JP3671706B2

JP3671706B2 - 電力量計

Info

Publication number: JP3671706B2
Application number: JP33390798A
Authority: JP
Inventors: 浩道井上; 裕明湯浅; 省互一村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JP2000162256A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流配線路上で負荷への電力の供給経路に取り付けられ、負荷に供給した電力量を求めて表示する電力量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電力量計として、最近では交流配線路の電圧値と電流値とを乗算するとともに時間について積分（つまり積算）することによって電力量を求めるものが提供されている。この種の電力量計では、交流配線路の各線路にプローブを接続することによってプローブ間の電圧値を求め、また電流センサを用いることによって交流配線路の通過電流を求めている。電流センサには、環状コアに検出用の巻線を巻き付けるとともに環状コアの一部を開閉可能とした変流器が広く用いられている。この種の電流センサは環状コアを開いて交流配線路を環状コア内に導入した後に環状コアを閉じるから、環状コア内に交流配線路を貫通させた形に拘束することになり、この意味でクランプセンサと呼称されている。
【０００３】
プローブおよび電流センサでは電圧値および電流値の瞬時値が得られるから、マイコンを用いた演算手段によって電圧値と電流値とを乗算し時間について積分することで電力量を求めることができる。また、電力量計には求めた電力量を表示するための表示手段が設けられる
上述のように、この種の電力量計では、演算手段や表示手段を用いているから、演算手段や表示手段に電力を供給するための電源が必要であって、一般には電池を電力量計に内蔵させたり、交流配線路から電力量計とは別に設けたアダプタを介して電力を供給したりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、上述のように電池を電力量計に内蔵したものでは、電池の寿命を管理して電池を適宜に交換するというメンテナンスが必要であり、また別途にアダプタを設けるものでは交流配線路へのプローブの結線以外にアダプタの接続が必要になり、接続作業が面倒である。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、交流配線路への接続作業が比較的容易であって、しかもメンテナンスをほとんど不要とした電力量計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流配線路に接続されるプローブと、交流配線路の通過電流を検出する電流センサと、前記プローブおよび前記電流センサにより検出した電圧波形および電流波形のゼロクロス点をそれぞれ検出するとともに隣接するゼロクロス点間の極性に応じた２値の信号を発生する極性検出回路と、プローブにより検出した電圧および電流センサにより検出した電流をそれぞれ全波整流する整流回路と、各整流回路の出力をＡ／Ｄ変換するとともにＡ／Ｄ変換後のデジタル値に極性検出回路により検出された極性に対応する符号を付加することにより交流配線路の電圧値および電流値に対応する符号付きのデジタル値を用いて交流配線路を通過した電力量を求める演算手段と、演算手段により求めた電力量を表示する表示手段と、前記プローブを介して交流配線路から取り込んだ電力を用いて演算手段および表示手段への電源を含む内部電源を生成する電源回路とを備えるものであり、交流配線路の電圧値を検出するために設けたプローブから取り込んだ電力を用いて内部電源を生成する電源回路を設けているので、電圧値の検出に必要なプローブを接続するだけで内部電源も供給することが可能になり結線作業が容易になる。しかも、内部電源を交流配線路から得ているから電池を内蔵する必要がなく、電池の交換が不要でありメンテナンスが容易である。さらに、Ａ／Ｄ変換を行う対象が整流回路により全波整流された脈流波形であることによって、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを変更せずに交流波形にＡ／Ｄ変換を施す場合と比較すると、１ビット当たりのステップ幅を小さくすることができ、分解能を高めることになる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記電源回路が、交流配線路からの交流電圧を一定の直流電圧に電力変換して内部電源を生成する定電圧化手段を備えるものであり、交流配線路の電圧にかかわらず内部電源を一定電圧とすることができ、たとえば単相３線式、三相３線式などの各種交流配線路に対応可能となる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記演算手段が電力量を求める期間を計時する時計部を備え、前記演算手段への電力の供給が停止したときに時計部への電力の供給を継続させるバックアップ電源回路が設けられているものであり、交流配線路の停電などにより演算手段に電力が供給されない状態でもバックアップ電源回路から時計部には電力が供給されるから、復電時に時計を合わせる作業が不要である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記バックアップ電源回路が前記電源回路により充電される２次電池を備えるものであり、バックアップ電源回路に２次電池を設けていることによって電池の交換がほとんど不要になり、しかも２次電池の充電は交流配線路からの電力供給によって通常時に行われているから、２次電池の充電作業が不要である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下の説明では、図２のように、単相３線式あるいは三相３線式のように交流電源ＡＣと負荷ＬＤとを接続する３本の線路Ｌ１〜Ｌ３を備える交流配線路Ｌを想定する。本実施形態は、交流配線路Ｌの各線路Ｌ１〜Ｌ３に接続されて線間電圧を検出する３個のプローブＰ１〜Ｐ３と、交流配線路Ｌのうちの２本の線路Ｌ１、Ｌ３がそれぞれ貫通される２個の電流センサＣＴ１、ＣＴ２とを備える。電流センサＣＴ１、ＣＴ２は従来例でも説明したように開閉可能な環状コアを備える変流器を用いている。
【００１１】
図１に示すように、プローブＰ１〜Ｐ３は電圧入力部１１の一部を構成し、電流センサＣＴ１，ＣＴ２は電流入力部１２の一部を構成する。電圧入力部１１および電流入力部１２には、交流電源ＡＣから交流配線路Ｌを通して負荷ＬＤに供給される電力を検出するのに不要な周波数成分を除去するためのフィルタや、入力値に応じてゲインが設定される増幅器や、電流−電流変換回路などが適宜設けられる。電圧入力部１１および電流入力部１２によりそれぞれ検出された電圧値および電流値は、電力量を求める演算を行う前に前処理回路１３に入力され、電圧値および電流値の極性と絶対値とが求められる。すなわち、前処理回路１３は、プローブＰ２に印加される電圧を基準電位（０Ｖ）とするときの他のプローブＰ１，Ｐ３の電圧の極性をそれぞれ検出する極性検出回路１４ａ，１４ｂを備えるとともに、両電圧を全波整流する整流回路１５ａ，１５ｂを備える。また、前処理回路１３は、２つの電流センサＣＴ１，ＣＴ２により検出された電流の極性をそれぞれ検出する極性検出回路１６ａ，１６ｂを備えるとともに、両電流を全波整流する整流回路１７ａ，１７ｂを備える。
【００１２】
各極性検出回路１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂは、それぞれ電圧波形や電流波形のゼロクロス点を検出するとともに隣接するゼロクロス点間の極性に応じた２値の信号を発生するように構成されている。したがって、プローブＰ１〜Ｐ３ないし電流センサＣＴ１，ＣＴ２により検出される交流電圧ないし交流電流が、たとえば図３（ａ）のような正弦波であれば、各極性検出回路１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂの出力は図３（ｂ）のような矩形波信号になる。また、整流回路１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂの出力は、図３（ｃ）のような脈流波形になる。
【００１３】
極性検出回路１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂにより検出された交流電圧ないし交流電流の極性と、整流回路１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂにより検出された交流電圧ないし交流電流の絶対値とは、それぞれマイコンを主構成とする演算回路２１を備えた演算手段２０に入力される。演算回路２１は、各整流回路１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂの出力をＡ／Ｄ変換する機能を有し、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値には極性検出回路１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂにより検出された極性に対応する符号が付加される。
【００１４】
ここにおいて、Ａ／Ｄ変換を行う対象が脈流波形であることによって、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを変更せずに交流波形（図３（ａ）参照）にＡ／Ｄ変換を施す場合と比較すると、１ビット当たりのステップ幅を小さくすることができ、結果的に分解能を高めたことになる。こうして求めた交流電圧および交流電流の瞬時値に対応する符号付きのデジタル値を乗算する。ここで、Ａ／Ｄ変換の際のサンプリング周期を適宜に（交流電源ＡＣの周期よりも十分に短い周期に）設定しておき、交流電源ＡＣの１周期分の乗算値の総和を求めた後にサンプリング数で除算すれば、この値が瞬時電力（実効値）に相当することになる。また、所望期間の電力量は、その期間における瞬時電力の総和を求める。この演算は電力の時間についての積分を行うことに相当する。
【００１５】
演算回路２１において電力を求める演算の手順を示すと図４のようになる。つまり、交流電圧の絶対値に相当する整流回路１５ａ，１５ｂの出力をＡ／Ｄ変換した後（Ｓ１）、極性検出回路１４ａ，１４ｂにより検出した符号を入力して（Ｓ２）、Ａ／Ｄ変換により得られたデジタル値に符号を付加する（Ｓ３）。また、交流電流の絶対値に相当する整流回路１７ａ，１７ｂの出力をＡ／Ｄ変換した後（Ｓ４）、極性検出回路１６ａ，１６ｂにより検出した符号を入力して（Ｓ５）、Ａ／Ｄ変換により得られたデジタル値に符号を付加する（Ｓ６）。このようにしてステップＳ３，Ｓ６により交流電源の電圧値および電流値に相当する値Ｖ１，Ｉ１が求められると、演算手段１０ではこれらの値Ｖ１，Ｉ１の乗算値（＝Ｖ１×Ｉ１）を瞬時値Ｗ１として求める（Ｓ７）。求めた瞬時値Ｗ１は順次加算され（Ｓ８）、交流電源ＡＣの電圧波形の１周期分について瞬時値Ｗ１の加算値Ｗ０を求めた後（Ｓ９）、この加算値Ｗ０をサンプル数Ｎで除算するのである（Ｓ１０）。こうして求めた除算値は瞬時電力に相当する。
【００１６】
ところで、電力量は週毎、日毎、時間毎など、決まった期間内で求めることが多く、これらの期間は演算手段２０に設けた時計部２３で計時される。つまり、動作が開始されると時計部２３によって週、日、時間の区切りを示す信号が演算回路２１に入力され、演算回路２１にこの信号が入力されると、対応する期間内の電力量がＥＥＰＲＯＭよりなる記憶部２２に書き込まれ、また古くなった不要なデータは記憶部２２から消去される。時計部２３は電力量の測定を開始した時点からの経過時間を計時する機能も有している。演算手段２０には表示手段としての液晶表示器３１およびキーパッド３２を備えた表示操作部３０が接続される。表示操作部３０の機能については後述する。
【００１７】
ところで、前処理回路１３、演算手段２０、表示操作部３０などの内部電源は、プローブＰ１，Ｐ２を通して交流配線路Ｌから供給される。すなわち、プローブＰ１，Ｐ２には電源回路４０が接続され、この電源回路４０から直流定電圧を出力して内部電源に用いている。この電源回路４０は、図５に示すように、図１には示していない電源スイッチＳＷを介して電圧入力部１１に接続され、高周波阻止用のフィルタ回路Ｆを通して入力された交流電圧を、ダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢで全波整流した後に平滑コンデンサＣ１によって平滑する。平滑コンデンサＣ１の両端間にはトランスＴ１の１次巻線を介してＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１と電流検出用の抵抗Ｒ１との直列回路が接続される。したがって、スイッチング素子Ｑ１を高周波でオンオフさせればトランスＴ１の２次側に交流出力が得られるのであって、２次側の交流出力を整流することで直流電圧を生成するように構成されている。この種の回路構成はＤＣ−ＤＣコンバータとして周知のものである。
【００１８】
トランスＴ１の２次側出力は３個の２次巻線から取り出され、１つの２次巻線はセンタタップ付きになっている。つまり、前処理回路１３においては、極性検出回路１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが設けられており、この種の回路は演算増幅器を用いて構成するのが一般的であって、演算増幅器は一般には正負両極性の電源（たとえば±１２Ｖ）が必要であるから、前処理回路１３に電源を供給する部位の２次巻線をセンタタップ付きとして正負両極性の電源を構成しやすくしてある。また、演算手段２０や表示操作部３０への電源はたとえば５Ｖに設定される。前処理回路１３、演算手段２０、表示操作部３０では一定の直流電圧が要求されるから、トランスＴ１の２次側には整流用のダイオードＤ２〜Ｄ４および平滑用のコンデンサＣ２〜Ｃ４を用いるのはもちろんのこと、コンデンサＣ２〜Ｃ４の両端電圧を定電圧化するための定電圧化手段としての定電圧回路４１ａ〜４１ｃを設けて供給電圧を安定化させている。
【００１９】
トランスＴ１に設けた残りの２次巻線は、スイッチング素子Ｑ１をオンオフさせるための制御回路ＣＮに電源を供給するために設けられており、制御回路ＣＮにはトランスＴ１から電力が供給される制御電源回路４２が設けられる。ただし、スイッチング素子Ｑ１のオンオフが開始される前にはトランスＴ１を通して制御電源回路４２に電力を供給することができないから、起動時には平滑コンデンサＣ１から抵抗Ｒ２を通して制御電源回路４２に電力を供給できるようにしてある。制御回路ＣＮは、基本的にはスイッチング素子Ｑ１のオンオフのタイミングを決めるパルス信号を発生させる発振回路４３と、発振回路４３の出力からスイッチング素子Ｑ１のオンオフが可能な信号を生成する駆動回路４４とからなり、さらに、定電圧回路４１ｃへの入力電圧をほぼ一定に保つためのフィードバック回路４５と、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流を抵抗Ｒ１の両端電圧により監視しスイッチング素子Ｑ１に流れる電流を制限する電流リミッタ回路４６とが制御回路ＣＮに設けられる。フィードバック回路４５には定電圧回路４１ｃの入力電圧を監視する電圧検出回路４７の出力がフォトカプラＰＣを介して入力されている。つまり、定電圧回路４１ｃへの入力電圧をほぼ一定に保つようにスイッチング素子Ｑ１のオンオフのタイミングがフィードバック制御される。
【００２０】
上述したように、内部電源を生成する電源回路４０には、プローブＰ１，Ｐ２を通して交流配線路Ｌから電力を供給しているから、内部電源として電池を用いたり、内部電源を得るためのアダプタを別途に設けたりする必要がなく、交流配線路Ｌへの接続作業が容易になっている。しかも、トランスＴ１の２次出力を安定化させるためにスイッチング素子Ｑ１のオンオフのタイミングをフィードバック制御する回路構成を採用し、さらには定電圧回路４１ａ〜４１ｃを設けているから、交流電源ＡＣの電圧が変化しても定電圧回路４１ａ〜４１ｃの出力電圧は一定電圧に保たれることになり、交流電源ＡＣの仕様が異なる場合でも同一構成で対応が可能になる。
【００２１】
ところで、交流電源ＡＣは停電することがあり、停電が生じたときに時計部２３への電力供給が停止すると、復電時に時計部２３の時刻を合わせ直すことが必要になり、手間がかかるものである。そこで、電源回路４０から演算手段２０への電源供給が停止しても時計部２３には電源を供給することができるようにバックアップ電源回路４８を設けている。バックアップ電源回路４８は２次電池を用いたものであり、この２次電池は通常時に電源回路４０の出力電圧により充電され、停電時には時計部２３に電源を供給するように構成されている。したがって、停電中であっても時計部２３は正常に動作し、復電時における時刻合わせが不要になっている。しかも、２次電池であるから長期間に亘って交換が不要であり、さらには通常時に２次電池が充電されているから、別途に２次電池を充電する必要もないのである。
【００２２】
ところで、表示操作部３０のキーパッド３２は、図６に示すように、スタート／ストップキーＫ１、モード切換キーＫ２、選択キーＫ３，Ｋ４、リセットキーＫ５の５個の操作部を備え、このキーパッド３２を液晶表示器３１と組み合わせて用いることによって、時刻合わせ、電力量の計測期間の設定、各種計測期間における電力量のうち表示する電力量の選択的表示などが可能になっている。電力量の選択的表示とは、たとえば、週毎、日毎、時間毎などの電力量を選択して表示することを意味する。
【００２３】
さらに具体的に説明する。本実施形態では、電力量の１日の変化、１週間の変化、月間や年間の変化などを分析するためのデータを得ることを想定しており、週、日、時間などの期間ごとの電力量を測定する機能を備えているから、図７のよに電源を投入した（Ｓ１）直後には時刻合わせが必要になる（Ｓ２，Ｓ３）。時刻合わせは、電源投入直後に、モード切換キーＫ２を１秒以上押操作し時刻合わせモードを選択することによって行う。時刻合わせモードが選択されている間には電力量の測定は行われない。時刻合わせモードが選択されると、図８（ａ）のように年月日が表示され、年に対応する数値が点滅する（点滅は四角で囲むことにより示している）。以後、モード切換キーＫ２の操作毎に、図８（ｂ）のように月に対応する数値が点滅する状態、図８（ｃ）のように日に対応する数値が点滅する状態、図８（ｄ）のように時分が表示され、時に対応する数値が点滅する状態、図８（ｅ）のように分に対応する数値が点滅する状態が順次選択され、図８（ｅ）の状態でモード切換キーＫ２を押操作すると（つまり、時刻合わせモードでモード切換キーＫ２を５回押操作すると）、時刻合わせモードを終了する（Ｓ３）。図８（ａ）〜（ｅ）の各状態において数値が点滅しているときに、選択キーＫ３，Ｋ４を操作すれば、点滅している数値を増減させることができ、この操作によって年月日時分を合わせることができる。また、時刻合わせモードにおいてモード切換キーＫ２を１秒以上押し続けると時刻設定モードが解除される。
【００２４】
時刻合わせが終了した後には、交流配線路Ｌが単相か三相かの選択を行う。すなわち、モード切換キーＫ２により相設定モードを選択し、選択キーＫ３，Ｋ４の操作によって単相か三相かを選択する。液晶表示器３１には単相の場合に１、三相の場合に３が表示される。その後、モード切換キーＫ２によりタイマー設定モードを選択し、電力量の測定の開始時点と終了時点とを指定する操作を行う。
【００２５】
タイマー設定モードにはオンモードとオフモードとがあり、オンモードではオン時刻（年月日時分）を設定し、オフモードではオフ時刻（年月日時分）を設定することができる。モード切換キーＫ２ではタイマー設定モードの選択が可能であって、オンモードとオフモードとは選択キーＫ３，Ｋ４により選択される。タイマー設定モードのオンモードとオフモードとにおける操作は、それぞれ年月日時分を指定する操作であり、図９、図１０に示すように、時刻合わせモードと同様の操作になる。要するに、年月日時分のどの数値を設定するかをモード切換キーＫ２で選択した後、数値が選択された状態で選択キーＫ３，Ｋ４を用いて数値を変更するのである。ここで、タイマー設定モードのオンモードないしオフモードでは、リセットキーＫ５を操作すれば、１つ前の項目（年月日時分）の選択状態に戻すことができる。また、モード切換キーＫ２を１秒以上押操作すると、タイマー設定モードの初期画面、つまりオンモードとオフモードとを選択する画面に戻る。ここにおいて、オンモードではモード切換キーＫ２の５回目の押操作でタイマー設定モードが終了するのではなく、オフモードに移行することになる。また、オフモードではモード切換キーＫ２の５回目の操作でタイマー設定モードが終了する。上述の操作によって電力量の測定の開始時点と終了時点との設定が終了した後（Ｓ４〜Ｓ６）、時計部２３で計時している現在時刻が設定された開始時点になると（Ｓ７）、電力量の測定が開始される（Ｓ９）。また、電力量の測定の開始時点および終了時点を設定していない場合でも、スタート／ストップキーＫ１により電力量の測定開始が指示されると（Ｓ８）、電力量の測定が開始される（Ｓ９）。スタート／ストップキーＫ１は押操作毎に測定の開始と終了とを行うものである。
【００２６】
電力量の測定は、図４に示したように、交流配線路Ｌの電圧値と電流値とが求められ（Ｓ１０，Ｓ１１）、電圧値と電流値とに基づいて瞬時電力が求められる（Ｓ１２）。さらに、求めた瞬時電力の積算値を電力量とし（Ｓ１３）、１時間、１日、１週間の各単位で記憶部２２に電力量を書き込むのである（Ｓ１４〜Ｓ２４）。具体的には測定開始から１時間が経過すると（Ｓ１４）、１時間内の電力量を求め（Ｓ１５）、１時間を時限するタイマをリセットする（Ｓ１６）。１日経過時点（Ｓ１７）、１週間経過時点（Ｓ２０）でも同様に処理する。こうして、１時間毎、１日毎、１週間毎の電力量が求められた各時点ごとに求めた電力量を液晶表示器３１に表示するとともに（Ｓ２３）、その電力量を記憶部２２に格納するのである（Ｓ２４）。
【００２７】
設定された測定の終了時点が経過すれば（Ｓ２５）、電力の測定は終了し（Ｓ２６）、測定の終了時点が経過しなくてもスタート／ストップキーＫ１により測定終了が指示されると（Ｓ２７）、電力の測定は終了する。
【００２８】
ところで、電力量の測定中にはモード切換キーＫ２の押操作によって、液晶表示器３１に表示する内容の異なる表示モードを選択することができる。表示モードとしては、測定中の値を表示する現在値表示モード、瞬時電力のピーク値を表示するピーク電力表示モード、測定開始からの電力量（積算電力）を表示する積算電力表示モード、時間毎の電力量を１６７時間まで遡って表示可能な時間毎表示モード、日毎の電力量を７日前まで遡って表示可能な日毎表示モード、週毎の電力量を４週前まで遡って表示可能な週毎表示モードが選択可能になっている。
【００２９】
現在値表示モードでは、選択キーＫ３，Ｋ４の操作によって図１１のように瞬時電力（同図（ａ）参照）、電圧（同図（ｂ）参照）電流（同図（ｃ）参照）の３種類から表示内容を選択することができる。また、どの値を表示しているときでもモード切換キーＫ２の押操作により他の表示モードに移行させることができる。現在値表示モードは、電圧、電流、瞬時電力の各値を現在の時分とともに表示する。
【００３０】
ピーク電力表示モードでは、瞬時電力のピーク値を表示するのであって、ピーク値を年月日（図１２（ａ）参照）と時分（図１２（ｂ）参照）とのどちらとともに表示するかを選択キーＫ３，Ｋ４で選択可能になっている。年月日または時分とピーク値とは液晶表示器３１の画面に２段に表示される。なお、時刻合わせモードなどでの操作から明らかなように、本実施形態における液晶表示器３１は、画面が比較的小型であって、年月日と時分とは別画面に表示する必要があるから、年月日の表示と時分の表示とは切り換えて表示しているのである。また、ピーク電力表示モードにおいてリセットキーＫ５を操作すると、リセットキーＫ５を押した後の瞬時電力のピーク値が求められ、次にピーク電力表示モードが選択されたときには、前にピーク電力表示モードが選択され、リセットキーＫ５が操作された時点からのピーク値が表示されることになる。この表示モードはモード切換キーＫ２の押操作によって終了する。
【００３１】
積算電力表示モードでは、図１３（ａ）に示すように、測定を開始した時点からの経過時間と積算電力とが液晶表示器３の画面に２段に表示される。また、このモードにおいて選択キーＫ３，Ｋ４を操作すれば、測定を開始した時点の年月日（同図（ｂ）参照）、時分（同図（ｃ）参照）を選択して表示させることができる。さらに測定の終了後に、このモードが選択されたときには、経過時間、開始年月日、開始時分のほか、終了年月日（同図（ｄ）参照）、終了時分（同図（ｅ）参照）を選択して表示させることが可能である。この表示モードはモード切換キーＫ２の押操作によって終了する。
【００３２】
時間毎表示モード、日毎表示モード、週毎表示モードは基本的には類似したモードであって、それぞれ記憶部２２に格納された電力量のうち時間毎（図１４参照）、日毎（図１５参照）、週毎（図１６参照）のデータを読み出して液晶表示器３１に表示するモードである。ただし、記憶容量や実用上の必要性から、遡って表示可能な期間は上述したように制限されている。また、各表示モードにおいて、選択キーＫ３，Ｋ４を操作すれば表示する期間を選択することができる。たとえば、現在から何時間前の１時間における電力量を表示するかを選択することが可能になっている。さらに、時間毎表示モードおよび日毎表示モードでは、リセットキーＫ５の押操作によって何時間前（何日前）の表示とするか（図１４（ａ）、図１５（ａ）参照）、時分や年月日を指定した表示とするか（図１４（ｂ）、図１５（ｂ）参照）を選択可能になっている。また、これらの表示モードではスタート／ストップキーＫ１を押操作すれば、記憶部２２の内容を消去することができる。これらの表示モードはモード切換キーＫ２の押操作によって終了する。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、交流配線路に接続されるプローブと、交流配線路の通過電流を検出する電流センサと、前記プローブおよび前記電流センサにより検出した電圧波形および電流波形のゼロクロス点をそれぞれ検出するとともに隣接するゼロクロス点間の極性に応じた２値の信号を発生する極性検出回路と、プローブにより検出した電圧および電流センサにより検出した電流をそれぞれ全波整流する整流回路と、各整流回路の出力をＡ／Ｄ変換するとともにＡ／Ｄ変換後のデジタル値に極性検出回路により検出された極性に対応する符号を付加することにより交流配線路の電圧値および電流値に対応する符号付きのデジタル値を用いて交流配線路を通過した電力量を求める演算手段と、演算手段により求めた電力量を表示する表示手段と、前記プローブを介して交流配線路から取り込んだ電力を用いて演算手段および表示手段への電源を含む内部電源を生成する電源回路とを備えるものであり、交流配線路の電圧値を検出するために設けたプローブから取り込んだ電力を用いて内部電源を生成する電源回路を設けているので、電圧値の検出に必要なプローブを接続するだけで内部電源も供給することが可能になり結線作業が容易になるという効果がある。しかも、内部電源を交流配線路から得ているから電池を内蔵する必要がなく、電池の交換が不要でありメンテナンスが容易であるという効果がある。さらに、Ａ／Ｄ変換を行う対象が整流回路により全波整流された脈流波形であることによって、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを変更せずに交流波形にＡ／Ｄ変換を施す場合と比較すると、１ビット当たりのステップ幅を小さくすることができ、分解能を高めることになるという効果がある。
【００３４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記電源回路が、交流配線路からの交流電圧を一定の直流電圧に電力変換して内部電源を生成する定電圧化手段を備えるものであり、交流配線路の電圧にかかわらず内部電源を一定電圧とすることができ、たとえば単相３線式、三相３線式などの各種交流配線路に対応可能になるという効果がある。
【００３５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記演算手段が電力量を求める期間を計時する時計部を備え、前記演算手段への電力の供給が停止したときに時計部への電力の供給を継続させるバックアップ電源回路が設けられているものであり、交流配線路の停電などにより演算手段に電力が供給されない状態でもバックアップ電源回路から時計部には電力が供給されるから、復電時に時計を合わせる作業が不要であるという効果がある。
【００３６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記バックアップ電源回路が前記電源回路により充電される２次電池を備えるものであり、バックアップ電源回路に２次電池を設けていることによって電池の交換がほとんど不要になり、しかも２次電池の充電は交流配線路からの電力供給によって通常時に行われているから、２次電池の充電作業が不要であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上の使用形態を示す概略図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上に用いる電源回路を示す回路図である。
【図６】同上におけるキーパッドを示す正面図である。
【図７】同上の動作説明図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【図１２】同上の動作説明図である。
【図１３】同上の動作説明図である。
【図１４】同上の動作説明図である。
【図１５】同上の動作説明図である。
【図１６】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
２０演算手段
２３時計部
３０表示操作部
４０電源回路
４１ａ〜４１ｃ定電圧回路
４８バックアップ電源回路
ＣＴ１，ＣＴ２電流センサ
Ｌ交流配線路
Ｐ１〜Ｐ３プローブ

Claims

交流配線路に接続されるプローブと、交流配線路の通過電流を検出する電流センサと、前記プローブおよび前記電流センサにより検出した電圧波形および電流波形のゼロクロス点をそれぞれ検出するとともに隣接するゼロクロス点間の極性に応じた２値の信号を発生する極性検出回路と、プローブにより検出した電圧および電流センサにより検出した電流をそれぞれ全波整流する整流回路と、各整流回路の出力をＡ／Ｄ変換するとともにＡ／Ｄ変換後のデジタル値に極性検出回路により検出された極性に対応する符号を付加することにより交流配線路の電圧値および電流値に対応する符号付きのデジタル値を用いて交流配線路を通過した電力量を求める演算手段と、演算手段により求めた電力量を表示する表示手段と、前記プローブを介して交流配線路から取り込んだ電力を用いて演算手段および表示手段への電源を含む内部電源を生成する電源回路とを備えることを特徴とする電力量計。
前記電源回路は、交流配線路からの交流電圧を一定の直流電圧に電力変換して内部電源を生成する定電圧化手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電力量計。
前記演算手段は電力量を求める期間を計時する時計部を備え、前記演算手段への電力の供給が停止したときに時計部への電力の供給を継続させるバックアップ電源回路を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電力量計。
前記バックアップ電源回路は前記電源回路により充電される２次電池を備えることを特徴とする請求項３記載の電力量計。