JP3258443B2 - 電力計のオートゼロ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電力計のオートゼロ装
置に係り、更に詳しく言えば、被測定線路から取り込ん
だ電圧と電流を掛け合わせて電力を求める際、乗算器に
発生するオフセット電圧を自動的に打ち消す電力計のオ
ートゼロ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に利用されているオートゼロ装
置の要部が図３（Ａ）に示されているが、例えば乗算器
１１、積分器１２、ローパスフィルタ１３、及びスイッ
チＳ１ないしＳ３を備えている。

【０００３】いま、図示しない被測定線路から装置の入
力端子へ取り込んだ電圧をＶｖとする。また、同線路に
流れる電流はいったん電圧に変換して装置の入力端子へ
取り込むようになっており、それをＶｉとする。ここ
で、例えば Ｖｖ＝２^１／２Ｖｃｏｓωｔ Ｖｉ＝２^１／２Ｉｃｏｓ（ωｔ−θ） とする。ただし、Ｖｖ，Ｖｉはそれぞれ線路における電
圧、電流の瞬時値、Ｖ，Ｉはその実効値を表し、θは電
圧と電流の位相差である。

【０００４】ここで、スイッチＳ１ないしＳ３を接点ａ
側に切り換え、線路電圧Ｖｖと線路電流を表す電圧Ｖｉ
とを乗算器１に加えて掛け合わせると、 Ｖｖ×Ｖｉ＝２^１／２Ｖｃｏｓωｔ×２^１／２ｃｏｓ（ωｔ−θ） ＝ＶＩｃｏｓ（２ωｔ−θ）＋ＶＩｃｏｓθ ………（１） となる。

【０００５】上式中、右辺第１項は線路の２倍の周波数
を有する交流成分で第２項は直流成分であり、この掛け
算結果を例えばローパスフィルタ１３に通して交流成分
を除去すると、同フィルタの出力側から次に示す被測定
線路の有効電力Ｗが得られる。すなわち、 Ｗ＝ＶＩｃｏｓθ ………（２） この有効電力Ｗは例えば図示しない測定部に送られてデ
ィジタル変換され、測定した他の線路特性データなどと
ともに記録又は表示されるようになっている。

【０００６】ところで、乗算器１１には一般に多少のオ
フセット電圧Ｖｏが発生し、式（１）の右辺に入り込
む。このオフセット電圧は直流であるからローパスフィ
ルタ１３では除去できず、同フィルタの出力側から得ら
れる見掛け上の有効電力Ｗは Ｗ＝ＶＩｃｏｓθ＋Ｖｏ となり、式（２）の真値に対して測定誤差が生じる。こ
のためオートゼロ装置を設け、オフセット電圧を打ち消
すようにしている。

【０００７】すなわち、図示のように３個のスイッチＳ
１ないしＳ３と積分器１２を設け、各スイッチが接点ａ
側に切り換えられたときはＶｖとＶｉを乗算器１４によ
り掛け算して電力Ｗを求め、接点ｂ側に切り換えられた
ときは同乗算器が発生するオフセット電圧Ｖｏを積分器
１２に取り込んで逆極性に積分し、その積分電圧を乗算
器に負帰還して打ち消すようにする。そこで、例えばス
イッチが接点ａ側に切り換えられている状態を「計測モ
ード」、接点ｂ側に切り換えられている状態を「ゼロモ
ード」と言うことにする。

【０００８】上記図３（Ａ）の構成における各部の動作
の一例を図４に示す。同図４（Ａ）は例えば図示しない
ＣＲ発振器から発せられるスイッチ駆動用のクロック
で、Ｈレベルのときは各スイッチが接点ａ側に切り換え
られて装置は計測モードとなり、Ｌレベルのときは接点
ｂ側に切り換えられてゼロモードになるものとする。

【０００９】図４（Ｂ）は線路から取り込んだ電圧Ｖｖ
を表し、同図４（Ｃ）は線路から取り込んだ電流を電圧
に変換して表したもので、以下、電流Ｖｉと言うことに
する。図中、斜線でハッチングした個所は、計測モード
のとき乗算器１１に入力する電流を表し、計測モードと
ゼロモードにおける乗算器の電流入力状態を同図４
（Ｄ）に示す。

【００１０】乗算器１１においては、この図４（Ｄ）に
示す電流Ｖｉと上記同図４（Ｂ）に示す電圧Ｖｖとの掛
け算が行なわれ、その出力は例えば図４（Ｅ）のように
なる。ここで、図４の（Ａ）と（Ｅ）を転記した図５
（Ａ）と（Ｂ）において、例えば同図５（Ｂ）に破線で
示すように正のオフセット電圧（＋）Ｖｏが上記出力へ
重畳すると、そのゼロライン０は見掛け上０´へシフト
する。この場合、オフセット電圧（＋）Ｖｏは同図５
（Ｃ）に示すようにゼロモード期間中スイッチＳ３を経
て積分器１２に加えられ、同図５（Ｄ）に示すように逆
極性の電圧（−）Ｖｏに積分されて乗算器１２へ負帰還
される。これによりオフセット電圧が打ち消され、正規
のゼロライン０が維持される。

【００１１】上記は図面作成の都合上クロックを粗くし
た場合を例示したが、実際には高速のクロックが用いら
れるので図４（Ｆ）に示すように乗算器の出力はより滑
らかな波形となる。この出力は上記式（１）で説明した
ように、線路の２倍の周波数を有する交流成分と一定レ
ベルの直流成分との合成電圧であり、各成分電圧をそれ
ぞれ図４（Ｇ）と同図（Ｈ）に示す。よって図４（Ｆ）
の出力をローパスフィルタ１３に通すと同図（Ｇ）の交
流電圧は除去され、有効電力Ｗに相当する同図（Ｈ）の
直流電圧が得られる。

【００１２】このオートゼロ装置によるとオフセット電
圧は十分打ち消され、高精度の電力測定ができるという
長所がある。ところで近年は各種電源装置類の多様化に
伴い、被測定線路の電源周波数は必ずしも商用周波数と
は限らず、かなり高い周波数で電力を供給する線路も見
受けられるようになってきた。したがって、乗算器から
出力する交流成分の周波数すなわち線路周波数の２倍の
周波数がたまたまクロック周波数に近いような場合は、
その周波数とクロック周波数との差の周波数によりビー
ト現象（唸り）を発生することが考えられる。

【００１３】この場合、ビート周波数が例えば数十Ｈｚ
以下となりローパスフィルタで十分除くことができなく
なると、同フィルタの出力は本来ＶＩｃｏｓθという直
流であるべきところに低周波数のビートが重畳し、有効
電力の測定値が不安定になったり測定困難となることが
予見される。そこで本出願人は、そのようなビート現象
を打ち消し、比較的高い周波数においても安定に電力測
定ができるオートゼロ装置の発明、考案を先にいくつか
提案した。

【００１４】例えば実願平３−９２２０３号公報におけ
るオートゼロ装置の要部を抜粋した図３（Ｂ）を参照す
ると、同一構成の２つのオートゼロ回路１４，１７と加
算器２０及びローパスフィルタ２１を備えている。この
先願例においては、オートゼロ回路１４，１７の一方の
回路が計測モードで動作するときは、他方の回路はゼロ
モードで動作するようにそれぞれのスイッチ類が駆動さ
れるようになっているが、個々の動作は上記図３（Ａ）
の従来例と同様なので、以下、図６を併せて参照しなが
ら手短かに説明する。

【００１５】例えば図６（Ａ）に示すスイッチ駆動用の
クロックが一方のオートゼロ回路１４に加えられたとす
ると、他方のオートゼロ回路１７には同図（Ｄ）に示す
ように上記（Ａ）を反転したクロックが加えられる。こ
れにより、オートゼロ回路１４の乗算器１５に入力する
電流Ｖｉは、同図（Ｂ）に示す断続波形となる。ここ
で、入力電圧Ｖｖは前記図４（Ｂ）と同一であるとする
と、乗算器１５の掛け算出力は同図６（Ｃ）に示す波形
となる。この場合、乗算器に発生するオフセット電圧Ｖ
ｏは、各ゼロモード期間における積分器１６の負帰還動
作にて打ち消される。

【００１６】また、オートゼロ回路１７の乗算器１８に
入力する電流Ｖｉは、同図６（Ｅ）に示すような断続波
形となり、この電流波形と前記図４（Ｂ）の電圧との掛
け算が乗算器１８にて行なわれ、その掛け算出力は同図
６（Ｆ）に示すようになる。この場合、乗算器１８に発
生するオフセット電圧Ｖｏは、各ゼロモード期間におけ
る積分器１９の負帰還動作により上記と同様に打ち消さ
れる。上記図６（Ｃ）とこの図６（Ｆ）の２つの乗算器
出力は例えば加算器２０の入力部において加え合わさ
れ、同図６（Ｇ）に示す波形となる。

【００１７】すなわちこの図６（Ｇ）によると、第１の
オートゼロ回路１４の出力と第２のオートゼロ回路１７
の出力を加え合わせることにより各出力中に含まれるク
ロック周波数成分が消滅し、線路の２倍の周波数のみで
なる単一周波数の電圧となることがわかる。これによ
り、線路周波数とクロック周波数とによるビート現象の
発生要因を無くすことができる。なお、加算器２０にて
形成された図６（Ｇ）の電圧は前記図４（Ｆ）と同一の
波形であるから、この電圧を例えばフィルタ２１に通す
と有効電力Ｗに相当する直流電圧が得られる。

【００１８】次に、本出願人の他の先願例である特願平
３−２１４８０４号におけるオートゼロ装置の要部を図
７に示す。この先願例は例えば同一構成の第１及び第２
の極性反転器２２，２４と、乗算器２３、ローパスフィ
ルタ２５、スイッチＳ１ないしＳ４を備えている。な
お、これらのスイッチは例えば図示しないＣＲ発振器か
ら発せられるクロックにて同時に駆動され、同クロック
がＨレベルのときは接点ａ側に切り換えられ、Ｌレベル
のときは接点ｂ側へ切り換えられるようになっている。
以下、図８と図９を併せて参照しながら動作の概要を説
明する。

【００１９】図８（Ａ）にスイッチ駆動用のクロックを
示す。いま、同図８（Ｂ）に示す電圧Ｖｖと同図８
（Ｃ）に示す電流Ｖｉが装置に加わったとすると、電流
Ｖｉは斜線でハッチングした箇所がスイッチＳ１の接点
ａ側から極性反転器２２に加わって極性が反転し、その
反転出力はスイッチＳ２の接点ａ側を経て乗算器２３へ
入力する。また、ハッチングを施さない箇所の電流は、
そのままの極性でそれぞれスイッチＳ１，Ｓ２の接点ｂ
側を通り乗算器２３に入力する。よって、乗算器に入力
する電流Ｖｉの波形は同図８（Ｄ）のようになる。乗算
器２３においてはこの図８（Ｄ）に示す電流Ｖｉと上記
図８（Ｂ）に示す電圧Ｖｖとの掛け算がなされ、その出
力側から例えば同図８（Ｅ）に示す電圧が得られる。

【００２０】ここで便宜上、図９（Ａ）に図８（Ｅ）の
乗算器出力を、また、図９（Ｂ）に図８（Ａ）のクロッ
クをそれぞれ再掲すると、同図９（Ａ）のハッチングし
た箇所の電圧は、図９（Ｂ）のクロックで駆動されるス
イッチＳ３の接点ａ側から極性反転器２４に加わって極
性が反転し、その反転電圧はスイッチＳ４の接点ａ側を
経てフィルタ２５へ入力する。また、ハッチングを施さ
ない箇所の電圧は、そのままの極性でそれぞれスイッチ
Ｓ３とＳ４の接点ｂ側を通りフィルタ２５へ入力する。
よって、スイッチＳ４の接点ａ側とｂ側から同フィルタ
に入力する２つの電圧は、同図９（Ｃ）に示すように線
路の２倍の周波数を有する連続したｃｏｓ波形の電圧と
なる。

【００２１】この場合、例えば乗算器２３にオフセット
電圧（＋）Ｖｏが発生して上記図９（Ａ）の掛け算出力
に重畳し、そのゼロラインが破線で示すように見掛け上
０´になったとする。いま、このオフセット電圧を抜粋
した図９（Ｆ）において、斜線でハッチングした箇所の
電圧は極性反転器２４にて極性が反転し、スイッチＳ
３，Ｓ４の接点ｂ側を通ってきた極性が反転しないオフ
セット電圧と合して同図（Ｇ）に示すような連続した方
形波の交流電圧となる。

【００２２】すなわち、オフセット電圧を含む図９
（Ｃ）のようなフィルタの入力電圧は、同図（Ｄ）に示
す線路の２倍の周波数２ωｔを有するｃｏｓ波形電圧
と、同図（Ｅ）に示すＶｖ×Ｖｉｃｏｓθなる一定直流
電圧と、同図（Ｇ）に示すようにクロックと同一周波数
の方形波交流電圧との合成電圧となる。この合成電圧を
フィルタ２５に通すと周波数が高い上記２つの交流電圧
は除去され、直流電圧Ｖｖ×ｖｉｃｏｓθ（＝Ｗ）が得
られる。この直流電圧を図示しない測定部へ送り、電子
レベルの電圧Ｖｖと電流Ｖｉをそれぞれ本来の線路電圧
Ｖと線路電流Ｉに戻せば、線路の有効電力Ｗ（＝Ｖ・Ｉ
ｃｏｓθ）が求まる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上記図３（Ｂ）に示す
先願例は、２つのオートゼロ回路を用いてそれぞれ乗算
器のオフセット電圧を打ち消すとともに、両回路の出力
を加算器に加えてクロック周波数成分を含まない連続し
たｃｏｓ波形の乗算出力を形成し、線路周波数とのビー
ト現象が発生しないようにしたことに特徴がある。

【００２４】また、図７に示す先願例は入力電流の極性
と乗算器の出力電圧の極性をそれぞれ反転する２つの極
性反転器を有し、前者の極性反転器出力と入力電圧とを
乗算器に加え、その乗算出力を後者の極性反転器にて極
性反転することによりクロック周波数成分を含まない連
続したｃｏｓ波形の乗算出力を形成し、かつ、乗算器の
出力に重畳した直流のオフセット電圧を後者の極性反転
器により併せて極性反転し、クロックと同一周波数の交
流電圧に変換してフィルタにより除去することに特徴が
ある。

【００２５】しかしながら、前者の例においてはオート
ゼロ回路を並列的に２つ設けるので、装置構成が複雑化
するということにやや難点がある。また後者の例では、
比較的高い周波数領域で良好な特性を有する極性反転器
は高価になるという難点がある。

【００２６】この発明は上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的は、スイッチ類を駆動するクロックを
特に必要としないで乗算器のオフセット電圧を打ち消す
ようにした比較的構成が簡単な電力計のオートゼロ装置
を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】一般に電子計測機器類は
電源を投入したら若干の時間を置き、装置の特性が安定
してから測定を行なうようにしており、電力計で線路の
電力を測定する場合も同様である。したがって、測定開
始時には乗算器に発生しているオフセット電圧も一定と
みなせるから、それを必ずしも高速に繰り返し検出して
補正する必要はなく、適宜の時間間隔で補正すればよ
い。

【００２８】よって、この発明に係る電力計のオートゼ
ロ装置は上記の考え方に基づき、次に示す課題解決手段
を備えている。

【００２９】 例えば線路の電力を測定するときは乗
算器の電流入力路を線路側に接続し、乗算器のオフセッ
ト電圧を補正するときは同乗算器の電流入力路を接地側
へ接続する切り換えスイッチを備えている。

【００３０】 例えば乗算器の出力から交流電圧を除
去して直流電圧を抽出するローパスフィルタを備えてい
る。

【００３１】 例えば線路の電力測定と乗算器のオフ
セット電圧補正時における上記フィルタの直流出力電圧
をそれぞれディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバー
タを備えている。

【００３２】 例えば与えられたディジタルデータを
アナログ電圧に変換し、その出力電圧を上記乗算器へ負
帰還するＤ／Ａコンバータを備えている。

【００３３】 例えば電力測定中、定期的にオフセッ
ト電圧補正に切り換えてゼロ補正を行ない、補正終了後
再び電力測定に戻す切り換え駆動信号を上記スイッチへ
送出するとともに、オフセット電圧補正中は上記Ａ／Ｄ
コンバータの出力データを監視しながら上記Ｄ／Ａコン
バータに逐次データを供給し、上記乗算器のオフセット
電圧がゼロとなるようにＤ／Ａコンバータの負帰還電圧
を制御するコントローラを備えている。

【００３４】 例えば上記コントローラからの制御に
より電力測定中はフィルタの直流出力電圧をサンプリン
グして後段の記録部等へ送出し、オフセット電圧補正の
際はその直前の上記直流電圧を保持して補正終了まで同
記録部へ送出するサンプリング・ホールド回路を備えて
いる。

【００３５】

【作用】例えば、まずコントローラからスイッチへ電力
測定に切り換える駆動信号を発し、線路周波数のｎ波分
について電力を測定する。ｎは任意の数を指定する。１
波でも２波でもよい。

【００３６】次に、コントローラからスイッチへオフセ
ット電圧補正に切り換える駆動信号を発し、切り換え後
におけるＡ／Ｄコンバータの出力データを監視しなが
ら、その出力データすなわち乗算器のオフセット電圧が
ゼロとなるようにＤ／Ａコンバータへデータを供給して
乗算器に負帰還する出力電圧を制御する。コントローラ
はオフセット電圧がゼロになったことを検出するとその
ときＡ／Ｄコンバータに与えたデータを固定し、以後次
回補正時までそのデータを与え続ける。

【００３７】コントローラは補正終了後スイッチへ再び
電力測定開始の切り換え駆動信号を送出する。オフセッ
ト電圧が一定値に安定しているものとすると、短時間の
電力測定においては補正は１回でよい。変電所や配電室
などに設備し常時電力を監視するような場合は、室温の
変動や経時変化を考慮して例えば１時間に１回補正する
としても、従前の装置のように計測モードとゼロモード
を高速に切り換えるクロックは必要としないで電力が測
定できる。

【００３８】

【実施例】この発明に係るオートゼロ装置の一実施例を
図１（Ａ）に示す。同図を参照すると、線路から装置に
取り込んだ電圧Ｖｖは例えば乗算器１に加えられ、線路
の電流を電圧に変換して取り込んだ電圧Ｖｉはスイッチ
Ｓ１の接点ａ側から乗算器１に加わる。スイッチＳ１，
Ｓ２が図示のように駆動されている場合は従前の計測モ
ード状態に対応し、スイッチが接点ｂ側に駆動されると
従前のゼロモードに対応した状態となる。

【００３９】乗算器１の掛け算出力は例えばローパスフ
ィルタ２に加えられ、同フィルタの出力はサンプリング
・ホールド回路（以下、「Ｓ／Ｈ回路」と言う。）３に
加えられる。ここで、計測モードの場合は乗算器１に電
圧ＶｖとＶｉが加わって掛け算が行なわれるから、その
出力は交流電圧と直流電圧の合成電圧となり、この交流
電圧はフィルタ２にて除去され、同フィルタの出力は有
効電力の大きさに比例した直流電圧となる。また、ゼロ
モードの場合はＶｉ＝０であるから掛け算出力もゼロと
なり、乗算器に発生するオフセット電圧Ｖｏのみが出力
され、フィルタ２を通って上記Ｓ／Ｈ回路３とＡ／Ｄコ
ンバータ４に加わる。

【００４０】Ｓ／Ｈ回路３は、例えば計測モードのとき
はフィルタが出力する有効電力に比例した直流電圧を所
定のタイミングでサンプリングし記録部５へ送出する。
また、ゼロモードのときはその直前の上記直流電圧を保
持して記録部へ送るようになっている。これにより、記
録部５はゼロモードでも電力記録を中断しないようにさ
れている。

【００４１】Ａ／Ｄコンバータ４に加わった直流電圧は
ディジタルデータに変換され、コントローラ６に入力す
る。コントローラ６は入力データから例えば線路の電力
を測定するほか、乗算器のオフセット電圧を補正するた
め各部の動作制御を行なう。すなわち、オフセット電圧
の補正については例えばスイッチ類をゼロモード状態に
駆動し、Ａ／Ｄコンバータ４から入力するデータにより
オフセット電圧を監視するとともに、上記作用説明の項
で述べたようにこのオフセット電圧をゼロに補正する。
Ａ／Ｄコンバータからの入力データがゼロになったこと
を確かめると、コントローラはスイッチを計測モードに
切り換えて電力測定を行なう。以後、一定時間ごとにゼ
ロ補正を繰り返す。

【００４２】次に、図２を併せて参照しながら動作例を
説明する。例えばコントローラ６からＳ／Ｈ回路３へあ
る時点にサンプリングの指令信号が発せられ、２つのス
イッチＳ１，Ｓ２は接点ａ側に切り換えられて計測モー
ド（図１（Ａ））になったとする。このとき装置に入力
する電圧Ｖｖと電流Ｖｉを図２（Ａ）及び（Ｂ）に示
し、乗算器１の掛け算出力を同図２（Ｃ）に示す。図２
（Ｃ）中、点線で示す直流電圧Ｖｏは、例えば乗算器に
発生している正のオフセット電圧とする。

【００４３】この乗算器の掛け算出力は、同図２（Ｄ）
に示すように線路電圧Ｖｖ又は線路電流Ｖｉの２倍の周
波数を有する交流電圧ＶＩｃｏｓ（２ωｔ−θ）と、同
図２（Ｅ）に示すように有効電力Ｗを表す直流電圧ＶＩ
ｃｏｓθ、及び上記直流のオフセット電圧Ｖｏとの合成
電圧である。この合成電圧がローパスフィルタ２に加わ
ると図２（Ｄ）の交流電圧は除去され、同フィルタの出
力は図２（Ｅ）の直流電圧のみとなる。

【００４４】ここでコントローラ６は図２（Ｆ）に示す
ように、例えばｔ１時点においてＳ／Ｈ回路３へホール
ドの指令信号を発し、同回路にフィルタ２の直流出力電
圧を保持させたのち、所定時間経過後のｔ２時点でスイ
ッチＳ１とＳ２へ接点ｂ側に切り換える駆動信号を送出
する。これにより装置は従前のゼロモード状態に入り、
フィルタ２からは図２（Ｅ）の実線で示すようにその時
定数に応じてオフセット電圧Ｖｏに収れんする電圧が出
力し、Ｓ／Ｈ回路３からは同図（Ｅ）の破線で示すよう
にｔ１時点で保持した直流電圧が出力する。

【００４５】コントローラ６は、例えばフィルタの出力
が一定値に達して変化しなくなったことをｔ３時点にお
いてＡ／Ｄコンバータからの入力データにより検出する
と、そのデータをＤ／Ａコンバータ７に与える。同Ｄ／
Ａコンバータはこのデータをアナログ電圧に変換して上
記乗算器１へ負帰還する。これにより乗算器のオフセッ
ト電圧に対する補正が開始される。コントローラは上記
オフセット電圧がゼロとなるようにＤ／Ａコンバータに
与えるデータを調整し、同Ｄ／Ａコンバータの帰還電圧
を制御する。

【００４６】次にコントローラ６は、例えばｔ４時点に
おいてオフセット電圧がゼロになったことをＡ／Ｄコン
バータからの入力データにより検出すると、そのときＤ
／Ａコンバータに与えたデータを固定したのち、ｔ５時
点において上記スイッチＳ１，Ｓ２へ接点ａ側に切り換
える駆動信号を送出する。これにより従前のゼロモード
状態から計測モード状態に変わり、乗算器１には図２
（Ｂ）に示すように電流Ｖｉが入力し、同乗算器からは
同図２（Ｃ）の電圧が出力する。また、フィルタ２から
は図２（Ｅ）の点線で示すようにその時定数に応じた立
ち上がり特性の電圧が出力する。しかし、ｔ５時点近傍
ではＳ／Ｈ回路３がホールド状態になっており、記録部
５などには立ち上がり時の電圧は加わらない。

【００４７】コントローラ６は例えばｔ６時点におい
て、上記フィルタ２の立ち上がり電圧が一定電圧に達し
たことをＡ／Ｄコンバータからの入力データにより検出
すると、Ｓ／Ｈ回路へサンプリングの指令信号を送出す
る。これによりＳ／Ｈ回路から記録部へ送出する電圧
は、図２（Ｅ）の破線から実線で示すように切り替わ
る。

【００４８】なお、上記ローパスフィルタ２の一実施例
を図１（Ｂ）に示す。同図からわかるように、スイッチ
Ｓ３の開閉をコントローラ６にて制御することによりそ
の時定数が切り替わるようになっている。例えば図示の
ようにスイッチが開の場合は比較的高速で、閉の場合は
それより低速となる。したがって例えばスイッチを開に
すると、図２（Ｅ）及び（Ｆ）においてｔ２からｔ３間
と、ｔ５からｔ６間の時間を短縮することができる。

【００４９】上記したように、オフセット電圧の補正は
ホールド状態で行なうようになっているが、このホール
ド状態は例えば携帯形の電力計で短時間測定の場合は１
分間に１回、固定設備で常時測定の場合は１時間に１回
というように、測定条件によりコントローラへ適宜回数
を設定する。これにより、測定中定期的にオフセット電
圧の補正ができる。

【００５０】なお、上記の実施例においては、線路から
取り込んだ電圧Ｖｖと電流Ｖｉのうち、電圧Ｖｖは乗算
器１へ直接入力し、電流ＶｉはスイッチＳ１，Ｓ２を介
して同乗算器へ入力する場合が説明されているが、電流
Ｖｉを乗算器へ直接入力し、電圧Ｖｖがスイッチを介し
て乗算器へ加わるようにしてもよい。

【００５１】

【効果】以上、詳細に説明したようにこの発明において
は、乗算器のオフセット電圧を補正するため装置の動作
を計測モード又はゼロモードに切り換えるスイッチ類に
対して駆動用のクロックを必要としないから、線路周波
数とクロック周波数とによるビート現象は発生しない。
そのため比較的高い周波数の線路でも安定に電力測定が
でき、電力計の広帯域化に極めて有利である。

【００５２】また、クロック発生器が不必要であること
から構成も比較的簡素であり、かつ、モード切り換え用
のスイッチ類は特に高周波用である必要は無く、一般の
素子で足りる。したがって、装置のコストダウンにも有
効である。

【００５３】更に、この発明においてはＳ／Ｈ回路をホ
ールド状態とすることにより、オフセット電圧を補正す
るゼロモード期間中でもその直前の電力測定データが記
録部等へ送られるようになっている。そのため記録デー
タが中断して欠損するようなことが無く、測定者がデー
タの解析などをする場合に好都合である。

【００５４】なお、フィルタの時定数が切り換え可能と
なっているのでホールド状態の時間を短縮することがで
き、したがって測定時間を短くするのに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたオートゼロ装置の電気的
構成を示すブロック線図。

【図２】この発明が適用されたオートゼロ装置の動作説
明用波形図。

【図３】従来装置の構成を示すブロック線図。

【図４】従来装置の動作説明用波形図。

【図５】従来装置の動作説明用波形図。

【図６】従来装置の動作説明用波形図。

【図７】他の従来装置の構成を示すブロック線図。

【図８】他の従来装置の動作説明用波形図。

【図９】他の従来装置の動作説明用波形図。

【符号の説明】

１ 乗算器 ２ フィルタ ３ サンプリング・ホールド回路 ４ Ａ／Ｄコンバータ ６ コントローラ ７ Ｄ／Ａコンバータ Ｓ１ スイッチ Ｓ２ スイッチ Ｓ３ スイッチ Ｖｉ 線路電流 Ｖｏ オフセット電圧 Ｖｖ 線路電圧 Ｗ 有効電力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 21/00 - 22/00 130 G01R 11/00 - 11/66

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定線路の電圧と同線路に流れる負荷
   電流を電力計に取り込んで乗算器により掛け合わせ、同
   乗算器の掛け算出力から上記線路の有効電力に対応した
   直流電圧と上記乗算器に発生する直流のオフセット電圧
   とを含む直流成分を抽出するとともに、上記乗算器の電
   圧入力もしくは電流入力を断にしたとき出力する直流電
   圧を同乗算器へ連続的に負帰還して上記抽出した直流成
   分中のオフセット電圧をゼロに補正し、上記線路の有効
   電力に対応した直流電圧を得る電力計のオートゼロ装置
   において、 上記オートゼロ装置は、上記乗算器の電圧入力路もしく
   は電流入力路を線路側又は接地側へ切り換え接続するス
   イッチと、上記乗算器の掛け算出力から直流成分を抽出
   するローパスフィルタと、同フィルタが抽出した直流電
   圧を所定のタイミングでサンプリングして送出し、もし
   くは指定時点における上記直流電圧を保持するサンプリ
   ング・ホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）と、上記フィルタが
   抽出した直流電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ
   コンバータと、与えられたディジタルデータをアナログ
   電圧に変換して上記乗算器へ負帰還するＤ／Ａコンバー
   タと、コントローラとを備え、 上記コントローラは、上記乗算器の電圧入力路もしくは
   電流入力路が接地側に接続されたとき上記フィルタが出
   力する直流電圧の変化を上記Ａ／Ｄコンバータから加わ
   るディジタル変換データにて監視するとともに、同フィ
   ルタの出力電圧が上記乗算器のオフセット電圧に達して
   一定になったことを検出すると上記Ｄ／Ａコンバータへ
   逐次データを供給して上記乗算器のオフセット電圧がゼ
   ロとなるように同Ｄ／Ａコンバータから乗算器へ負帰還
   するアナログ出力電圧を制御し、上記乗算器のオフセッ
   ト電圧がゼロになった時点でＤ／Ａコンバータに与えた
   データを保持する手段を備えていることを特徴とする電
   力計のオートゼロ装置。
2. 【請求項２】 上記コントローラには、上記Ｓ／Ｈ回路
   をサンプリング動作からホールド動作に切り換え、所定
   時間経過後同ホールド動作をサンプリング動作に戻すこ
   とを定期的に繰り返すための指令信号送出手段が備えら
   れている請求項１に記載のオートゼロ装置。
3. 【請求項３】 上記コントローラには、上記Ｓ／Ｈ回路
   がサンプリング動作からホールド動作へ移行したのち上
   記乗算器の電圧入力路もしくは電流入力路を線路側から
   接地側へ接続し、同Ｓ／Ｈ回路のホールド動作がサンプ
   リング動作へ戻る前に上記接地側へ接続した入力路を線
   路側へ切り換え接続するように上記スイッチを動作させ
   る駆動信号送出手段が備えられている請求項１に記載の
   オートゼロ装置。
4. 【請求項４】 上記ローパスフィルタは、上記コントロ
   ーラから発する駆動信号にてオン、オフするスイッチに
   より同フィルタの時定数が大、小２段階に切り換え可能
   とされている請求項１に記載のオートゼロ装置。