JP3056046B2 - 小型消費電力測定装置 - Google Patents
小型消費電力測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気器具の消費電力を
測定する装置の改良に関する。更に、詳細に述べれば、
装置を作動させるための電気エネルギーを接続した電源
から得るようにした、いわゆる自立型の小型消費電力測
定装置に関する。
測定する装置の改良に関する。更に、詳細に述べれば、
装置を作動させるための電気エネルギーを接続した電源
から得るようにした、いわゆる自立型の小型消費電力測
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型消費電力測定装置として、図
８のように、電源のコンセント５１と被測定対象となる
電気器具５２の電源プラグ５３との間に挿入され、電気
器具の消費電力を表示部５４で表示する電力測定装置５
０が知られている。なお、この装置５０は、動作に必要
な電気エネルギーをコンセント５１を介して電源から供
給されているため、装置５０内には特別な電源は不要と
されている。
８のように、電源のコンセント５１と被測定対象となる
電気器具５２の電源プラグ５３との間に挿入され、電気
器具の消費電力を表示部５４で表示する電力測定装置５
０が知られている。なお、この装置５０は、動作に必要
な電気エネルギーをコンセント５１を介して電源から供
給されているため、装置５０内には特別な電源は不要と
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この小型消費電力測定装置５０は、電流信号が正弦波に
ならないインバータ利用機器や歪の多い電源に接続され
た機器等を測定しようとすると、電流値や電圧値の精度
が悪くなり、結果として測定される消費電力は悪くなり
がちである。また、精度良く測定できる電力範囲は狭
く、消費電力が大きく異なる電気器具を一つの測定装置
で精度良く計ることはできない。更に、表示部５４で表
示される数値は消費電力のみとなっている。
この小型消費電力測定装置５０は、電流信号が正弦波に
ならないインバータ利用機器や歪の多い電源に接続され
た機器等を測定しようとすると、電流値や電圧値の精度
が悪くなり、結果として測定される消費電力は悪くなり
がちである。また、精度良く測定できる電力範囲は狭
く、消費電力が大きく異なる電気器具を一つの測定装置
で精度良く計ることはできない。更に、表示部５４で表
示される数値は消費電力のみとなっている。
【０００４】本発明は、消費電力を精度良く測定できる
小型消費電力測定装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、測定範囲を広くした小型消費電力測定装
置を提供することを目的とする。更に、本発明は、消費
電力以外の表示を行えるようにした小型消費電力測定装
置を提供することを目的とする。
小型消費電力測定装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、測定範囲を広くした小型消費電力測定装
置を提供することを目的とする。更に、本発明は、消費
電力以外の表示を行えるようにした小型消費電力測定装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１の発明は、電源のコンセントと被測定対象
となる電気器具の電源プラグとの間に挿入され、動作に
必要な電気エネルギーを電源から供給され、かつ電気器
具の消費電力を測定してなる小型消費電力測定装置にお
いて、電圧及び電流の各信号をその各１周期の二分の一
以下の間隔でサンプリングし測定する場合に、電圧信号
をその１周期の二分の一以下の間隔で、ある電圧ゼロ点
から１周期間サンプリングし、次の電圧１周期間につい
ては電流信号を同様間隔で測定している。また、請求項
２の発明は、消費電力の数値の他に、測定した消費電力
に基づいて計算した他の数値を表示できるようにしてい
る。更に、請求項３記載の発明は、電流測定レンジを複
数に分割し、電気器具に流れる電流の値に適合する測定
レンジを自動的に選択するようにしている。また、請求
項４の発明は、複数の電流測定レンジを設定し、各電流
測定レンジに対応してアナログスイッチを直列に接続し
たアンプを設け、これら各アンプへ入力される電流信号
の大きさを判断して、飽和せずに最も大きな値を出力す
るアンプに接続されたアナログスイッチをクローズする
よう信号を出力するコンパレータを備え、前記電気器具
に流れる電流の値に適合する測定レンジを前記コンパレ
ータによって自動的に選択すると共に、前記コンパレー
タがどのアナログスイッチをクローズさせているかの信
号を出力するものである。
め、請求項１の発明は、電源のコンセントと被測定対象
となる電気器具の電源プラグとの間に挿入され、動作に
必要な電気エネルギーを電源から供給され、かつ電気器
具の消費電力を測定してなる小型消費電力測定装置にお
いて、電圧及び電流の各信号をその各１周期の二分の一
以下の間隔でサンプリングし測定する場合に、電圧信号
をその１周期の二分の一以下の間隔で、ある電圧ゼロ点
から１周期間サンプリングし、次の電圧１周期間につい
ては電流信号を同様間隔で測定している。また、請求項
２の発明は、消費電力の数値の他に、測定した消費電力
に基づいて計算した他の数値を表示できるようにしてい
る。更に、請求項３記載の発明は、電流測定レンジを複
数に分割し、電気器具に流れる電流の値に適合する測定
レンジを自動的に選択するようにしている。また、請求
項４の発明は、複数の電流測定レンジを設定し、各電流
測定レンジに対応してアナログスイッチを直列に接続し
たアンプを設け、これら各アンプへ入力される電流信号
の大きさを判断して、飽和せずに最も大きな値を出力す
るアンプに接続されたアナログスイッチをクローズする
よう信号を出力するコンパレータを備え、前記電気器具
に流れる電流の値に適合する測定レンジを前記コンパレ
ータによって自動的に選択すると共に、前記コンパレー
タがどのアナログスイッチをクローズさせているかの信
号を出力するものである。
【０００６】加えて、測定した消費電力を時系列的に記
憶するメモリを保有させたり、測定した消費電力に基づ
いて計算した電気料金を表示させたりすることが好まし
い。また、測定した消費電力値を測定時刻に関する情報
とともにメモリカードに記憶させたり、測定した消費電
力に基づいて計算した消費電力量を表示できるようにし
ても良い。
憶するメモリを保有させたり、測定した消費電力に基づ
いて計算した電気料金を表示させたりすることが好まし
い。また、測定した消費電力値を測定時刻に関する情報
とともにメモリカードに記憶させたり、測定した消費電
力に基づいて計算した消費電力量を表示できるようにし
ても良い。
【０００７】また、連続する２周期間の前半の１周期間
でサンプリングした電圧値と後半の１周期間でサンプリ
ングした電流値について、それぞれ対応するもの同士を
掛け合わせ、その乗算値の和をとり、その値を前記の１
周期間のサンプリング数で割ることにより所定時秒の有
効消費電力の代表値として算出し、このサンプリングお
よび算出を１秒毎に行い、１分間の平均値を測定消費電
力値としても良い。
でサンプリングした電圧値と後半の１周期間でサンプリ
ングした電流値について、それぞれ対応するもの同士を
掛け合わせ、その乗算値の和をとり、その値を前記の１
周期間のサンプリング数で割ることにより所定時秒の有
効消費電力の代表値として算出し、このサンプリングお
よび算出を１秒毎に行い、１分間の平均値を測定消費電
力値としても良い。
【０００８】
【作用】したがって、本発明の小型消費電力測定装置
は、電源のコンセントと被測定対象となる電気器具の電
源プラグとの間に挿入される。そして、電気器具に電気
エネルギーがこの装置を介して供給される。すると、小
型消費電力測定装置は、電気器具の消費電力を測定す
る。なお、測定などに必要な電気エネルギーは電源から
供給される。
は、電源のコンセントと被測定対象となる電気器具の電
源プラグとの間に挿入される。そして、電気器具に電気
エネルギーがこの装置を介して供給される。すると、小
型消費電力測定装置は、電気器具の消費電力を測定す
る。なお、測定などに必要な電気エネルギーは電源から
供給される。
【０００９】この小型消費電力測定装置において、電圧
及び電流の各信号を毎秒１回の割合で１周期間その各１
周期の二分の一以下の間隔、例えば０．２ｍｓｅｃでサ
ンプリングし測定している。この電圧のサンプリング値
Ｖｓと電流のサンプリング値Ｉｓからｔ秒時の有効消費
電力Ｐｔを次の数式１から算出する。なお、Ｎは、１周
期間にサンプリングされるデータ数を示す。
及び電流の各信号を毎秒１回の割合で１周期間その各１
周期の二分の一以下の間隔、例えば０．２ｍｓｅｃでサ
ンプリングし測定している。この電圧のサンプリング値
Ｖｓと電流のサンプリング値Ｉｓからｔ秒時の有効消費
電力Ｐｔを次の数式１から算出する。なお、Ｎは、１周
期間にサンプリングされるデータ数を示す。
【００１０】
【数１】
【００１１】このような算出を１秒毎に１回行い、その
時秒の消費電力値として表示部に表示する。その際、消
費電力値のかわりに消費電力量や電気料金を表示させる
ようにしたり、消費電力値や消費電力量や電気料金を切
換により表示するようにしても良い。
時秒の消費電力値として表示部に表示する。その際、消
費電力値のかわりに消費電力量や電気料金を表示させる
ようにしたり、消費電力値や消費電力量や電気料金を切
換により表示するようにしても良い。
【００１２】また、測定レンジを自動的に選択する場
合、測定レンジに対応してアンプを設け、コンパレータ
によって各アンプへ入力される電流信号の大きさを判断
して、飽和せずに最も大きな値を出力するアンプに接続
されたアナログスイッチをクローズするよう信号を出力
しても良い。
合、測定レンジに対応してアンプを設け、コンパレータ
によって各アンプへ入力される電流信号の大きさを判断
して、飽和せずに最も大きな値を出力するアンプに接続
されたアナログスイッチをクローズするよう信号を出力
しても良い。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。
づいて詳細に説明する。
【００１４】図１から図４に本発明の小型消費電力測定
装置の一実施例を示す。この小型消費電力測定装置１
は、電源コンセント直結型で、電源のコンセント（図示
省略）に入るプラグ部２と、被測定対象となる電気器具
６の電源プラグ７が入れられるコンセント部３と、電気
器具の消費電力等を表示する表示部４と、装置内に入れ
られた電力測定回路５とから構成されている。なお、こ
の小型消費電力測定装置１の大きさは、１６０ｍｍ×１
００ｍｍ×７０ｍｍ程度となっている。
装置の一実施例を示す。この小型消費電力測定装置１
は、電源コンセント直結型で、電源のコンセント（図示
省略）に入るプラグ部２と、被測定対象となる電気器具
６の電源プラグ７が入れられるコンセント部３と、電気
器具の消費電力等を表示する表示部４と、装置内に入れ
られた電力測定回路５とから構成されている。なお、こ
の小型消費電力測定装置１の大きさは、１６０ｍｍ×１
００ｍｍ×７０ｍｍ程度となっている。
【００１５】本装置のブロックダイアグラムを図２に示
す。プラグ部２とコンセント部３とをつなぐ線１１，１
１の間にＡＣライン８の電圧を検出する変圧器１２を設
けている。検出された電圧信号Ｖが、電圧／電流測定切
替部１３と、電圧ゼロ点検出部１４と、ＡＣ／ＤＣ変換
部１５に入るように、変圧器１２とそれらを接続してい
る。また、線１１，１１の一方に、被測定対象となる電
気器具６に流入する負荷電流を検出する変流器１６を設
けている。検出された負荷電流の信号Ｉを入力するよう
に、変流器１６と電圧／電流測定切替部１３とを接続し
ている。なお、電圧／電流測定切替部１３は、測定する
電圧と電流の切替及び測定する電流範囲の切替の機能を
有している。
す。プラグ部２とコンセント部３とをつなぐ線１１，１
１の間にＡＣライン８の電圧を検出する変圧器１２を設
けている。検出された電圧信号Ｖが、電圧／電流測定切
替部１３と、電圧ゼロ点検出部１４と、ＡＣ／ＤＣ変換
部１５に入るように、変圧器１２とそれらを接続してい
る。また、線１１，１１の一方に、被測定対象となる電
気器具６に流入する負荷電流を検出する変流器１６を設
けている。検出された負荷電流の信号Ｉを入力するよう
に、変流器１６と電圧／電流測定切替部１３とを接続し
ている。なお、電圧／電流測定切替部１３は、測定する
電圧と電流の切替及び測定する電流範囲の切替の機能を
有している。
【００１６】この電圧／電流測定切替部１３へ入力した
電圧及び電流の各信号Ｖ，Ｉをデジタル化するため、８
ビットのＡ／Ｄ変換器１７をこの切替部１３に接続し、
更にこのＡ／Ｄ変換器１７にマイクロプロセッサ１８を
接続している。このマイクロプロセッサ１８は、消費電
力の計算等の各種の演算の他、電圧／電流測定切替部１
３やＡ／Ｄ変換器１７等の制御及び時計等の各機能を果
たしている。また、このマイクロプロセッサ１８は、時
計設定、電気料金設定及び表示切替の各スイッチからな
るスイッチ部１９と、更には、このマイクロプロセッサ
１８で制御されるメモリカード２０や液晶からなるディ
スプレイ２１に接続されている。
電圧及び電流の各信号Ｖ，Ｉをデジタル化するため、８
ビットのＡ／Ｄ変換器１７をこの切替部１３に接続し、
更にこのＡ／Ｄ変換器１７にマイクロプロセッサ１８を
接続している。このマイクロプロセッサ１８は、消費電
力の計算等の各種の演算の他、電圧／電流測定切替部１
３やＡ／Ｄ変換器１７等の制御及び時計等の各機能を果
たしている。また、このマイクロプロセッサ１８は、時
計設定、電気料金設定及び表示切替の各スイッチからな
るスイッチ部１９と、更には、このマイクロプロセッサ
１８で制御されるメモリカード２０や液晶からなるディ
スプレイ２１に接続されている。
【００１７】ＡＣ／ＤＣ変換部１５には、レギュレータ
２２が接続され、装置内の各部分へ電気を供給してい
る。また、このレギュレータ２２にはバックアップ用電
池も備えられている。
２２が接続され、装置内の各部分へ電気を供給してい
る。また、このレギュレータ２２にはバックアップ用電
池も備えられている。
【００１８】電圧／電流測定切替部１３は、測定する電
流範囲の切替機能を有しているが、その回路構成は図３
のとおりとなっている。即ち、変流器１６とＡ／Ｄ変換
器１７との間に、四つの測定レンジに対応したアンプ２
３，２４，２５，２６を並列に設けている。またアンプ
２３にはアナログスイッチ２７を、アンプ２４にはアナ
ログスイッチ２８を、アンプ２５にはアナログスイッチ
２９を、アンプ２６にはアナログスイッチ３０を、それ
ぞれ直列に設けている。そして、各アンプ２３，２４，
２５，２６の各入出力特性は図４に示すとおりである。
即ち、アンプ２３は（Ａ）、アンプ２４は（Ｂ）、アン
プ２５は（Ｃ）、そしてアンプ２６は（Ｄ）の各入出力
特性を有している。また、アンプ２３〜２６と並列にコ
ンパレータ３１が接続されている。コンパレータ３１
は、アンプ２３〜２６へ入力される電流信号Ｉの大きさ
を判断して、飽和せずに最も大きな値を出力するアンプ
に接続されたアナログスイッチをクローズするよう信号
を出力する。このようにして、飽和していない出力電圧
のうち最も大きな値をＡ／Ｄ変換器１７に入力するよう
にしている。同時に、コンパレータ３１は現在どのアナ
ログスイッチがクローズしているかをマイクロプロセッ
サ１８にも知らせている。
流範囲の切替機能を有しているが、その回路構成は図３
のとおりとなっている。即ち、変流器１６とＡ／Ｄ変換
器１７との間に、四つの測定レンジに対応したアンプ２
３，２４，２５，２６を並列に設けている。またアンプ
２３にはアナログスイッチ２７を、アンプ２４にはアナ
ログスイッチ２８を、アンプ２５にはアナログスイッチ
２９を、アンプ２６にはアナログスイッチ３０を、それ
ぞれ直列に設けている。そして、各アンプ２３，２４，
２５，２６の各入出力特性は図４に示すとおりである。
即ち、アンプ２３は（Ａ）、アンプ２４は（Ｂ）、アン
プ２５は（Ｃ）、そしてアンプ２６は（Ｄ）の各入出力
特性を有している。また、アンプ２３〜２６と並列にコ
ンパレータ３１が接続されている。コンパレータ３１
は、アンプ２３〜２６へ入力される電流信号Ｉの大きさ
を判断して、飽和せずに最も大きな値を出力するアンプ
に接続されたアナログスイッチをクローズするよう信号
を出力する。このようにして、飽和していない出力電圧
のうち最も大きな値をＡ／Ｄ変換器１７に入力するよう
にしている。同時に、コンパレータ３１は現在どのアナ
ログスイッチがクローズしているかをマイクロプロセッ
サ１８にも知らせている。
【００１９】次に、このように構成された小型消費電力
測定装置の動作について説明する。
測定装置の動作について説明する。
【００２０】この小型消費電力測定装置１のプラグ部２
が電源コンセントに入れられる。すると本装置１は自動
的にオンとなり、電気器具６の有無にかかわらず測定を
開始する。そして、コンセント部３に被測定対象となる
電気器具６の電源プラグ７を入れ、電気器具６をオンさ
せることにより、本装置１は電気器具６の消費電力の測
定を開始する。なお、電気器具６をオンさせると本装置
１が自動的にオンするように構成したり、本装置１をオ
ンするスイッチを設け、そのスイッチをオンさせること
により測定を開始させるようにしても良い。
が電源コンセントに入れられる。すると本装置１は自動
的にオンとなり、電気器具６の有無にかかわらず測定を
開始する。そして、コンセント部３に被測定対象となる
電気器具６の電源プラグ７を入れ、電気器具６をオンさ
せることにより、本装置１は電気器具６の消費電力の測
定を開始する。なお、電気器具６をオンさせると本装置
１が自動的にオンするように構成したり、本装置１をオ
ンするスイッチを設け、そのスイッチをオンさせること
により測定を開始させるようにしても良い。
【００２１】消費電力の測定は、まず、変圧器１２から
電圧ゼロ点検出部１４に入る電圧信号Ｖから電圧ゼロ点
を検出することから始まる。次に、マイクロプロセッサ
１８は、このゼロ点検出をトリガにして電圧／電流測定
切替部１３を電圧測定状態に切り替え、電圧信号Ｖのサ
ンプリングを１周期間（図５のＴ1 の期間）行う。そし
て、この１周期間（図５のＴ1 の期間）後の電圧ゼロ点
をトリガにして、マイクロプロセッサ１８は、電圧／電
流測定切替部１３を電流測定状態に切り替え、電流信号
Ｉのサンプリングを同じく１周期間（図５のＴ2 の期
間）行う。この際、コンパレータ３１は電流信号Ｉの大
きさを判断して飽和していない出力電圧のうち最も大き
な値をＡ／Ｄ変換１７に入力するようアナログスイッチ
２７〜３０を切り換えている。
電圧ゼロ点検出部１４に入る電圧信号Ｖから電圧ゼロ点
を検出することから始まる。次に、マイクロプロセッサ
１８は、このゼロ点検出をトリガにして電圧／電流測定
切替部１３を電圧測定状態に切り替え、電圧信号Ｖのサ
ンプリングを１周期間（図５のＴ1 の期間）行う。そし
て、この１周期間（図５のＴ1 の期間）後の電圧ゼロ点
をトリガにして、マイクロプロセッサ１８は、電圧／電
流測定切替部１３を電流測定状態に切り替え、電流信号
Ｉのサンプリングを同じく１周期間（図５のＴ2 の期
間）行う。この際、コンパレータ３１は電流信号Ｉの大
きさを判断して飽和していない出力電圧のうち最も大き
な値をＡ／Ｄ変換１７に入力するようアナログスイッチ
２７〜３０を切り換えている。
【００２２】なお、電圧信号Ｖ及び電流信号Ｉの各サン
プリングは、０．２ｍｓｅｃ間隔で行われる。そして、
その電圧のサンプリング値Ｖｓと電流のサンプリング値
Ｉｓは、Ａ／Ｄ変換器１７によりデジタル化され、マイ
クロプロセッサ１８に入力され、消費電力が演算され
る。この演算は、まずサンプリング値Ｖｓ，Ｉｓからｔ
秒時の有効消費電力Ｐｔを次の数式２から算出する。な
お、Ｎは、１周期間にサンプリングされるデータ数を示
し、ＡＣライン８の周波数が５０Ｈｚの時は、Ｎ＝１０
０となり、６０Ｈｚの時は、Ｎ＝８３となる。
プリングは、０．２ｍｓｅｃ間隔で行われる。そして、
その電圧のサンプリング値Ｖｓと電流のサンプリング値
Ｉｓは、Ａ／Ｄ変換器１７によりデジタル化され、マイ
クロプロセッサ１８に入力され、消費電力が演算され
る。この演算は、まずサンプリング値Ｖｓ，Ｉｓからｔ
秒時の有効消費電力Ｐｔを次の数式２から算出する。な
お、Ｎは、１周期間にサンプリングされるデータ数を示
し、ＡＣライン８の周波数が５０Ｈｚの時は、Ｎ＝１０
０となり、６０Ｈｚの時は、Ｎ＝８３となる。
【００２３】
【数２】
【００２４】このような算出を１秒毎に行い、１分間の
平均値（平均消費電力値）Ｐｍを次の数式３から算出
し、メモリカード２０に記憶させる。
平均値（平均消費電力値）Ｐｍを次の数式３から算出
し、メモリカード２０に記憶させる。
【００２５】
【数３】
【００２６】なお、測定された消費電力値Ｐt は、自動
的に表示部４のディスプレイ２１に表示される。また、
測定された消費電力値Ｐｍに基づき、測定開始以後の消
費電力量を算出したり、所定の変換式に基づき電気料金
を算出したりして、この表示部４に表示させることもで
きる。その際、表示部４には一つのディスプレイ２１の
みを設け、スイッチ部１９のスイッチの切り替えによ
り、消費電力値Ｐt 、消費電力量及び電気料金を切り替
え表示させたり、表示部４に三つのディスプレイ２１を
設け、各ディスプレイ２１のそれぞれに消費電力値Ｐt
、消費電力量及び電気料金を表示させたりすることが
適宜採用される。また、スイッチ部１９にオン期間のみ
各数値を表示させるスイッチを設けるようにしても良
い。
的に表示部４のディスプレイ２１に表示される。また、
測定された消費電力値Ｐｍに基づき、測定開始以後の消
費電力量を算出したり、所定の変換式に基づき電気料金
を算出したりして、この表示部４に表示させることもで
きる。その際、表示部４には一つのディスプレイ２１の
みを設け、スイッチ部１９のスイッチの切り替えによ
り、消費電力値Ｐt 、消費電力量及び電気料金を切り替
え表示させたり、表示部４に三つのディスプレイ２１を
設け、各ディスプレイ２１のそれぞれに消費電力値Ｐt
、消費電力量及び電気料金を表示させたりすることが
適宜採用される。また、スイッチ部１９にオン期間のみ
各数値を表示させるスイッチを設けるようにしても良
い。
【００２７】なお、消費電力量及び電気料金を表示させ
る場合、マイクロプロセッサ１８内に、図６に示す計算
フローに相当するプログラムを内蔵させることにより、
本装置１を利用者にとって理解し易く使用し易いものと
することができる。即ち、まず、ＩＣカードや各種メモ
リ類が採用されるメモリカード２０をリセットしスター
トさせる（図６のＡ１）。そのとき、消費電力量はゼロ
の状態である（Ａ２）。そして、１分間の平均消費電力
値Ｐｍを１分間毎に算出し、それらを積算し消費電力量
を求め、その値を保持（記憶）させる（Ａ３）。マイク
ロプロセッサ１８から消費電力量の表示命令（Ａ４）が
出されると、表示部４のディスプレイ２１にその時点の
消費電力量を表示させる（Ａ５）。また、同様にマイク
ロプロセッサ１８から電気料金の表示命令（Ａ６）が出
されると、表示部４のディスプレイ２１にその時点の消
費電力量から換算した電気料金を表示させる（Ａ７）。
一方、マイクロプロセッサ１８は、現在時刻が各月の１
日の午前０時００分か否かのチェック（Ａ８）を常時行
っており、もしそうであるなら、消費電力量の記憶をク
リアし、ゼロの状態に戻す（Ａ２）。もしその時刻が各
月の１日の午前０時００分でなければ、測定を継続し、
Ａ３の動作、即ち更に１分間の平均消費電力値Ｐｍを算
出し、積算し消費電力量を求め、その値を保持する。こ
のようにして、毎月１日の午前零時からの消費電力量と
電気料金が分かるようになる。ここで、電気料金の改定
が行われた場合は、スイッチ部１９の中の電気料金設定
スイッチで１ｋＷｈ当たりの単価を変更する操作をして
変更する。
る場合、マイクロプロセッサ１８内に、図６に示す計算
フローに相当するプログラムを内蔵させることにより、
本装置１を利用者にとって理解し易く使用し易いものと
することができる。即ち、まず、ＩＣカードや各種メモ
リ類が採用されるメモリカード２０をリセットしスター
トさせる（図６のＡ１）。そのとき、消費電力量はゼロ
の状態である（Ａ２）。そして、１分間の平均消費電力
値Ｐｍを１分間毎に算出し、それらを積算し消費電力量
を求め、その値を保持（記憶）させる（Ａ３）。マイク
ロプロセッサ１８から消費電力量の表示命令（Ａ４）が
出されると、表示部４のディスプレイ２１にその時点の
消費電力量を表示させる（Ａ５）。また、同様にマイク
ロプロセッサ１８から電気料金の表示命令（Ａ６）が出
されると、表示部４のディスプレイ２１にその時点の消
費電力量から換算した電気料金を表示させる（Ａ７）。
一方、マイクロプロセッサ１８は、現在時刻が各月の１
日の午前０時００分か否かのチェック（Ａ８）を常時行
っており、もしそうであるなら、消費電力量の記憶をク
リアし、ゼロの状態に戻す（Ａ２）。もしその時刻が各
月の１日の午前０時００分でなければ、測定を継続し、
Ａ３の動作、即ち更に１分間の平均消費電力値Ｐｍを算
出し、積算し消費電力量を求め、その値を保持する。こ
のようにして、毎月１日の午前零時からの消費電力量と
電気料金が分かるようになる。ここで、電気料金の改定
が行われた場合は、スイッチ部１９の中の電気料金設定
スイッチで１ｋＷｈ当たりの単価を変更する操作をして
変更する。
【００２８】本実施例では、電気器具６の種類や動作状
況によって大きく異なる電流値に追随して、四つの測定
レンジに対応したアンプ２３，２４，２５，２６の中か
ら適切なアンプ、即ち測定レンジを選択しているので、
Ａ／Ｄ変換器１７のデジタル化の誤差を小さくでき、測
定精度を向上させることができる。また、この測定レン
ジの自動選択により、測定開始時の初期設定や測定期間
中のレンジの再設定等の操作が不要となる。
況によって大きく異なる電流値に追随して、四つの測定
レンジに対応したアンプ２３，２４，２５，２６の中か
ら適切なアンプ、即ち測定レンジを選択しているので、
Ａ／Ｄ変換器１７のデジタル化の誤差を小さくでき、測
定精度を向上させることができる。また、この測定レン
ジの自動選択により、測定開始時の初期設定や測定期間
中のレンジの再設定等の操作が不要となる。
【００２９】また、本実施例では、小型消費電力測定装
置１を作動させるための電気エネルギーは、接続した電
源から供給を受け、ＡＣ／ＤＣ変換部１５でＤＣ電圧に
変換された後、レギュレータ２２により装置内の各部分
へ供給される。このような構成としているので、バッテ
リーの交換なしに長期間動作させることができる。な
お、消費電力値Ｐｔは、本装置１自体を動作させるため
に要した消費電力を差し引いた値としている。また、停
電や本装置１を一時的に電源のコンセントから外した場
合に対応するため、レギュレータ２２がバックアップ用
電池を備えており、積算した消費電力量や設定した電気
料金値等を内部メモリに保持すると同時に時計機能の動
作保持を行っている。尚、メモリカード２０はカード自
体に電池をもっており記憶内容を保持している。
置１を作動させるための電気エネルギーは、接続した電
源から供給を受け、ＡＣ／ＤＣ変換部１５でＤＣ電圧に
変換された後、レギュレータ２２により装置内の各部分
へ供給される。このような構成としているので、バッテ
リーの交換なしに長期間動作させることができる。な
お、消費電力値Ｐｔは、本装置１自体を動作させるため
に要した消費電力を差し引いた値としている。また、停
電や本装置１を一時的に電源のコンセントから外した場
合に対応するため、レギュレータ２２がバックアップ用
電池を備えており、積算した消費電力量や設定した電気
料金値等を内部メモリに保持すると同時に時計機能の動
作保持を行っている。尚、メモリカード２０はカード自
体に電池をもっており記憶内容を保持している。
【００３０】なお、上述の実施例は、本発明の好適な実
施例の一例ではあるが、これに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実
施可能である。例えば、小型消費電力測定装置１は、電
源コンセント直結型ではなく、図７のように一端にオス
のプラグ９を、他端にメスのプラグ１０を有する両端コ
ード型等各種の構成とすることができる。また、消費電
力量の記憶をクリアするのを毎月の１日の午前０時００
分とはせず、他の日、例えば２０日としたり、１年間単
位とし毎年の４月１日等としても良い。更に、１分間の
平均消費電力値Ｐｍを１分間毎に算出しかつその各１分
間の値をその時刻と共にメモリカード２０や他のメモリ
類に記憶させ、必要により過去１週間や過去１カ月また
は半年間の消費電力量や電気料金をマイクロプロセッサ
１８で算出させ、表示部４へ表示するようにすることも
できる。
施例の一例ではあるが、これに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実
施可能である。例えば、小型消費電力測定装置１は、電
源コンセント直結型ではなく、図７のように一端にオス
のプラグ９を、他端にメスのプラグ１０を有する両端コ
ード型等各種の構成とすることができる。また、消費電
力量の記憶をクリアするのを毎月の１日の午前０時００
分とはせず、他の日、例えば２０日としたり、１年間単
位とし毎年の４月１日等としても良い。更に、１分間の
平均消費電力値Ｐｍを１分間毎に算出しかつその各１分
間の値をその時刻と共にメモリカード２０や他のメモリ
類に記憶させ、必要により過去１週間や過去１カ月また
は半年間の消費電力量や電気料金をマイクロプロセッサ
１８で算出させ、表示部４へ表示するようにすることも
できる。
【００３１】また、電圧信号と電流信号を電圧ゼロ点を
トリガにし１周期間毎交互にサンプリングし測定するよ
うにしているが、電圧信号と電流信号を同時に並列処理
するようにしても良い。
トリガにし１周期間毎交互にサンプリングし測定するよ
うにしているが、電圧信号と電流信号を同時に並列処理
するようにしても良い。
【００３２】更に、本発明の小型消費電力測定装置１を
レンタル用の電気器具６に付加するようにしても良い。
こうすることにより、貸し出しの期間に電気器具６がど
のように、また、どの程度利用されたかを簡易に把握す
ることができる。そのため、レンタル料金を使用状況に
合わせてきめ細かく設定したり、電気器具６の残存寿命
を精度良く推定することができ、買い換え時期、買い換
え費用の準備に万全を期すことができる。
レンタル用の電気器具６に付加するようにしても良い。
こうすることにより、貸し出しの期間に電気器具６がど
のように、また、どの程度利用されたかを簡易に把握す
ることができる。そのため、レンタル料金を使用状況に
合わせてきめ細かく設定したり、電気器具６の残存寿命
を精度良く推定することができ、買い換え時期、買い換
え費用の準備に万全を期すことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の小型消費電力測定装置は、電圧と電流の各信号を５０
Ｈｚあるいは６０Ｈｚの周期に比べて十分短い間隔でサ
ンプリングし測定しているので、電流信号が５０Ｈｚあ
るいは６０Ｈｚの正弦波にならないインバータ利用機器
や歪の多い電源に接続された機器等の電圧や電流を精度
良く測定でき、この結果、消費電力を精度良く測定でき
る。
の小型消費電力測定装置は、電圧と電流の各信号を５０
Ｈｚあるいは６０Ｈｚの周期に比べて十分短い間隔でサ
ンプリングし測定しているので、電流信号が５０Ｈｚあ
るいは６０Ｈｚの正弦波にならないインバータ利用機器
や歪の多い電源に接続された機器等の電圧や電流を精度
良く測定でき、この結果、消費電力を精度良く測定でき
る。
【００３４】また、本発明の小型消費電力測定装置は、
電流測定レンジを複数に分割し、電気器具に流れる電流
の値に適合する測定レンジを自動的に選択するようにし
ているので、測定できる電力範囲は広くなり、消費電力
が大きく異なる電気器具を一つの測定装置で精度よく計
ることができるようになる。また、電気器具毎に測定レ
ンジを手動で切り替える作業も不要となる。この場合、
各測定レンジに対応してアナログスイッチを直列に接続
したアンプを設け、コンパレータによって各アンプへ入
力される電流信号の大きさを判断して、飽和せずに最も
大きな値を出力するアンプに接続されたアナログスイッ
チをクローズするようにしても良い。
電流測定レンジを複数に分割し、電気器具に流れる電流
の値に適合する測定レンジを自動的に選択するようにし
ているので、測定できる電力範囲は広くなり、消費電力
が大きく異なる電気器具を一つの測定装置で精度よく計
ることができるようになる。また、電気器具毎に測定レ
ンジを手動で切り替える作業も不要となる。この場合、
各測定レンジに対応してアナログスイッチを直列に接続
したアンプを設け、コンパレータによって各アンプへ入
力される電流信号の大きさを判断して、飽和せずに最も
大きな値を出力するアンプに接続されたアナログスイッ
チをクローズするようにしても良い。
【００３５】更に、本発明の小型消費電力測定装置は、
消費電力の数値の他に、測定した消費電力に基づいて計
算した他の数値を表示できるようにしているので、使用
者等が確認したい各種の数値、例えば消費電力量や電気
料金等も表示可能となる。
消費電力の数値の他に、測定した消費電力に基づいて計
算した他の数値を表示できるようにしているので、使用
者等が確認したい各種の数値、例えば消費電力量や電気
料金等も表示可能となる。
【００３６】加えて、測定した消費電力を時系列的に記
憶するメモリを保有させているので、測定値を長期間、
例えば数カ月から１年程度に亘って確認可能となる。ま
た、測定した消費電力に基づいて計算した電気料金を表
示させているので、電力の浪費が効果的に防止でき、節
電や省エネのための動機づけが可能となる。また、電圧
信号を電圧ゼロ点をトリガにしその１周期の二分の一以
下の間隔で１周期間サンプリングし、次に続く１周期間
について電流信号を同様間隔で１周期間測定しているの
で、回路構成が簡単となる。
憶するメモリを保有させているので、測定値を長期間、
例えば数カ月から１年程度に亘って確認可能となる。ま
た、測定した消費電力に基づいて計算した電気料金を表
示させているので、電力の浪費が効果的に防止でき、節
電や省エネのための動機づけが可能となる。また、電圧
信号を電圧ゼロ点をトリガにしその１周期の二分の一以
下の間隔で１周期間サンプリングし、次に続く１周期間
について電流信号を同様間隔で１周期間測定しているの
で、回路構成が簡単となる。
【００３７】更には、サンプリング間隔を０．２ｍｓｅ
ｃとしているので、電圧信号の１周期の間に、５０Ｈｚ
では１００回、６０Ｈｚでは８３回もサンプリングさ
れ、極めて精度良く電圧及び電流の各信号を測定でき
る。また、電圧のサンプリング値をＶｓとし、電流のサ
ンプリング値をＩｓとし、対応する同士を掛け合わせ、
和をとり、その値をサンプリング数で割ることにより所
定時秒の有効消費電力を算出し、この算出を１秒毎に行
い、１分間の平均値を測定した消費電力値としているの
で、消費電力値は極めて精度の高いものとなる。更に、
測定した消費電力値を測定時刻に関する情報とともにメ
モリカードに記憶させているので、必要により過去１週
間や過去１カ月または半年間の消費電力量や電気料金を
算出させたり、表示したり、他の用途に容易にこのデー
タを活用することができる。
ｃとしているので、電圧信号の１周期の間に、５０Ｈｚ
では１００回、６０Ｈｚでは８３回もサンプリングさ
れ、極めて精度良く電圧及び電流の各信号を測定でき
る。また、電圧のサンプリング値をＶｓとし、電流のサ
ンプリング値をＩｓとし、対応する同士を掛け合わせ、
和をとり、その値をサンプリング数で割ることにより所
定時秒の有効消費電力を算出し、この算出を１秒毎に行
い、１分間の平均値を測定した消費電力値としているの
で、消費電力値は極めて精度の高いものとなる。更に、
測定した消費電力値を測定時刻に関する情報とともにメ
モリカードに記憶させているので、必要により過去１週
間や過去１カ月または半年間の消費電力量や電気料金を
算出させたり、表示したり、他の用途に容易にこのデー
タを活用することができる。
【００３８】また、電流測定レンジを１０ｍＡ〜１００
ｍＡ、１００ｍＡ〜１Ａ、１Ａ〜１０Ａ及び１０Ａ〜１
００Ａの四つに分割し、電気器具に流れる電流の値に適
合する測定レンジを自動的に選択するようにしているの
で、１００Ｖの場合で１Ｗ程度から１０ＫＷ程度の極め
て広い測定が可能となる。加えて、測定した消費電力に
基づいて計算した消費電力量を表示できるようにしてい
るので、電気器具の消費電力量と使用実態を把握でき、
節電や省エネのための動機づけが可能となる。
ｍＡ、１００ｍＡ〜１Ａ、１Ａ〜１０Ａ及び１０Ａ〜１
００Ａの四つに分割し、電気器具に流れる電流の値に適
合する測定レンジを自動的に選択するようにしているの
で、１００Ｖの場合で１Ｗ程度から１０ＫＷ程度の極め
て広い測定が可能となる。加えて、測定した消費電力に
基づいて計算した消費電力量を表示できるようにしてい
るので、電気器具の消費電力量と使用実態を把握でき、
節電や省エネのための動機づけが可能となる。
【図１】本発明の小型消費電力測定装置の実施例の斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の小型消費電力測定装置のブロックダイ
アグラムを示す図である。
アグラムを示す図である。
【図３】電流測定レンジを自動的に切り替える方法を説
明するための回路図である。
明するための回路図である。
【図４】電流測定レンジ切替回路に使用されるアンプの
働きを説明するための図であり、（Ａ）〜（Ｄ）はそれ
ぞれ測定レンジを異ならせたアンプについて示す。
働きを説明するための図であり、（Ａ）〜（Ｄ）はそれ
ぞれ測定レンジを異ならせたアンプについて示す。
【図５】電圧及び電流の各信号のサンプリングを説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】消費電力量及び電気料金の計算フローを説明す
るためのチャート図である。
るためのチャート図である。
【図７】本発明の小型消費電力測定装置の他の実施例の
斜視図である。
斜視図である。
【図８】従来の小型消費電力測定装置を示す図である。
１ 小型消費電力測定装置 ４ 表示部 ６ 電気器具 ７ 電源プラグ ８ ＡＣライン １２ 変圧器 １３ 電圧／電流測定切替部 １４ 電圧ゼロ点検出部 １６ 変流器 １８ マイクロプロセッサ ２０ メモリカード
フロントページの続き (72)発明者 檜垣 泰造 東京都東村山市本町１−19−38 株式会 社ホトニクス内 (56)参考文献 特開 平４−34375（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−149976（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−315964（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−74982（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130098（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 11/00 - 11/66 G01R 21/00 - 22/04 G01R 15/09
Claims (9)
- 【請求項１】 電源のコンセントと被測定対象となる電
気器具の電源プラグとの間に挿入され、動作に必要な電
気エネルギーを前記電源から供給され、かつ前記電気器
具の消費電力を測定してなる小型消費電力測定装置にお
いて、電圧及び電流の各信号をその各１周期の二分の一
以下の間隔でサンプリングし測定する場合に、電圧信号
をその１周期の二分の一以下の間隔で、ある電圧ゼロ点
から１周期間サンプリングし、次の電圧１周期間につい
ては電流信号を同様間隔で測定することを特徴とする小
型消費電力測定装置。 - 【請求項２】 測定した消費電力とその消費電力に基づ
いて計算した他の数値を表示できるようにしたことを特
徴とする請求項１記載の小型消費電力測定装置。 - 【請求項３】 電流測定レンジを複数に分割し、前記電
気器具に流れる電流の値に適合する測定レンジを自動的
に選択することを特徴とする請求項１または２記載の小
型消費電力測定装置。 - 【請求項４】 複数の電流測定レンジを設定し、各電流
測定レンジに対応してアナログスイッチを直列に接続し
たアンプを設け、これら各アンプへ入力される電流信号
の大きさを判断して、飽和せずに最も大きな値を出力す
るアンプに接続されたアナログスイッチをクローズする
よう信号を出力するコンパレータを備え、前記電気器具
に流れる電流の値に適合する測定レンジを前記コンパレ
ータによって自動的に選択すると共に、前記コンパレー
タがどのアナログスイッチをクローズさせているかの信
号を出力することを特徴とする請求項１または２記載の
小型消費電力測定装置。 - 【請求項５】 測定した消費電力を時系列的に記憶する
メモリを保有したことを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載の小型消費電力測定装置。 - 【請求項６】 測定した消費電力に基づいて計算した電
気料金を表示できるようにしたことを特徴とする請求項
１から５のいずれかに記載の小型消費電力測定装置。 - 【請求項７】 連続する２周期間の前半の１周期間でサ
ンプリングした電圧値と後半の１周期間でサンプリング
した電流値について、それぞれ対応するもの同士を掛け
合わせ、その乗算値の和をとり、その値を前記の１周期
間のサンプリング数で割ることにより所定時秒の有効消
費電力の代表値として算出し、このサンプリングおよび
算出を１秒毎に行い、１分間の平均値を測定消費電力値
としたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
載の小型消費電力測定装置。 - 【請求項８】 測定した消費電力値を測定時刻に関する
情報とともにメモリカードに記憶させたことを特徴とす
る請求項７記載の小型消費電力測定装置。 - 【請求項９】 測定した消費電力に基づいて計算した消
費電力量を表示できるようにしたことを特徴とする請求
項１から８のいずれかに記載の小型消費電力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6339916A JP3056046B2 (ja) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | 小型消費電力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6339916A JP3056046B2 (ja) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | 小型消費電力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184616A JPH08184616A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3056046B2 true JP3056046B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=18331985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6339916A Expired - Fee Related JP3056046B2 (ja) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | 小型消費電力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056046B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030017841A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | 주식회사 젤파워 | 전력량계를 이용한 전력정보 표시장치 |
| US8587148B2 (en) | 2008-04-22 | 2013-11-19 | Belkin International, Inc. | Electric power supply and related methods |
| WO2009132160A1 (en) | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Belkin International, Inc. | Improved power supply |
| AU2011213683A1 (en) | 2010-02-04 | 2012-09-13 | Belkin International, Inc. | Improved ground detection circuit and method of manufacturing the same |
| JP6292871B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2018-03-14 | 横河電機株式会社 | 電力測定装置 |
| JP3202788U (ja) * | 2015-10-13 | 2016-02-25 | 高木 光堂 | 節電モニター |
-
1994
- 1994-12-29 JP JP6339916A patent/JP3056046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08184616A (ja) | 1996-07-16 |
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