JP3351723B2 - Power measurement device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電力計測装置に関
し、特に、ホール素子を用いた電子式電力計測装置（電
子式積算電力量計）に好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power measuring device, and more particularly, to a power measuring device (electronic integrated watt-hour meter) using a Hall element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子式積算電力計に用いられるホール素
子、例えば、シリコン（Ｓｉ）ホール素子においては、
ホール素子に印加するバイアス電圧、入力電圧又は磁界
印加により、素子内のＰＮ接合分離された能動層の周囲
の界面で、空乏層が伸縮する。その結果、実効ホール素
子厚ｔが変化し、ホール電圧ＶH の線形性が劣化すると
いう問題が生ずる。2. Description of the Related Art In a Hall element used in an electronic integrating wattmeter, for example, a silicon (Si) Hall element,
The depletion layer expands and contracts at the interface around the active layer separated from the PN junction in the element by a bias voltage, an input voltage or a magnetic field applied to the Hall element. As a result, there arises a problem that the effective Hall element thickness t changes and the linearity of the Hall voltage VH deteriorates.
【０００３】真空の誘電率をε0 、シリコンの比誘電率
をεS 、ビルトインポテンシャルをＶbi、バイアス電圧
をＶj 、ホール電圧をＶH 、空間電荷密度をｑＮとする
と、空乏層の伸びｗは、 ｗ＝（２ε0 εS （Ｖbi＋Ｖj −ＶH ／２）／ｑＮ）1/2 （１） と表される。If the dielectric constant of vacuum is ε 0 , the relative dielectric constant of silicon is ε S , the built-in potential is Vbi, the bias voltage is Vj, the hole voltage is VH, and the space charge density is qN, the elongation w of the depletion layer is w = represented as (2ε 0 ε S (Vbi + Vj -VH / 2) / qN) 1/2 (1).
【０００４】そこで、従来、補償用集積回路を用いて、
この空乏層の伸びｗに起因するホール電圧ＶH の線形性
劣化に対する補償が行われていた。Therefore, conventionally, using a compensation integrated circuit,
Compensation has been performed for the linearity degradation of the Hall voltage VH caused by the extension w of the depletion layer.
【０００５】図２は、ホール素子の空乏層の伸びｗに起
因するホール電圧ＶH の線形性劣化を補償する補償用集
積回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a compensation integrated circuit for compensating for linearity degradation of the Hall voltage VH caused by the extension w of the depletion layer of the Hall element.
【０００６】図２の補償用集積回路においては、ホール
素子１０のホール電圧出力ＶH がオペアンプ１１の正相
入力に入力され、オペアンプ１１の出力は逆相入力に負
帰還されている。また、オペアンプ１１の出力端子には
負荷Ｒ１及びＲ２が直列に接続され、負荷Ｒ２の他端に
は参照電圧ＶREF が印加されている。ホール素子のバイ
アス電圧Ｖj として、負荷Ｒ１と負荷Ｒ２との接続ノー
ドにおける電圧が印加されている。In the compensation integrated circuit of FIG. 2, the Hall voltage output VH of the Hall element 10 is input to the positive phase input of the operational amplifier 11, and the output of the operational amplifier 11 is negatively fed back to the negative phase input. Loads R1 and R2 are connected in series to the output terminal of the operational amplifier 11, and a reference voltage VREF is applied to the other end of the load R2. The voltage at the connection node between the load R1 and the load R2 is applied as the bias voltage Vj of the Hall element.
【０００７】以上のような回路構成において、負荷Ｒ１
及びＲ２の大きさをＲ１＝Ｒ２とすると、バイアス電圧
Ｖj は、 Ｖj ＝（ＶREF ＋ＶH ）／２ （２） となる。式（２）を式（１）に代入すると、図２の回路
における空乏層の伸びｗは、 ｗ＝［２ε0 εS ｛Ｖbi＋（（ＶREF ＋ＶH ）／２） −ＶH ／２｝／ｑＮ］1/2 ＝｛２ε0 εS （Ｖbi＋ＶREF ／２）／ｑＮ｝1/2 （３） となる。従って、空乏層の伸びｗは、ホール電圧ＶH に
依存しないこととなり、空乏層の伸びｗ、即ち、実効ホ
ール素子厚ｔの変化に起因するホール電圧ＶH の線形性
劣化に対する補償が行われたことになる。In the above circuit configuration, the load R1
And R2 = R1 = R2, the bias voltage Vj is as follows: Vj = (VREF + VH) / 2 (2) Substituting equation (2) into equation (1), elongation w of the depletion layer in the circuit of Figure 2, w = [2ε 0 ε S {Vbi + ((VREF + VH) / 2) -VH / 2} / qN] 1/2 = {2ε 0 ε S (Vbi + VREF / 2) / qN} 1/2 (3) Therefore, the elongation w of the depletion layer does not depend on the Hall voltage VH, and compensation for the linearity degradation of the elongation w of the depletion layer, that is, the Hall voltage VH caused by the change in the effective Hall element thickness t has been performed. become.
【０００８】尚、温度変化による影響に対しては、予め
ホール素子の温度特性を測定しておき、その結果を利用
することにより、温度補償用集積回路で補償を行うこと
ができる。Incidentally, the influence of the temperature change can be compensated by the temperature compensation integrated circuit by measuring the temperature characteristic of the Hall element in advance and using the result.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
電子式積算電力量計では、空乏層の伸びｗや温度変化に
よる影響に対する補償は行うことができた。As described above, in the conventional electronic integrated watt-hour meter, compensation for the influence of the elongation w of the depletion layer and the temperature change could be performed.
【００１０】しかしながら、ホール素子を実装して使用
する環境において、ホール素子への何らかの機械的スト
レスがあるような場合に、その機械的ストレスに対する
補償を行う手段は、従来存在しなかった。However, in an environment where a Hall element is mounted and used, if there is any mechanical stress on the Hall element, there has been no means for compensating for the mechanical stress.
【００１１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、外部環境変化に起因する電力計測用ホ
ール素子への機械的ストレスによる測定誤差を補償する
ことが可能な構成の電力計測装置を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a power supply having a configuration capable of compensating a measurement error due to mechanical stress on a power measurement Hall element caused by an external environment change. It is to provide a measuring device.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電力計測装
置によれば、計測対象である電力が使用される際におけ
る電圧である計測入力電圧、及び、電力が使用される際
における電流により発生する計測入力磁界に応じた計測
ホール電圧を出力する電力計測用ホール素子と、電力計
測用ホール素子と同様の特性を有し、一定の基準入力電
圧及び一定の基準磁界に応じた基準ホール電圧を出力す
る補償用ホール素子とを備え、外部環境変化による基準
ホール電圧の変化量に応じた補償電圧を用いて、外部環
境変化による計測ホール電圧の変動に対する補償を行う
ように構成されたことを特徴とし、この構成により、外
部環境変化に起因する電力計測用ホール素子への機械的
ストレスによる測定誤差を補償することができ、高精度
な電力計測を行うことが可能となる。According to the power measuring apparatus of the present invention, a power is generated by a measurement input voltage which is a voltage when the power to be measured is used and a current when the power is used. A Hall element for power measurement that outputs a measured Hall voltage according to the measured input magnetic field, and has the same characteristics as the Hall element for power measurement, and has a constant reference input voltage and a reference Hall voltage according to a fixed reference magnetic field. A compensating Hall element for outputting, and configured to compensate for fluctuations in the measured Hall voltage due to an external environment change, using a compensation voltage corresponding to the amount of change in the reference Hall voltage due to an external environment change. With this configuration, it is possible to compensate for a measurement error due to mechanical stress on the Hall element for power measurement due to a change in the external environment, and perform highly accurate power measurement. Theft is possible.
【００１３】具体的な構成例としては、計測対象である
電力が使用される際における電圧である計測入力電圧を
発生する入力電圧発生回路と、電力が使用される際にお
ける電流により計測入力磁界を発生する計測電流・磁界
変換コイルと、乗算器として用いられ、計測入力電圧と
計測入力磁界とに応じた計測ホール電圧を出力する電力
計測用ホール素子と、一定の基準入力電圧を発生する基
準入力電圧発生回路と、一定の基準磁界を発生する基準
磁界発生磁石と、電力計測用ホール素子と同様の特性を
有し、乗算器として用いられ、基準入力電圧と基準磁界
とに応じた基準ホール電圧を出力する補償用ホール素子
と、参照電圧及び基準ホール電圧が入力され、外部環境
変化による基準ホール電圧の変化量に応じた補償電圧を
出力する補償用差動アンプと、計測ホール電圧及び補償
電圧が入力され、補償電圧を用いて補償を行いながら、
計測ホール電圧に応じた出力電圧を出力する計測用差動
アンプと、を備えたものとする。As a specific configuration example, an input voltage generation circuit for generating a measurement input voltage which is a voltage when the power to be measured is used, and a measurement input magnetic field generated by a current when the power is used. A measurement current / magnetic field conversion coil to be generated, a power measurement Hall element that is used as a multiplier and outputs a measurement Hall voltage according to the measurement input voltage and the measurement input magnetic field, and a reference input that generates a constant reference input voltage A voltage generating circuit, a reference magnetic field generating magnet for generating a constant reference magnetic field, and a Hall element for power measurement, having characteristics similar to those of the power measuring Hall element, and used as a multiplier, and a reference Hall voltage corresponding to the reference input voltage and the reference magnetic field And a compensation difference element to which a reference voltage and a reference Hall voltage are input and output a compensation voltage corresponding to a variation amount of the reference Hall voltage due to an external environment change. And the amplifier is measured Hall voltage and the compensation voltage is input, while the compensation using the compensation voltage,
A measurement differential amplifier that outputs an output voltage corresponding to the measurement hall voltage.
【００１４】通常は、さらに、計測用差動アンプの出力
電圧をデジタル信号に変換する電圧・周波数変換回路
と、電圧・周波数変換回路からのデジタル信号に基づき
電力を算出することにより電力量を積算する中央処理装
置と、電力及び電力量を表示する表示部と、を備えたも
のとして使用する。Normally, a voltage / frequency conversion circuit for converting the output voltage of the measurement differential amplifier into a digital signal, and a power calculated based on the digital signal from the voltage / frequency conversion circuit, thereby integrating the power amount. And a display unit for displaying electric power and electric energy.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電力測定装置
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a power measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１６】図１は、本発明に係る電力計測装置、具体
的には、Ｓｉホール素子を乗算器として用いた電子式積
算電力計のブロック図である。本発明に係る電力計測装
置は、電力計測部Ａと基準ホール電圧補償部Ｂと計測表
示部Ｃとから構成されている。FIG. 1 is a block diagram of a power measuring device according to the present invention, specifically, an electronic integrating wattmeter using a Si Hall element as a multiplier. The power measurement device according to the present invention includes a power measurement unit A, a reference Hall voltage compensation unit B, and a measurement display unit C.
【００１７】電力計測部Ａは、計測対象である電力が使
用される際における電圧である計測入力電圧Ｖina を発
生する入力電圧発生回路２ａと、計測対象である電力が
使用される際における電流により計測入力磁界Ｂina を
発生する計測電流・磁界変換コイル３ａと、乗算器とし
て用いられ、計測入力電圧Ｖina と計測入力磁界Ｂina
とに応じた計測ホール電圧ＶHaを出力する電力計測用ホ
ール素子１ａと、電力計測用ホール素子１ａの計測ホー
ル電圧ＶHaが入力される計測用差動アンプ４ａとから構
成されている。The power measuring section A includes an input voltage generating circuit 2a for generating a measurement input voltage Vina which is a voltage when the power to be measured is used, and a current when the power to be measured is used. A measurement current / magnetic field conversion coil 3a for generating a measurement input magnetic field Bina, and a measurement input voltage Vina and a measurement input magnetic field Bina used as a multiplier.
And a measurement differential amplifier 4a to which the measurement Hall voltage VHa of the power measurement Hall element 1a is input.
【００１８】基準ホール電圧補償部Ｂは、補償用ホール
素子１ｂに入力する一定の基準入力電圧Ｖinb を発生す
る基準入力電圧発生回路２ｂと、補償用ホール素子１ｂ
に印加する一定の基準磁界Ｂinb を発生する基準磁界発
生磁石３ｂと、電力計測用ホール素子１ａと同様の特性
を有し、乗算器として用いられ、基準入力電圧Ｖinbと
基準磁界Ｂinb とに応じた基準ホール電圧ＶHbを出力す
る補償用ホール素子１ｂと、参照電圧Ｖref 及び補償用
ホール素子１ｂの基準ホール電圧ＶHbが入力される補償
用差動アンプ４ｂとから構成されおり、補償用差動アン
プ４ｂの出力電圧は補償電圧として電力計測部Ａの計測
用差動アンプ４ａに入力される。The reference Hall voltage compensating section B includes a reference input voltage generating circuit 2b for generating a constant reference input voltage Vinb input to the compensating Hall element 1b, and a compensating Hall element 1b.
Has a characteristic similar to that of the reference magnetic field generating magnet 3b for generating a constant reference magnetic field Binb to be applied to the power measuring Hall element 1a, is used as a multiplier, and is adapted to the reference input voltage Vinb and the reference magnetic field Binb. It comprises a compensating Hall element 1b for outputting a reference Hall voltage VHb, and a compensating differential amplifier 4b to which the reference voltage Vref and the reference Hall voltage VHb of the compensating Hall element 1b are inputted. Is input to the measuring differential amplifier 4a of the power measuring unit A as a compensation voltage.
【００１９】計測表示部Ｃは、計測用差動アンプ４ａの
出力電圧をデジタル信号に変換する電圧・周波数変換回
路５と、電圧・周波数変換回路５からのデジタル信号に
基づき計測対象である電力を算出することにより電力量
を積算する中央処理装置６と、算出された電力及び電力
量を表示する表示部７とから構成されている。The measurement display section C includes a voltage / frequency conversion circuit 5 for converting the output voltage of the measurement differential amplifier 4a into a digital signal, and a power to be measured based on the digital signal from the voltage / frequency conversion circuit 5. It is composed of a central processing unit 6 that integrates the power amount by calculating, and a display unit 7 that displays the calculated power and the power amount.
【００２０】本発明に係る電力測定装置の特徴は、基準
ホール電圧補償部Ｂを備えている点にある。基準ホール
電圧補償部Ｂに備えられた補償用ホール素子１ｂは、上
述のように、電力計測用ホール素子１ａと同様の特性を
有するものである。電力計測用ホール素子１ａと同様と
すべき特性は、入力抵抗Ｒin、ホール出力電圧感度
Ｋ*、出力電圧直線性Ｖlin 、出力電圧温度特性ＶHt、
ピエゾ抵抗Ｒpzであり、その微小偏差は０．３％以内と
するのが望ましい。A feature of the power measuring apparatus according to the present invention resides in that a reference Hall voltage compensating section B is provided. As described above, the compensation Hall element 1b provided in the reference Hall voltage compensation section B has the same characteristics as the power measurement Hall element 1a. The characteristics that should be similar to those of the power measurement Hall element 1a include an input resistance Rin, a Hall output voltage sensitivity K * , an output voltage linearity Vlin, an output voltage temperature characteristic VHt,
The piezo resistance is Rpz, and its minute deviation is preferably within 0.3%.
【００２１】また、基準ホール電圧補償部Ｂの補償用ホ
ール素子１ｂは、通常の使用状態において、可能な限り
電力計測部Ａと同様の環境条件におかれるようにする。
そのため、補償用ホール素子１ｂは、例えば、電力計測
部Ａと同一基板上の近傍に実装する。The compensating Hall element 1b of the reference Hall voltage compensating section B is placed under the same environmental conditions as possible for the power measuring section A in normal use.
Therefore, the compensation Hall element 1b is mounted, for example, in the vicinity of the power measurement unit A on the same substrate.
【００２２】基準ホール電圧補償部Ｂにおいては、補償
用ホール素子１ｂに一定の基準入力電圧Ｖinb と一定の
基準磁界Ｂinb とを印加し、基準ホール電圧ＶHbを出力
させておく。従って、補償用ホール素子１ｂは、磁気シ
ールド等を用いて計測入力磁界Ｂina の影響を受けない
ようにしておく。In the reference Hall voltage compensating section B, a constant reference input voltage Vinb and a constant reference magnetic field Binb are applied to the compensating Hall element 1b to output a reference Hall voltage VHb. Therefore, the compensation Hall element 1b is protected from the influence of the measurement input magnetic field Bina by using a magnetic shield or the like.
【００２３】補償用ホール素子１ｂ及び電力計測用ホー
ル素子１ａが、温度変化等の外部環境変化に起因する取
り付け基板の伸縮による封止外囲器の変形又は封止外囲
器自体の伸縮により機械的圧力を受けると、両ホール素
子のピエゾ抵抗が変化し、その結果、それらのホール電
圧ＶHb及びＶHaが変動する。補償用ホール素子１ｂ及び
電力計測用ホール素子１ａは同様の特性を有するもので
あるため、ホール電圧ＶHb及びＶHaの変化量も同程度で
あり、その変化量をΔＶH とする。The compensating Hall element 1b and the power measuring Hall element 1a are mechanically deformed by the expansion or contraction of the mounting substrate due to the expansion or contraction of the mounting substrate due to a change in the external environment such as a temperature change, or the expansion or contraction of the sealing enclosure itself. When a positive pressure is applied, the piezoresistance of both Hall elements changes, and as a result, their Hall voltages VHb and VHa fluctuate. Since the compensation Hall element 1b and the power measurement Hall element 1a have similar characteristics, the amounts of change of the Hall voltages VHb and VHa are also substantially the same, and the amount of change is defined as ΔVH.
【００２４】基準ホール電圧補償部Ｂの補償用差動アン
プ４ｂは、補償用ホール素子１ｂの補償ホール電圧ＶHb
の変化量ΔＶH に応じた補償電圧を出力し、その補償電
圧は電力計測部Ａの計測用差動アンプ４ａに帰還され
る。計測用差動アンプ４ａにおいては、その補償電圧を
用いて補償を行うことにより、当該外部環境変化がなか
ったとした場合における計測ホール電圧ＶHaに応じた出
力電圧を出力することができる。The compensating differential amplifier 4b of the reference Hall voltage compensating section B is provided with a compensating Hall voltage VHb of the compensating Hall element 1b.
The compensation voltage corresponding to the variation .DELTA.VH is output, and the compensation voltage is fed back to the measuring differential amplifier 4a of the power measuring unit A. By performing compensation using the compensation voltage, the measurement differential amplifier 4a can output an output voltage corresponding to the measurement hall voltage VHa when there is no change in the external environment.
【００２５】尚、温度変化による電力計測用ホール素子
１ａの特性変化に起因するホール電圧ＶHaの変化量ΔＶ
H についても、同様の原理により常時補償が行われるこ
とになる。The change amount ΔV of the Hall voltage VHa caused by a change in the characteristics of the Hall element 1a for power measurement due to a temperature change.
Compensation for H is always performed according to the same principle.
【００２６】計測表示部Ｃは、通常と同様の構成であ
り、電圧・周波数変換回路５により電力計測部Ａの差動
アンプ４ａの出力電圧をデジタル信号に変換し、そのデ
ジタル信号に基づき中央処理装置６により計測対象であ
る電力を算出することにより電力量を積算し、算出され
た電力及び電力量を表示部７により表示する。The measurement display section C has the same configuration as that of the usual case. The output voltage of the differential amplifier 4a of the power measurement section A is converted into a digital signal by the voltage / frequency conversion circuit 5, and the central processing is performed based on the digital signal. The power amount is integrated by calculating the power to be measured by the device 6, and the calculated power and the power amount are displayed on the display unit 7.
【００２７】この計測電力については、上述の原理によ
り、外部環境変化に起因する機械的圧力及び温度変化に
よる電力計測用ホール素子１ａの特性変化が補償されて
いるので、正確な電力量の積算及び表示を行うことが可
能となる。With respect to this measured power, since the characteristic change of the power measuring Hall element 1a due to the mechanical pressure and temperature changes due to the external environment change is compensated for by the above-described principle, accurate integration of the electric energy and Display can be performed.
【００２８】上述のように、両ホール素子の入力抵抗Ｒ
in、ホール出力電圧感度Ｋ、出力電圧直線性Ｖlin 、出
力電圧温度特性ＶHt、ピエゾ抵抗Ｒpzの微小偏差が０．
３％以内となるようにした場合、長期間にわたる計測精
度は、従来の電力計測装置では±２％程度であったのに
対し、本発明に係る電力計測装置では±１％に改善され
る。As described above, the input resistance R of both Hall elements
in, Hall output voltage sensitivity K, output voltage linearity Vlin, output voltage temperature characteristic VHt, and small deviation of piezo resistance Rpz are 0.
When it is set to be within 3%, the measurement accuracy over a long period of time is about ± 2% in the conventional power measuring device, and is improved to ± 1% in the power measuring device according to the present invention.
【００２９】また、従来の電力計測装置の構成における
ホール素子については、外部環境からの影響を回避する
ため、ホール素子ペレットに外力が加わらない特別マウ
ントと、完全な気密封止と、ガラス封止セラミック外囲
器等の高価な外囲器とが必要とされていたが、本発明に
係る電力計測装置においては、通常のエポキシ樹脂封止
等の安価な外囲器を用いたシステム構成が可能となるの
で、製造コストを従来比１／５０程度に大幅に低減する
ことができる。Further, in order to avoid the influence from the external environment, a special mount in which no external force is applied to the Hall element pellet, a completely airtight seal, and a glass seal Although an expensive envelope such as a ceramic envelope was required, a system configuration using an inexpensive envelope such as a normal epoxy resin sealing is possible in the power measuring device according to the present invention. Therefore, the manufacturing cost can be greatly reduced to about 1/50 of the conventional cost.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明に係る電力計測装置によれば、計
測対象である電力が使用される際における電圧である計
測入力電圧、及び、電力が使用される際における電流に
より発生する計測入力磁界に応じた計測ホール電圧を出
力する電力計測用ホール素子と、電力計測用ホール素子
と同様の特性を有し、一定の基準入力電圧及び一定の基
準磁界に応じた基準ホール電圧を出力する補償用ホール
素子とを備え、外部環境変化による基準ホール電圧の変
化量に応じた補償電圧を用いて、外部環境変化による計
測ホール電圧の変動に対する補償を行うように構成され
たものとしたので、外部環境変化に起因する電力計測用
ホール素子への機械的ストレスによる測定誤差を補償す
ることができ、高精度な電力計測を行うことが可能とな
る。According to the power measuring device of the present invention, a measurement input voltage which is a voltage when the power to be measured is used, and a measurement input magnetic field generated by a current when the power is used A Hall element for power measurement that outputs a measured Hall voltage according to the above, and a compensation element that has the same characteristics as the Hall element for power measurement, and outputs a reference Hall voltage according to a constant reference input voltage and a constant reference magnetic field A Hall element and a compensation voltage corresponding to the change amount of the reference Hall voltage due to the external environment change are used to compensate for the fluctuation of the measured Hall voltage due to the external environment change. It is possible to compensate for a measurement error due to mechanical stress on the power measurement Hall element due to the change, and it is possible to perform highly accurate power measurement.
【００３１】外部環境変化に起因する測定誤差が補償さ
れるので、安価な外囲器を用いたシステム構成が可能と
なり、製造コストを大幅に低減することができる。Since a measurement error caused by an external environment change is compensated, a system configuration using an inexpensive envelope can be realized, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
【図１】本発明に係る電力計測装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a power measuring device according to the present invention.
【図２】ホール素子の空乏層の伸びｗを補償する補償用
集積回路の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a compensating integrated circuit for compensating for the extension w of a depletion layer of a Hall element.
Ａ 電力計測部 １ａ 電力計測用ホール素子 ２ａ 入力電圧発生回路 ３ａ 計測電流・磁界変換コイル ４ａ 差動アンプ Ｂ 基準ホール電圧補償部 １ｂ 補償用ホール素子 ２ｂ 基準入力電圧発生回路 ３ｂ 基準磁界発生磁石 ４ｂ 差動アンプ Ｃ 計測表示部 ５ 電圧・周波数変換回路 ６ 中央処理装置 ７ 表示部 １０ ホール素子 １１ オペアンプ A power measurement unit 1a power measurement Hall element 2a input voltage generation circuit 3a measurement current / magnetic field conversion coil 4a differential amplifier B reference Hall voltage compensation unit 1b compensation Hall element 2b reference input voltage generation circuit 3b reference magnetic field generation magnet 4b difference Dynamic amplifier C Measurement display unit 5 Voltage / frequency conversion circuit 6 Central processing unit 7 Display unit 10 Hall element 11 Operational amplifier
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−115159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−40688（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201741（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−235586（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−337471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−2084（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−119969（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−285931（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−115156（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−64169（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 21/08 G01R 35/00 G06G 7/162 G01R 15/20 Continuation of the front page (56) References JP-A-53-115159 (JP, A) JP-A-58-40688 (JP, A) JP-A-6-201741 (JP, A) JP-A-6-235586 (JP) JP-A-4-337471 (JP, A) JP-A-58-2084 (JP, A) JP-A-9-119969 (JP, A) JP-A-8-285931 (JP, A) 53-115156 (JP, a) JitsuHiraku flat 6-64169 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G01R 21/08 G01R 35/00 G06G 7/162 G01R 15 / 20
Claims (3)
る電圧である計測入力電圧、及び、前記電力が使用され
る際における電流により発生する計測入力磁界に応じた
計測ホール電圧を出力する電力計測用ホール素子と、 前記電力計測用ホール素子と同様の特性を有し、一定の
基準入力電圧及び一定の基準磁界に応じた基準ホール電
圧を出力する補償用ホール素子とを備え、 外部環境変化による前記基準ホール電圧の変化量に応じ
た補償電圧を用いて、前記外部環境変化による前記計測
ホール電圧の変動に対する補償を行うように構成された
ことを特徴とする電力計測装置。An electric power for outputting a measurement input voltage which is a voltage when the power to be measured is used, and a measurement hall voltage corresponding to a measurement input magnetic field generated by a current when the power is used. A measurement hall element; and a compensation hall element having the same characteristics as the power measurement hall element and outputting a reference hall voltage corresponding to a constant reference input voltage and a constant reference magnetic field. And a compensation voltage corresponding to the amount of change in the reference Hall voltage due to the change in the measured Hall voltage due to the change in the external environment.
る電圧である計測入力電圧を発生する入力電圧発生回路
と、 前記電力が使用される際における電流により計測入力磁
界を発生する計測電流・磁界変換コイルと、 乗算器として用いられ、前記計測入力電圧と前記計測入
力磁界とに応じた計測ホール電圧を出力する電力計測用
ホール素子と、 一定の基準入力電圧を発生する基準入力電圧発生回路
と、 一定の基準磁界を発生する基準磁界発生磁石と、 前記電力計測用ホール素子と同様の特性を有し、乗算器
として用いられ、前記基準入力電圧と前記基準磁界とに
応じた基準ホール電圧を出力する補償用ホール素子と、 参照電圧及び前記基準ホール電圧が入力され、外部環境
変化による前記基準ホール電圧の変化量に応じた補償電
圧を出力する補償用差動アンプと、 前記計測ホール電圧及び前記補償電圧が入力され、前記
補償電圧を用いて補償を行いながら、前記計測ホール電
圧に応じた出力電圧を出力する計測用差動アンプと、 を備えたことを特徴とする電力計測装置。2. An input voltage generation circuit for generating a measurement input voltage which is a voltage when the power to be measured is used, a measurement current and a measurement current for generating a measurement input magnetic field by the current when the power is used. A magnetic field conversion coil, a power measurement Hall element that is used as a multiplier, and outputs a measurement Hall voltage according to the measurement input voltage and the measurement input magnetic field, and a reference input voltage generation circuit that generates a constant reference input voltage A reference magnetic field generating magnet that generates a constant reference magnetic field, and has the same characteristics as the power measurement Hall element, is used as a multiplier, and has a reference Hall voltage corresponding to the reference input voltage and the reference magnetic field. And a reference voltage and the reference Hall voltage are inputted, and a compensation voltage corresponding to a change amount of the reference Hall voltage due to an external environment change is output. A measurement differential amplifier that receives the measurement Hall voltage and the compensation voltage, performs compensation using the compensation voltage, and outputs an output voltage corresponding to the measurement Hall voltage. A power measuring device comprising:
さらに、 前記計測用差動アンプの出力電圧をデジタル信号に変換
する電圧・周波数変換回路と、 前記電圧・周波数変換回路からの前記デジタル信号に基
づき前記電力を算出することにより電力量を積算する中
央処理装置と、 前記電力及び前記電力量を表示する表示部と、を備えた
ことを特徴とする電力計測装置。3. The power measuring device according to claim 2,
Further, a voltage / frequency conversion circuit for converting an output voltage of the measurement differential amplifier into a digital signal, and a center for integrating the power amount by calculating the power based on the digital signal from the voltage / frequency conversion circuit A power measurement device comprising: a processing device; and a display unit that displays the power and the power amount.
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|---|---|---|---|
| JP26990897A JP3351723B2 (en) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | Power measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP26990897A JP3351723B2 (en) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | Power measurement device |
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| JPH11108972A JPH11108972A (en) | 1999-04-23 |
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- 1997-10-02 JP JP26990897A patent/JP3351723B2/en not_active Expired - Fee Related
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