力はAD変換器17
でデジタル信号に変換され、そのデジタル信号は表示器
18に表示される。絶対値回路13と２乗回路14と平均回路
15と開平回路16とは実効値回路19を構成し、入力交流信
号の実効値を示す信号を出力する。
レンジング増幅器12は絶対値回路13の入力が所定のレ
ベル範囲になるように入力端子11の被測定信号を増幅す
る。つまり被測定信号のレベルが大きい場合は増幅器12
の利得を小とし、被測定信号のレベルが小さい場合は増
幅器12の利得を大とし、常に適切なレベルで測定を行
う。
ベル範囲になるように入力端子11の被測定信号を増幅す
る。つまり被測定信号のレベルが大きい場合は増幅器12
の利得を小とし、被測定信号のレベルが小さい場合は増
幅器12の利得を大とし、常に適切なレベルで測定を行
う。
「発明が解決しようとする課題」 レンジング増幅器12には一般にオフセットが存在し、
つまり増幅器12の入力信号がゼロでも増幅器12から出力
が生じている。直流が重畳した交流信号をも測定するた
めには、増幅器12の出力をコンデンサで直流遮断してオ
フセットの影響を除去することはできない。オフセット
の影響を除去するために、入力端子11を接地し、その時
のAD変換器17の出力値を測定し、この測定値、つまりオ
フセットに対応する値を保持しておき、入力端子11から
の被測定信号に対するAD変換器17の出力値から前記測定
したオフセット分を差し引くことが考えられる。しか
し、２乗回路14は小入力に対して正しい２乗出力を出す
ことができないため、実効値回路19の変換特性がゼロレ
ベル付近で直線性がない。一方、前記オフセットは小さ
いレベルであるため、前述のようにしてオフセットと対
応した値を測定しても、正しいオフセット値を得ること
はできない。
つまり増幅器12の入力信号がゼロでも増幅器12から出力
が生じている。直流が重畳した交流信号をも測定するた
めには、増幅器12の出力をコンデンサで直流遮断してオ
フセットの影響を除去することはできない。オフセット
の影響を除去するために、入力端子11を接地し、その時
のAD変換器17の出力値を測定し、この測定値、つまりオ
フセットに対応する値を保持しておき、入力端子11から
の被測定信号に対するAD変換器17の出力値から前記測定
したオフセット分を差し引くことが考えられる。しか
し、２乗回路14は小入力に対して正しい２乗出力を出す
ことができないため、実効値回路19の変換特性がゼロレ
ベル付近で直線性がない。一方、前記オフセットは小さ
いレベルであるため、前述のようにしてオフセットと対
応した値を測定しても、正しいオフセット値を得ること
はできない。
このため従来においてはレンジング増幅器12の非反転
入力端に可変抵抗器21を通じて適度な正電圧または負電
圧を与えることができるようにされ、この交流電圧測定
器の出荷前に入力端子11を接地した状態で、レンジング
増幅器12の出力を直流電圧計で測定し、この測定値がゼ
ロになるように可変抵抗器21を調整してオフセットの影
響を除去していた。このため可変抵抗器21の調整の手間
を必要とし、増幅器12の出力を測定する直流電圧計を必
要とし、しかも出荷後において、温度変動や経年変化
で、オフセットの打ち消しが不十分になる問題があっ
た。
入力端に可変抵抗器21を通じて適度な正電圧または負電
圧を与えることができるようにされ、この交流電圧測定
器の出荷前に入力端子11を接地した状態で、レンジング
増幅器12の出力を直流電圧計で測定し、この測定値がゼ
ロになるように可変抵抗器21を調整してオフセットの影
響を除去していた。このため可変抵抗器21の調整の手間
を必要とし、増幅器12の出力を測定する直流電圧計を必
要とし、しかも出荷後において、温度変動や経年変化
で、オフセットの打ち消しが不十分になる問題があっ
た。
「課題を解決するための手段」 請求項１の発明によれば、入力端子とレンジング増幅
器との間に切替えスイッチが直列に挿入され、入力端子
と接地とがレンジング増幅器に切替え接続され、切替え
スイッチと実効値回路との間において加算回路が直列に
挿入され、交流のバイアス信号が切替えスイッチの出力
信号又はレンジング増幅器の出力信号に加算され、切替
えスイッチを接地に接続した状態でのAD変換器の出力値
Vzoと、切替スイッチを入力端子に接続した状態でのAD
変換器の出力値V1とから が演算部で演算され、その演算結果が被測定信号の測定
値として表示器に表示される。
器との間に切替えスイッチが直列に挿入され、入力端子
と接地とがレンジング増幅器に切替え接続され、切替え
スイッチと実効値回路との間において加算回路が直列に
挿入され、交流のバイアス信号が切替えスイッチの出力
信号又はレンジング増幅器の出力信号に加算され、切替
えスイッチを接地に接続した状態でのAD変換器の出力値
Vzoと、切替スイッチを入力端子に接続した状態でのAD
変換器の出力値V1とから が演算部で演算され、その演算結果が被測定信号の測定
値として表示器に表示される。
請求項２の発明によれば、入力端子とレンジング増幅
器との間に切替えスイッチが直列に挿入され、入力端子
と接地とがレンジング増幅器に切替え接続され、絶対値
回路と２乗回路との間に加算回路が直列に挿入され、絶
対値回路の出力に直流のバイアス信号が加算され、切替
えスイッチを接地に接続した状態でのAD変換器の出力値
Vzoと、切替えスイッチを入力端子に接続した状態でのA
D変換器の出力値V1とから が演算部で演算され、その演算結果が表示器に被測定信
号の測定値として表示される。
器との間に切替えスイッチが直列に挿入され、入力端子
と接地とがレンジング増幅器に切替え接続され、絶対値
回路と２乗回路との間に加算回路が直列に挿入され、絶
対値回路の出力に直流のバイアス信号が加算され、切替
えスイッチを接地に接続した状態でのAD変換器の出力値
Vzoと、切替えスイッチを入力端子に接続した状態でのA
D変換器の出力値V1とから が演算部で演算され、その演算結果が表示器に被測定信
号の測定値として表示される。
「実施例」 第１図に請求項１の発明の実施例を示し、第４図と対
応する部分に同一符号を付けてある。この発明によれば
入力端子11と接地とをレンジング増幅器12へ切替え接続
する切替えスイッチ22が設けられ、この切替えスイッチ
22とレンジング増幅器12との間に加算回路23が直列に挿
入され、加算回路23はバイアス源24から交流のバイアス
信号が供給されて、切替えスイッチ22の出力に加算され
る。レンジング増幅器12は利得が一定の場合であり、被
測定信号とバイアス信号とを加算した信号が所定のレベ
ル範囲内に入るように増幅する。バイアス信号はその増
幅器12の出力が実効値回路19の小入力レベルにおける非
直線領域を越え直線領域に入る振幅（レベル）に選定さ
れる。
応する部分に同一符号を付けてある。この発明によれば
入力端子11と接地とをレンジング増幅器12へ切替え接続
する切替えスイッチ22が設けられ、この切替えスイッチ
22とレンジング増幅器12との間に加算回路23が直列に挿
入され、加算回路23はバイアス源24から交流のバイアス
信号が供給されて、切替えスイッチ22の出力に加算され
る。レンジング増幅器12は利得が一定の場合であり、被
測定信号とバイアス信号とを加算した信号が所定のレベ
ル範囲内に入るように増幅する。バイアス信号はその増
幅器12の出力が実効値回路19の小入力レベルにおける非
直線領域を越え直線領域に入る振幅（レベル）に選定さ
れる。
切替えスイッチ22を接地に接続した状態におけるAD変
換器17の出力値Vzoを演算部25内のレジスタに格納し、
切替えスイッチ22を入力端子11に接続した状態における
AD変換器17の出力値V1と、先に測定したVzoとにより が演算部25で演算され、その演算結果が表示器18に表示
される。バイアス信号の振幅をVrとし、レンジング増幅
器12のオフセットVoffとすると、 とななる（増幅器12の利得を１としている）。また、入
力端子11の被測定信号をVinとすると、 となる。従って、 となり、増幅器12のオフセットの影響が除去され、かつ
バイアス信号も除去され、被測定信号Vinを測定するこ
とができる。
換器17の出力値Vzoを演算部25内のレジスタに格納し、
切替えスイッチ22を入力端子11に接続した状態における
AD変換器17の出力値V1と、先に測定したVzoとにより が演算部25で演算され、その演算結果が表示器18に表示
される。バイアス信号の振幅をVrとし、レンジング増幅
器12のオフセットVoffとすると、 とななる（増幅器12の利得を１としている）。また、入
力端子11の被測定信号をVinとすると、 となる。従って、 となり、増幅器12のオフセットの影響が除去され、かつ
バイアス信号も除去され、被測定信号Vinを測定するこ
とができる。
また、 の測定は、バイアス信号Vrがある程度以上あり、実効値
回路19の非直線領域を外れているため、正確に測定する
ことができ、よって被測定信号の測定も正確に行われ
る。
回路19の非直線領域を外れているため、正確に測定する
ことができ、よって被測定信号の測定も正確に行われ
る。
第２図に示すように加算回路23をレンジング増幅器12
と実効値回路19との間に挿入してもよい。この場合は被
測定信号はレンジング増幅器12で所定のレベル範囲に設
定されるから、レンジング増幅器12の利得を変更し、被
測定信号の測定可能レベル範囲を広くすることができ
る。この場合は、レンジング増幅器12の各設定利得に対
応したVzoを測定することが好ましい。なお、第１図の
場合でも、ある程度はレンジング増幅器12の利得を変更
することはできる。
と実効値回路19との間に挿入してもよい。この場合は被
測定信号はレンジング増幅器12で所定のレベル範囲に設
定されるから、レンジング増幅器12の利得を変更し、被
測定信号の測定可能レベル範囲を広くすることができ
る。この場合は、レンジング増幅器12の各設定利得に対
応したVzoを測定することが好ましい。なお、第１図の
場合でも、ある程度はレンジング増幅器12の利得を変更
することはできる。
第３図に請求項２の発明の実施例を示し、第１図、第
４図と対応する部分に同一符号を付けてある。この実施
例では絶対値回路13と２乗回路14との間に直列に加算回
路26が挿入され、その加算回路26にバイアス源27から直
流のバイアス信号が絶対値回路13の出力に加算される。
バイアス源27のバイアス信号は絶対値回路13の出力と同
一極性であり、かつ２乗回路14の入力−出力特性におけ
る小レベルの非２乗特性範囲より大に選定されている。
４図と対応する部分に同一符号を付けてある。この実施
例では絶対値回路13と２乗回路14との間に直列に加算回
路26が挿入され、その加算回路26にバイアス源27から直
流のバイアス信号が絶対値回路13の出力に加算される。
バイアス源27のバイアス信号は絶対値回路13の出力と同
一極性であり、かつ２乗回路14の入力−出力特性におけ
る小レベルの非２乗特性範囲より大に選定されている。
切替えスイッチ22を接地に接続した状態でのAD変換器
17の出力値Vzoを演算部25内に格納し、切替えスイッチ2
2を入力端子11に接続した状態でのAD変換器17の出力値V
1を測定し、演算部25で を演算し、その演算結果を表示器18に表示する。この
時、第１図の場合と同様に、レンジング増幅器12のオフ
セットと、実効値回路19における小入力の非直線との何
れにも影響されることなく、入力端子11の被測定信号を
正しく測定することができることは容易に理解されよ
う。なお、直流バイアス信号を絶対値回路13の入力側で
加算すると、被測定信号中の直流成分がその直流バイア
ス信号と逆極性でほゞ等しく、交流成分が小振幅の場合
は実効値回路19の非直線特性の影響を受け正確な測定を
行うことができない。加算回路26は抵抗器を用いた簡単
なものに限らず、演算増幅器を用いた加算回路を用いて
もよい。
17の出力値Vzoを演算部25内に格納し、切替えスイッチ2
2を入力端子11に接続した状態でのAD変換器17の出力値V
1を測定し、演算部25で を演算し、その演算結果を表示器18に表示する。この
時、第１図の場合と同様に、レンジング増幅器12のオフ
セットと、実効値回路19における小入力の非直線との何
れにも影響されることなく、入力端子11の被測定信号を
正しく測定することができることは容易に理解されよ
う。なお、直流バイアス信号を絶対値回路13の入力側で
加算すると、被測定信号中の直流成分がその直流バイア
ス信号と逆極性でほゞ等しく、交流成分が小振幅の場合
は実効値回路19の非直線特性の影響を受け正確な測定を
行うことができない。加算回路26は抵抗器を用いた簡単
なものに限らず、演算増幅器を用いた加算回路を用いて
もよい。
上述の何れの実施例においても切替えスイッチ22を接
地に接続した状態での測定と、入力端子11に接続した状
態での測定とは何れを先にしてもよい。一連の被測定信
号を測定する場合は、その測定に先立ち、Vzoを測定し
ておく、演算部25としてCPUを備えた制御機能も有する
ものを用い、演算部25により切替えスイッチ22の切替え
制御を自動的に行わせることもできる。同様に演算部25
によりレンジング増幅器12のレンジ切替え（利得変更）
を自動的に行わせることもできる。
地に接続した状態での測定と、入力端子11に接続した状
態での測定とは何れを先にしてもよい。一連の被測定信
号を測定する場合は、その測定に先立ち、Vzoを測定し
ておく、演算部25としてCPUを備えた制御機能も有する
ものを用い、演算部25により切替えスイッチ22の切替え
制御を自動的に行わせることもできる。同様に演算部25
によりレンジング増幅器12のレンジ切替え（利得変更）
を自動的に行わせることもできる。
「発明の効果」 以上述べたように、この発明によれば切替えスイッチ
22と、バイアス信号の加算手段と、 の演算手段とを設けることにより、直流成分を含む交流
信号でも、レンジング増幅器12のオフセット、および実
効値回路19の非直線特性に影響されることなく、被測定
信号を正確に測定することができる。従来におけるオフ
セットを打ち消すための可変抵抗器の調整、その調整の
ための直流電圧計を必要としない。しかも、温度変動や
経年変化があっても、その都度、Vzoを測定することに
より、正しい測定を行うことができる。
22と、バイアス信号の加算手段と、 の演算手段とを設けることにより、直流成分を含む交流
信号でも、レンジング増幅器12のオフセット、および実
効値回路19の非直線特性に影響されることなく、被測定
信号を正確に測定することができる。従来におけるオフ
セットを打ち消すための可変抵抗器の調整、その調整の
ための直流電圧計を必要としない。しかも、温度変動や
経年変化があっても、その都度、Vzoを測定することに
より、正しい測定を行うことができる。
第１図は請求項１の発明の実施例を示すブロック図、第
２図はその他の実施例を示すブロック図、第３図は請求
項２の発明の実施例を示すブロック図、第４図は従来の
交流電圧測定器を示すブロック図である。
２図はその他の実施例を示すブロック図、第３図は請求
項２の発明の実施例を示すブロック図、第４図は従来の
交流電圧測定器を示すブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項１】入力端子からの被測定信号をレンジング増
幅器で増幅し、その増幅出力を実効値回路へ供給して実
効値信号に変換し、その実効値信号をAD変換器でデジタ
ル信号に変換する交流電圧測定器において、 上記入力端子と上記レンジング増幅器との間に直列に挿
入され、上記入力端子と接地とを切替えて上記レンジン
グ増幅器へ接続する切替えスイッチと、 その切替スイッチと上記実効値回路との間に直列に挿入
され、交流のバイアス信号を上記切替えスイッチの出力
信号又は上記レンジング増幅器の出力信号に加算する加
算回路と、 上記切替えスイッチを接地に接続した状態での上記AD変
換器の出力値Vzoと、上記切替スイッチを上記入力端子
に接続した状態での上記AD変換器の出力値V1とから、 を演算する演算部と、 その演算結果を上記被測定信号の測定値とし表示する表
示器と、 を設けたことを特徴とする交流電圧測定器。 - 【請求項２】入力端子からの被測定信号をレンジング増
幅器で増幅し、その増幅出力を絶対値回路で絶対値信号
とし、その絶対値信号を２乗回路で２乗し、その２乗出
力を平均回路で平均化し、その平均化出力を開平回路で
開平し、その開平出力をAD変換器でデジタル信号に変換
する交流電圧測定器において、 上記入力端子と上記レンジング増幅器との間に直列に挿
入され、上記入力端子と接地とを切替えて上記レンジン
グ増幅器へ接続する切替えスイッチと、 上記絶対値回路と上記２乗回路との間に直列に挿入さ
れ、上記絶対値回路の出力に直流のバイアス信号を加算
する加算回路と、 上記切替えスイッチを接地に接続した状態での上記AD変
換器の出力値Vzoと、上記切替えスイッチを上記入力端
子に接続した状態での上記AD変換器の出力値V1とから、 を演算する演算部と、 その演算結果を上記被測定信号の測定値とし表示する表
示器と、 を設けたことを特徴とする交流電圧測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13097490A JP2862334B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 交流電圧測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13097490A JP2862334B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 交流電圧測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425769A JPH0425769A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2862334B2 true JP2862334B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=15046956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13097490A Expired - Fee Related JP2862334B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 交流電圧測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862334B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP13097490A patent/JP2862334B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0425769A (ja) | 1992-01-29 |
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