JP3856710B2 - 電子式交流電流計 - Google Patents
電子式交流電流計 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3856710B2 JP3856710B2 JP2002045192A JP2002045192A JP3856710B2 JP 3856710 B2 JP3856710 B2 JP 3856710B2 JP 2002045192 A JP2002045192 A JP 2002045192A JP 2002045192 A JP2002045192 A JP 2002045192A JP 3856710 B2 JP3856710 B2 JP 3856710B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- current
- pseudo
- measured
- electronic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サンプリングＡ／Ｄ変換を用いて交流電流を計測する電子式交流電流計に係わり、さらに詳しくは、計測対象の電流がゼロのときにＡ／Ｄ変換器等の電子回路のオフセット電圧の影響を排除できる電子式交流電流計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平６−１９４１９１号公報に示された従来の電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
図において、１は被計測電路、２は被計測電路１を流れる交流電流（即ち、被計測電流）に比例した二次出力をする計器用変流器である。
３は計器用変流器２の二次出力を増幅し、電圧信号に変換する変換部、４は被計測電路１を流れる交流電流に比例する電圧信号（即ち、変換部３の出力信号）をサンプリングしてデジタル信号に変換すると共に、被計測電路１の交流電流の実効値を演算して出力するＡ／Ｄ変換演算部である。
５は計測結果を表示する表示部であり、この表示部５は計測値（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４によって演算された被計測電路１の交流電流の実効値）を数値表示するデジタル値表示部６と、計器用変流器２の変成比等による表示値の単位を示す単位表示部７と、該計測値をその値の大きさに対応した長さで表示（アナログ表示）するバーグラフ表示部８と、バーグラフ表示部８の目盛値を示す目盛数値９で構成される。
【０００３】
なお、バーグラフ表示部８は複数個の液晶セグメントを直列に並べて一端からの連続点灯数でバーの長さにして表示するものであり、図に示したような円環状に複数個の液晶セグメントを配置したものの他に、直線状（棒状）に配置したものであってもよい。
１０は計測値（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４の出力値）の出力値に対応してバーグラフ表示部８が点灯する液晶セグメント数を制御するバーグラフ表示制御部、１１はスケーリング演算部であり、A／D変換された計測信号（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４によって演算された被計測電路１の交流電流の実効値）を後述の単位表示に整合するように演算処理する。
１２はスケーリング演算部１１で演算処理された計測信号をデジタル値表示部６へ数値表示させるデジタル表示制御部である。
【０００４】
２１は最高目盛値設定部であり、被計測電路１を流れる電流値予測から計測最高範囲のフルスケール値や計器用変流器２の変成比等を外部から初期設定する。２２は設定された計測最高範囲のフルスケール値、計器用変流器２の変成比等からバーグラフ表示部８の中間分割した各目盛数値９を演算設定する目盛数字演算部、２３は目盛数字演算部２２で設定された数値を各目盛数値表示９へ表示させる目盛数字表示制御部である。
２４は計器用変流器２の変成比等からフルスケール値の単位（例えば、Ａ，ＫＡ，ＭＡ）を選択する単位演算部、２５は選択された単位にあわせて単位表示部７の点灯セグメントを設定する単位表示制御部である。
【０００５】
次に、従来の電子式交流電流計の動作について説明する。
計器用変流器２を介して電子式交流電流計を被計測電路１へ接続して、定格計測電流、延長目盛り倍数、変成比等の計測パラメータを最高目盛値設定部２１から設定入力する。
これにより、単位表示部７と目盛数値９のフルスケール値および各中間分割目盛数値が所要セグメントの点灯により表示される。
一方、バーグラフ表示制御部１０は、Ａ／Ｄ変換演算部４により実効値演算された被計測電路１の計測電流値に対応させてバーグラフ表示部８の液晶セグメントを点灯させ、デジタル表示制御部１２は演算処理された計測電流値をデジタル値表示部６への数値表示させる。
【０００６】
計測表示する被計測電路１の交流電流の実効値Ｉは、計測周期の１サイクルをｎ個のサンプリングをして得た電流の瞬時値ｉ1、ｉ2、・・・ｉnから、次式により演算して求める。
実効値Ｉ ＝ ［｛（ｉ1）2＋（ｉ2）2＋・・・・（ｉn）2｝／ｎ］1/2
そして、数値表示とバーグラフ表示の計測電流値には計測周期毎に直前の計測周期の演算結果を表示するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子式交流電流計は以上のように構成されているので、変換部３の増幅回路やＡ／Ｄ変換演算部４のＡ／Ｄ変換器等の電子回路によってオフセット電圧が発生する。
このため、被計測電路１の交流電流が皆無（ゼロ）であり、本来“ゼロ表示”されるべきところを、直流成分のオフセット電圧値が計測値として出力表示されるため、電流計の監視者に誤った判断を与えることがあった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、オフセット電圧の影響を受けず、被計測電路１に電流が流れていない場合には確実にゼロ表示をさせることのできる電子式交流電流計を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子式交流電流計は、被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して電流実効値を演算し、その演算結果を計測電流値として表示部に表示させる電子式交流電流計において、正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算した各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、被計測交流電流の少なくとも１周期を所定サンプリング数によりサンプリングして得る被計測交流電流の各瞬時値と、擬似交流電圧テーブルに記憶された被計測交流電流の各瞬時値と対応するサンプリングタイムの正弦値とを乗算して疑似電力を求める擬似電力演算部とを備え、擬似電力演算部により演算される疑似電力が所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるものである。
【００１０】
また、この発明に係る電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルの乗算順位を位相角９０度に相当するサンプル順数ずらせて、被計測交流電流の各瞬時値と乗算して無効電力を演算する無効電力演算部を備え、擬似電力演算部による疑似電力の演算結果が第１の所定の値より小さく、かつ、無効電力演算部による無効電力の演算結果が第２の所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるものである。
【００１１】
また、この発明に係る電子式交流電流計の擬似交流電圧テーブルは、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、一方をプラス値に、他方を該プラス値と絶対値が同一のマイナス値にしたものである。
【００１２】
また、この発明に係る電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルのサンプリング数を制御電源の周波数から設定するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図において、従来と同一符号は従来のものと同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電子式交流電流計の構成をブロック図である。
図１において、１は被計測電路、２は計器用変流器、３は変換部、４はＡ／Ｄ変換演算部、５は表示部、６はデジタル値表示部、７は単位表示部、８はバーグラフ表示部、９は目盛数値、１０はバーグラフ表示制御部、１１はスケーリング演算部、１２はデジタル表示制御部である。
また、２１は最高目盛値設定部、２２は目盛数字演算部、２３は目盛数字表示制御部、２４は単位演算部、２５は単位表示制御部である。
なお、符号１〜１２および符号２１〜２５は、図１１に示した従来の電子式交流電流計のものと同様のものである。
【００１４】
１３は擬似交流電圧テーブル（図中では、擬似電圧テーブルと略す）であり、正弦波１周期をｎ等分し、該当する各位相角度毎の正弦値を関数計算より求め、格納（記憶）している。
１４は擬似電力演算部であり、Ａ／Ｄ変換演算部４で求められたサンプリング毎の電流値（瞬時値）と、擬似交流電圧テーブル１３に格納された正弦値とから疑似電力を演算する。
１５はゼロ表示判定部であり、Ａ／Ｄ変換演算部４で演算された計測対象の電流値（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の実効値が入力されるとともに、擬似電力演算部１４で演算された疑似電力の演算結果に基づいて、表示部（即ち、バーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２）に対して、ゼロ表示させるか、あるいは計測電流値（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４で演算された被計測電路を流れる交流電流の実効値）を表示するかを指示する。
【００１５】
擬似電力演算部１４での演算結果の疑似電力Ｗが、Ｗ＞０であれば計測電流値（即ち、電流実効値）を表示させ、Ｗ≒０（所定の値より小）のときは表示をゼロ表示にする。
１６は外部の交流電源３０から電子式交流電流計の作動電力（制御電源）を作り出す制御電源部であり、例えば、交流１１０Ｖから液晶表示電力、ＣＰＵ作動用の直流５Ｖを生成する。
また、１７は外部の交流電源３０の周波数を検知するためのゼロクロス検出部、１８はゼロクロス検出部１７の周波数検知を用いないで人為的に被計測電路１の周波数（即ち、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）を選択設定する周波数設定部である。
【００１６】
次に、図２〜図５を用いて、本実施の形態による電子式交流電流計の動作原理を説明する。
図２は、擬似交流電圧テーブル１３における交流電圧波形を示すもので、イメージとしては正弦波の交番波形そのものである。
また、図３は、擬似交流電圧テーブル１３の内部を示すもので、サンプリング進行数（即ち、サンプリングタイムｎ）に対応する角度進行の各タイミングでのそれぞれ正弦値が記憶してある。
また、図４は、計測電流のオフセットを含むＡ／Ｄ変換後波形を示しており、図５は、オフセット成分だけのときの電力演算結果波形を示している。
【００１７】
いま、被計測電路１を流れる交流電流の実効値を求めるのに必要な１周期をサンプリングする数をｎとする。
被計測電路１の交流電流の周波数は５０Ｈｚと６０Ｈｚが存在するが、一般に電子式交流電流計の制御電源は被計測電路１と同一周波数の交流電源に接続されることから、ゼロクロス検出部１７で周波数を検知してＣＰＵのクロック分周比を変化させて、５０Ｈｚと６０Ｈｚを問わず１周期のサンプリング数はｎに固定できる。
また、制御入力電源が直流とか別電源のときは周波数設定部１８から５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚを選択して入力する。
従って、擬似交流電圧テーブル１３の分割もこのサンプリング数ｎに設定している。
なお、図２、図３の波線部分は、後述する実施の形態２による電子式交流電流計の説明用のものである。
【００１８】
説明の都合上、被計測交流電流のサンプリング開始位置と擬似交流電圧テーブル１３の位相を同一にする。
いま、サンプリングタイム１、２、・・・ｎに対応して、被計測電路１を流れる交流電流のサンプリング瞬時値をｉ1、ｉ2、・・・ｉn、擬似交流電圧テーブル１３のサンプリング順瞬時値（即ち、擬似交流電圧テーブル１３に記憶された各正弦値）をｖ1、ｖ2、・・・ｖn、変換部３の増幅回路やＡ／Ｄ変換演算部４のＡ／Ｄ変換器のオフセット成分をΔｄとすると、
疑似電力Ｗの演算は、
Ｗ ＝ ｖ1（ｉ1＋Δｄ）＋ｖ2（ｉ2＋Δｄ）・・・＋ｖn（ｉn＋Δｄ）
となる。
この演算された疑似電力Ｗは、被計測交流電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）ｉと擬似交流電圧ｖのサンプリング数差が位相差π／２（ｎ／４）以外では｜Ｗ｜≠０となる。
【００１９】
また、被計測交流電流の入力が無いときは、図５に示すようにオフセットΔｄだけとなり、疑似電力Ｗは、
Ｗ ＝ ｖ1（Δｄ）＋ｖ2（Δｄ）・・・＋ｖn（Δｄ）
となる。
ここで、擬似交流電圧テーブルの後半（π〜２π）の値は負数であるため、各積の総計は相殺されて疑似電力はＷ＝０となる（実際にはサンプリング期間内のオフセットΔｄの変動等による僅かの差が残るのでＷ≒０）。
【００２０】
上記の理論により、被計測交流電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の入力が皆無（ゼロ）であることの判定が可能となる。
図６は、本実施の形態による電子式交流電流計におけるゼロ表示処理を説明するためのフローチャートであり、図６を用いて、計測電流値を表示するか、ゼロ表示させるかの処理フローを説明する。
Ａ／Ｄ変換演算部４において、入力電流信号の１サイクル分（数サイクルに渡る計測周期にしてサンプリングを均等間引きずらしして計測周期終了に１サイクル相当のサンプリング数を得てもよい）をサンプリングして計測電流の実効値Ｉを求める実効値演算を行う（ステップ６１）。
【００２１】
次に、入力電流信号のサンプリング毎の瞬時値と、擬似交流電圧テーブル１３内の該当サンプリングタイミング番号のテーブル値（即ち、正弦値）とを乗算したものを累計した疑似電力Ｗの演算を実行する（ステップ６２）。
次に、１サイクル該当の計測周期の電流実効値演算と疑似電力演算が終了したところで、疑似電力演算結果Ｗの値を判定する（ステップ６３、６４）。
そして、疑似電力演算結果の絶対値｜Ｗ｜が｜Ｗ｜＞ｅのときは、ステップ６１で求めた電流計測実効値Iをバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２へ表示させる（ステップ６６）。
【００２２】
また、｜Ｗ｜＜ｅの場合には、強制的にバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２へはゼロ表示させる（ステップ６５）。
なお、“ｅ”は適宜設定する誤差許容値であり、図６に示したフローチャートのステップ６４には、「｜Ｗ｜≒０」と記載しているが、これは誤差許容値ｅが「≒０」の意味である。
理論的にはＷ＝０のときがゼロ表示指示となるが、上述のように計測周期内のオフセット出力の変動を補償するため誤差許容値ｅを設けている。
また、判定に疑似電力演算結果の絶対値｜Ｗ｜を用いるのは、乗算する入力電流信号と擬似交流電圧テーブルの位相が逆相の場合は乗算結果が負数となるからである。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態による電子式交流電流計は、被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して実効値を演算し、その演算結果を計測電流値としてバーグラフおよびデジタル数値またはいずれか一方を表示する電子式交流電流計において、正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算された各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、被計測電流を少なくとも１周期をサンプリングして得る電流各瞬時値と擬似交流電圧テーブルの対応するサンプリングタイムの各正弦値とを乗算して擬似電力を求め、この擬似電力演算結果が略ゼロのときにはゼロ表示させるので、変換部の電子回路やＡ／Ｄ変換演算部のＡ／Ｄ変換器のオフセット電圧の影響を受けず、被計測電路に電流が流れていない場合には確実にゼロ表示をさせることがきる。
【００２４】
実施の形態２．
上述した実施の形態１による電子式交流電流計では、計測周期内の被計測電流（即ち、被計測電路を流れる交流電流）と擬似交流電圧テーブルの位相が９０度ずれると、疑似電力Ｗの演算結果はＷ≒０となる。
従って、被計測電路１に電流が存在していてもＷ≒０の状態となり、電流計測表示がゼロとなる不具合が発生することがある。
特に、この状況は、コンデンサ負荷の進相電流だけの場合に発生しやすい。
本実施の形態による電子式交流電流計は、このような不具合な状態の発生を防止することができる。
【００２５】
図７は、実施の形態２による電子式交流電流計のゼロ表示処理を説明するためのフローチャートである。
なお、実施の形態２による電子式交流電流計の基本的な構成は、図１に示した実施の形態１による電子式交流電流計と同様であるが、さらに、擬似電力演算部１４に図示しない無効電力演算部を付加すると共に、擬似交流電圧テーブル１３には図２、図３の破線部に示す位相角で９０度延長した部分を保有させたものである。
図７に基づいて、本実施の形態による電子式交流電流計の動作を説明する。
ここで、ステップ６１〜６６での処理は、前述の実施の形態１による電子式交流電流計の場合と同様である。
図において、ステップ６７における無効電力演算は、
Ｖａｒ＝ｖR1（ｉ1＋Δｄ）＋ｖR2（ｉ2＋Δｄ）・・＋ｖRn（ｉn＋Δｄ）
の演算で求められる。
なお、ｖRi（i = 1,2・・・n）は擬似交流電圧テーブル１３のｖi（i = 1,2・・・n）から位相角で９０度相当のサンプル順数（ｎ／４個）をずらせた位置の値（余弦値に相当）となっている。
このため、擬似交流電圧テーブル１３に、図２、図３の破線部に示す延長部分を保有させている。
【００２６】
そして、１サイクル該当の計測周期の電流実効値Ｉの演算（ステップ６１）、疑似電力Ｗの演算（ステップ６２）および無効電力Ｖａｒの演算（ステップ６７）が終了したところ（ステップ６３）で、まず、疑似電力の演算結果Ｗの値を判定する（ステップ６４）。
疑似電力の演算結果Ｗの値が、Ｗ≒０でなければ、即ち、適宜設定した所定の誤差許容値ｅ以上であれば、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対してＡ／Ｄ変換演算部４が演算して求めた被計測電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の実効値Ｉを表示させる。
また、疑似電力の演算結果Ｗの値が、Ｗ≒０（即ち、Ｗの値が適宜設定した所定の誤差許容値ｅ以内）であれば、更に、ステップ６７で求めた無効電力Ｖａｒの絶対値｜Ｖａｒ｜が≒０（即ち、｜Ｖａｒ｜の値が適宜設定した所定の誤差許容値ｋ以内）であるかどうかを判定する。
【００２７】
そして、｜Ｖａｒ｜≒０（即ち、｜Ｖａｒ｜が誤差許容値ｋ以内）であれば、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対して強制的にゼロ表示させる。
また、｜Ｖａｒ｜≒０でなければ、即ち、｜Ｖａｒ｜が適宜設定した所定の誤差許容値ｋ以上であれば、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対してＡ／Ｄ変換演算部４が演算して求めた被計測交流電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の実効値Ｉを表示させる。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態による電子式交流電流計は、実施の形態１による電子式交流電流計において、疑似電力演算における擬似交流電圧テーブルの乗算順位をπ／２相当回数ずらせて電流各瞬時値と乗算する無効電力演算手段を備え、疑似電力演算結果が略ゼロであり、かつ、無効電力演算結果も略ゼロのときに、バーグラフおよびデジタル数値表示をゼロ表示させるので、「被計測電路に電流が存在していてもＷ≒０の状態となり、電流計測表示がゼロとなる」という不具合を防止することができる。
【００２９】
実施の形態３．
図８は実施の形態３による電子式交流電流計の構成を示すブロック図、図９は実施の形態３による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
なお、図８における符号１〜１２、１４〜１８、２１〜２５は、前述の従来の電子式交流電流計（図１１）あるいは実施の形態１による電子式交流電流計（図１）のものと同様のものであり、説明は省略する。
図８において、１９は極性テーブルであり、図１０は極性テープル１９の内容を模式的に示した図である。
【００３０】
本実施の形態においては、ゼロクロス検出部１７で被計測電路１と同系統の制御電源周波数の１周期にＡ／Ｄ変換時のサンプリング数ｎを計数検知する。
そして、極性テーブル１９にはこのサンプリング数ｎのうち１〜ｎ／２の間にはプラス値（例えば、「＋１」）を、（ｎ／２）＋１〜ｎには該プラス値と絶対値が同一のマイナス値（例えば、「−１」）を設定する。
また、周波数設定部１８から直接に被計測電路１の周波数を指示することでサンプリング数ｎを設定してもよい。
即ち、極性テーブル１９は、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、例えば、一方を「＋１」に、他方を「−１」に設定した疑似交流電圧テーブルである。
この極性テーブル１９の内容は、図１０に示すように矩形交流電圧とみなすことができる。
【００３１】
本実施の形態による電子式交流電流計の、ゼロ表示処理を図９のフローチャートを用いて説明する。
図９において、テップ９１〜９４はイニシャル処理のステップであって、制御電源部１６を経由して入力される被計測電路１の周波数から計数検知した１サイクル（１周期）の間に、Ａ／Ｄ変換時のサンプリング数ｎと極性テーブル１９内のプラスとマイナスの分岐数ｎ／２を設定する。
以下、ステップ６１〜６６における処理は、前述の実施の形態あるいは実施の形態２の場合と同様である。
ステップ９４において電流計測が開始されると、まず、ステップ６１において被計測電路１を流れる交流電流の１計測周期の電流実効値Ｉが演算される。
【００３２】
次に、１計測周期の電流実効値演算とともに疑似電力演算に相当する積総和演算を実施する（ステップ９５）。
この積総和演算の演算式は
S ＝ ｉ1(１)＋ｉ2(１)＋・・ｉn/2(１)＋ｉn/2+1(−１)・・＋ｉn(−１)
で示される。
この積総和Sは、電流計測入力波形は前半がプラス、後半はマイナスの極性であるので、その積は必ずプラスとなりS＞０となる。
そして、電流計測入力が皆無（ゼロ）で、オフセット成分Δｄだけのときは、 S＝Δｄ1(１)＋Δｄ2(１)・・Δｄn/2(１)＋Δｄn/2+1(−１)・・Δｄn(−１)となる。
【００３３】
オフセット成分Δｄが１計測周期にわたって同じレベルなら、プラスとマイナスが相殺されてS＝０となる。
本実施の形態では、オフセット成分Δｄの変動許容差を見込んでS≒０のときに、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対して強制的にゼロ表示させる（ステップ６５）。
S＞０のときは、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対して電流計測実効値Iを表示させる（ステップ６６）。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態による電子式交流電流計は、実施の形態１あるいは２で説明した疑似交流電圧テーブルに代えて図１０に示したような極性テーブル（即ち、サンプリング数ｎのうち１〜ｎ／２の間にはプラス値を設定し、（ｎ／２）＋１〜ｎの間には該プラス値と絶対値が同一のマイナス値を設定したテーブル）を用いることによって、回路構成が簡素になると共に、被計測電路の周波数に左右されずに電流計測ができる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明による電子式交流電流計は、被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して電流実効値を演算し、その演算結果を計測電流値として表示部に表示させる電子式交流電流計において、正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算された各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、被計測交流電流の少なくとも１周期を所定サンプリング数によりサンプリングして得る被計測交流電流の各瞬時値と、擬似交流電圧テーブルに記憶された被計測交流電流の各瞬時値と対応するサンプリングタイムの正弦値とを乗算して疑似電力を求める擬似電力演算部とを備え、擬似電力演算部により演算される疑似電力が所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるので、オフセット電圧の影響を受けことなく、被計測電路に電流が流れていない場合には、確実にゼロ表示をさせることがきる高品位な電子式交流電流計を実現できる。
【００３６】
また、この発明による電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルの乗算順位を位相角９０度に相当するサンプル順数ずらせて、被計測交流電流の各瞬時値と乗算して無効電力を演算する無効電力演算部を備え、擬似電力演算部による疑似電力の演算結果が第１の所定の値より小さく、かつ、無効電力演算部による無効電力の演算結果が第２の所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるので、「被計測電路に交流電流が流れていても演算される疑似電力Ｗが≒０の状態となって電流計測表示がゼロとなる」という不具合も防止することが可能となり、さらに高品位な電子式交流電流計を実現できる。
【００３７】
また、この発明による電子式交流電流計の擬似交流電圧テーブルは、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、一方をプラス値に、他方を該プラス値と絶対値が同一のマイナス値にしたので、擬似交流電圧テーブルの回路構成が簡素になると共に、被計測電路の周波数に左右されずに電流計測ができる。
【００３８】
また、この発明に係る電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルのサンプリング数を制御電源の周波数から設定するようにしたので、被計測電路と制御電源の周波数は同じであり、ゼロクロス検出でサンプリング数を把握することが可能となり、疑似電圧テープルの作成が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１による電子式交流電流計に用いられる擬似交流電圧テーブルの波形を示す図である。
【図３】 擬似交流電圧テーブルの内部を示す図である。
【図４】 被計測交流電流のオフセットを含むＡ／Ｄ変換後の波形を示す図である。
【図５】 オフセット成分だけのときの電力演算結果波形を示す図である。
【図６】 実施の形態１による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 実施の形態３による電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
【図９】 実施の形態３による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態３による電子式交流電流計に用いられる極性テーブルの模式図である。
【図１１】 従来の電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 被計測電路 ２ 計器用変流器
３ 変換部 ４ Ａ／Ｄ変換演算部
５ 表示部 ６ デジタル値表示部
７ 単位表示部 ８ バーグラフ表示部
９ 目盛数値 １０ バーグラフ表示制御部
１１ スケーリング演算部 １２ デジタル表示制御部
１３ 擬似交流電圧テーブル １４ 擬似電力演算部、
１５ ゼロ表示判定部 １７ ゼロクロス検出部
１８ 周波数設定部 １９ 極性テーブル
２１ 最高目盛値設定部 ２２ 目盛数字演算部
２３ 目盛数字表示制御部 ２４ 単位演算部
２５ 単位表示制御部である。 ３０ 交流電源
【発明の属する技術分野】
この発明は、サンプリングＡ／Ｄ変換を用いて交流電流を計測する電子式交流電流計に係わり、さらに詳しくは、計測対象の電流がゼロのときにＡ／Ｄ変換器等の電子回路のオフセット電圧の影響を排除できる電子式交流電流計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平６−１９４１９１号公報に示された従来の電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
図において、１は被計測電路、２は被計測電路１を流れる交流電流（即ち、被計測電流）に比例した二次出力をする計器用変流器である。
３は計器用変流器２の二次出力を増幅し、電圧信号に変換する変換部、４は被計測電路１を流れる交流電流に比例する電圧信号（即ち、変換部３の出力信号）をサンプリングしてデジタル信号に変換すると共に、被計測電路１の交流電流の実効値を演算して出力するＡ／Ｄ変換演算部である。
５は計測結果を表示する表示部であり、この表示部５は計測値（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４によって演算された被計測電路１の交流電流の実効値）を数値表示するデジタル値表示部６と、計器用変流器２の変成比等による表示値の単位を示す単位表示部７と、該計測値をその値の大きさに対応した長さで表示（アナログ表示）するバーグラフ表示部８と、バーグラフ表示部８の目盛値を示す目盛数値９で構成される。
【０００３】
なお、バーグラフ表示部８は複数個の液晶セグメントを直列に並べて一端からの連続点灯数でバーの長さにして表示するものであり、図に示したような円環状に複数個の液晶セグメントを配置したものの他に、直線状（棒状）に配置したものであってもよい。
１０は計測値（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４の出力値）の出力値に対応してバーグラフ表示部８が点灯する液晶セグメント数を制御するバーグラフ表示制御部、１１はスケーリング演算部であり、A／D変換された計測信号（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４によって演算された被計測電路１の交流電流の実効値）を後述の単位表示に整合するように演算処理する。
１２はスケーリング演算部１１で演算処理された計測信号をデジタル値表示部６へ数値表示させるデジタル表示制御部である。
【０００４】
２１は最高目盛値設定部であり、被計測電路１を流れる電流値予測から計測最高範囲のフルスケール値や計器用変流器２の変成比等を外部から初期設定する。２２は設定された計測最高範囲のフルスケール値、計器用変流器２の変成比等からバーグラフ表示部８の中間分割した各目盛数値９を演算設定する目盛数字演算部、２３は目盛数字演算部２２で設定された数値を各目盛数値表示９へ表示させる目盛数字表示制御部である。
２４は計器用変流器２の変成比等からフルスケール値の単位（例えば、Ａ，ＫＡ，ＭＡ）を選択する単位演算部、２５は選択された単位にあわせて単位表示部７の点灯セグメントを設定する単位表示制御部である。
【０００５】
次に、従来の電子式交流電流計の動作について説明する。
計器用変流器２を介して電子式交流電流計を被計測電路１へ接続して、定格計測電流、延長目盛り倍数、変成比等の計測パラメータを最高目盛値設定部２１から設定入力する。
これにより、単位表示部７と目盛数値９のフルスケール値および各中間分割目盛数値が所要セグメントの点灯により表示される。
一方、バーグラフ表示制御部１０は、Ａ／Ｄ変換演算部４により実効値演算された被計測電路１の計測電流値に対応させてバーグラフ表示部８の液晶セグメントを点灯させ、デジタル表示制御部１２は演算処理された計測電流値をデジタル値表示部６への数値表示させる。
【０００６】
計測表示する被計測電路１の交流電流の実効値Ｉは、計測周期の１サイクルをｎ個のサンプリングをして得た電流の瞬時値ｉ1、ｉ2、・・・ｉnから、次式により演算して求める。
実効値Ｉ ＝ ［｛（ｉ1）2＋（ｉ2）2＋・・・・（ｉn）2｝／ｎ］1/2
そして、数値表示とバーグラフ表示の計測電流値には計測周期毎に直前の計測周期の演算結果を表示するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子式交流電流計は以上のように構成されているので、変換部３の増幅回路やＡ／Ｄ変換演算部４のＡ／Ｄ変換器等の電子回路によってオフセット電圧が発生する。
このため、被計測電路１の交流電流が皆無（ゼロ）であり、本来“ゼロ表示”されるべきところを、直流成分のオフセット電圧値が計測値として出力表示されるため、電流計の監視者に誤った判断を与えることがあった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、オフセット電圧の影響を受けず、被計測電路１に電流が流れていない場合には確実にゼロ表示をさせることのできる電子式交流電流計を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子式交流電流計は、被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して電流実効値を演算し、その演算結果を計測電流値として表示部に表示させる電子式交流電流計において、正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算した各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、被計測交流電流の少なくとも１周期を所定サンプリング数によりサンプリングして得る被計測交流電流の各瞬時値と、擬似交流電圧テーブルに記憶された被計測交流電流の各瞬時値と対応するサンプリングタイムの正弦値とを乗算して疑似電力を求める擬似電力演算部とを備え、擬似電力演算部により演算される疑似電力が所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるものである。
【００１０】
また、この発明に係る電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルの乗算順位を位相角９０度に相当するサンプル順数ずらせて、被計測交流電流の各瞬時値と乗算して無効電力を演算する無効電力演算部を備え、擬似電力演算部による疑似電力の演算結果が第１の所定の値より小さく、かつ、無効電力演算部による無効電力の演算結果が第２の所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるものである。
【００１１】
また、この発明に係る電子式交流電流計の擬似交流電圧テーブルは、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、一方をプラス値に、他方を該プラス値と絶対値が同一のマイナス値にしたものである。
【００１２】
また、この発明に係る電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルのサンプリング数を制御電源の周波数から設定するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図において、従来と同一符号は従来のものと同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電子式交流電流計の構成をブロック図である。
図１において、１は被計測電路、２は計器用変流器、３は変換部、４はＡ／Ｄ変換演算部、５は表示部、６はデジタル値表示部、７は単位表示部、８はバーグラフ表示部、９は目盛数値、１０はバーグラフ表示制御部、１１はスケーリング演算部、１２はデジタル表示制御部である。
また、２１は最高目盛値設定部、２２は目盛数字演算部、２３は目盛数字表示制御部、２４は単位演算部、２５は単位表示制御部である。
なお、符号１〜１２および符号２１〜２５は、図１１に示した従来の電子式交流電流計のものと同様のものである。
【００１４】
１３は擬似交流電圧テーブル（図中では、擬似電圧テーブルと略す）であり、正弦波１周期をｎ等分し、該当する各位相角度毎の正弦値を関数計算より求め、格納（記憶）している。
１４は擬似電力演算部であり、Ａ／Ｄ変換演算部４で求められたサンプリング毎の電流値（瞬時値）と、擬似交流電圧テーブル１３に格納された正弦値とから疑似電力を演算する。
１５はゼロ表示判定部であり、Ａ／Ｄ変換演算部４で演算された計測対象の電流値（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の実効値が入力されるとともに、擬似電力演算部１４で演算された疑似電力の演算結果に基づいて、表示部（即ち、バーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２）に対して、ゼロ表示させるか、あるいは計測電流値（即ち、Ａ／Ｄ変換演算部４で演算された被計測電路を流れる交流電流の実効値）を表示するかを指示する。
【００１５】
擬似電力演算部１４での演算結果の疑似電力Ｗが、Ｗ＞０であれば計測電流値（即ち、電流実効値）を表示させ、Ｗ≒０（所定の値より小）のときは表示をゼロ表示にする。
１６は外部の交流電源３０から電子式交流電流計の作動電力（制御電源）を作り出す制御電源部であり、例えば、交流１１０Ｖから液晶表示電力、ＣＰＵ作動用の直流５Ｖを生成する。
また、１７は外部の交流電源３０の周波数を検知するためのゼロクロス検出部、１８はゼロクロス検出部１７の周波数検知を用いないで人為的に被計測電路１の周波数（即ち、５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）を選択設定する周波数設定部である。
【００１６】
次に、図２〜図５を用いて、本実施の形態による電子式交流電流計の動作原理を説明する。
図２は、擬似交流電圧テーブル１３における交流電圧波形を示すもので、イメージとしては正弦波の交番波形そのものである。
また、図３は、擬似交流電圧テーブル１３の内部を示すもので、サンプリング進行数（即ち、サンプリングタイムｎ）に対応する角度進行の各タイミングでのそれぞれ正弦値が記憶してある。
また、図４は、計測電流のオフセットを含むＡ／Ｄ変換後波形を示しており、図５は、オフセット成分だけのときの電力演算結果波形を示している。
【００１７】
いま、被計測電路１を流れる交流電流の実効値を求めるのに必要な１周期をサンプリングする数をｎとする。
被計測電路１の交流電流の周波数は５０Ｈｚと６０Ｈｚが存在するが、一般に電子式交流電流計の制御電源は被計測電路１と同一周波数の交流電源に接続されることから、ゼロクロス検出部１７で周波数を検知してＣＰＵのクロック分周比を変化させて、５０Ｈｚと６０Ｈｚを問わず１周期のサンプリング数はｎに固定できる。
また、制御入力電源が直流とか別電源のときは周波数設定部１８から５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚを選択して入力する。
従って、擬似交流電圧テーブル１３の分割もこのサンプリング数ｎに設定している。
なお、図２、図３の波線部分は、後述する実施の形態２による電子式交流電流計の説明用のものである。
【００１８】
説明の都合上、被計測交流電流のサンプリング開始位置と擬似交流電圧テーブル１３の位相を同一にする。
いま、サンプリングタイム１、２、・・・ｎに対応して、被計測電路１を流れる交流電流のサンプリング瞬時値をｉ1、ｉ2、・・・ｉn、擬似交流電圧テーブル１３のサンプリング順瞬時値（即ち、擬似交流電圧テーブル１３に記憶された各正弦値）をｖ1、ｖ2、・・・ｖn、変換部３の増幅回路やＡ／Ｄ変換演算部４のＡ／Ｄ変換器のオフセット成分をΔｄとすると、
疑似電力Ｗの演算は、
Ｗ ＝ ｖ1（ｉ1＋Δｄ）＋ｖ2（ｉ2＋Δｄ）・・・＋ｖn（ｉn＋Δｄ）
となる。
この演算された疑似電力Ｗは、被計測交流電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）ｉと擬似交流電圧ｖのサンプリング数差が位相差π／２（ｎ／４）以外では｜Ｗ｜≠０となる。
【００１９】
また、被計測交流電流の入力が無いときは、図５に示すようにオフセットΔｄだけとなり、疑似電力Ｗは、
Ｗ ＝ ｖ1（Δｄ）＋ｖ2（Δｄ）・・・＋ｖn（Δｄ）
となる。
ここで、擬似交流電圧テーブルの後半（π〜２π）の値は負数であるため、各積の総計は相殺されて疑似電力はＷ＝０となる（実際にはサンプリング期間内のオフセットΔｄの変動等による僅かの差が残るのでＷ≒０）。
【００２０】
上記の理論により、被計測交流電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の入力が皆無（ゼロ）であることの判定が可能となる。
図６は、本実施の形態による電子式交流電流計におけるゼロ表示処理を説明するためのフローチャートであり、図６を用いて、計測電流値を表示するか、ゼロ表示させるかの処理フローを説明する。
Ａ／Ｄ変換演算部４において、入力電流信号の１サイクル分（数サイクルに渡る計測周期にしてサンプリングを均等間引きずらしして計測周期終了に１サイクル相当のサンプリング数を得てもよい）をサンプリングして計測電流の実効値Ｉを求める実効値演算を行う（ステップ６１）。
【００２１】
次に、入力電流信号のサンプリング毎の瞬時値と、擬似交流電圧テーブル１３内の該当サンプリングタイミング番号のテーブル値（即ち、正弦値）とを乗算したものを累計した疑似電力Ｗの演算を実行する（ステップ６２）。
次に、１サイクル該当の計測周期の電流実効値演算と疑似電力演算が終了したところで、疑似電力演算結果Ｗの値を判定する（ステップ６３、６４）。
そして、疑似電力演算結果の絶対値｜Ｗ｜が｜Ｗ｜＞ｅのときは、ステップ６１で求めた電流計測実効値Iをバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２へ表示させる（ステップ６６）。
【００２２】
また、｜Ｗ｜＜ｅの場合には、強制的にバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２へはゼロ表示させる（ステップ６５）。
なお、“ｅ”は適宜設定する誤差許容値であり、図６に示したフローチャートのステップ６４には、「｜Ｗ｜≒０」と記載しているが、これは誤差許容値ｅが「≒０」の意味である。
理論的にはＷ＝０のときがゼロ表示指示となるが、上述のように計測周期内のオフセット出力の変動を補償するため誤差許容値ｅを設けている。
また、判定に疑似電力演算結果の絶対値｜Ｗ｜を用いるのは、乗算する入力電流信号と擬似交流電圧テーブルの位相が逆相の場合は乗算結果が負数となるからである。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態による電子式交流電流計は、被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して実効値を演算し、その演算結果を計測電流値としてバーグラフおよびデジタル数値またはいずれか一方を表示する電子式交流電流計において、正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算された各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、被計測電流を少なくとも１周期をサンプリングして得る電流各瞬時値と擬似交流電圧テーブルの対応するサンプリングタイムの各正弦値とを乗算して擬似電力を求め、この擬似電力演算結果が略ゼロのときにはゼロ表示させるので、変換部の電子回路やＡ／Ｄ変換演算部のＡ／Ｄ変換器のオフセット電圧の影響を受けず、被計測電路に電流が流れていない場合には確実にゼロ表示をさせることがきる。
【００２４】
実施の形態２．
上述した実施の形態１による電子式交流電流計では、計測周期内の被計測電流（即ち、被計測電路を流れる交流電流）と擬似交流電圧テーブルの位相が９０度ずれると、疑似電力Ｗの演算結果はＷ≒０となる。
従って、被計測電路１に電流が存在していてもＷ≒０の状態となり、電流計測表示がゼロとなる不具合が発生することがある。
特に、この状況は、コンデンサ負荷の進相電流だけの場合に発生しやすい。
本実施の形態による電子式交流電流計は、このような不具合な状態の発生を防止することができる。
【００２５】
図７は、実施の形態２による電子式交流電流計のゼロ表示処理を説明するためのフローチャートである。
なお、実施の形態２による電子式交流電流計の基本的な構成は、図１に示した実施の形態１による電子式交流電流計と同様であるが、さらに、擬似電力演算部１４に図示しない無効電力演算部を付加すると共に、擬似交流電圧テーブル１３には図２、図３の破線部に示す位相角で９０度延長した部分を保有させたものである。
図７に基づいて、本実施の形態による電子式交流電流計の動作を説明する。
ここで、ステップ６１〜６６での処理は、前述の実施の形態１による電子式交流電流計の場合と同様である。
図において、ステップ６７における無効電力演算は、
Ｖａｒ＝ｖR1（ｉ1＋Δｄ）＋ｖR2（ｉ2＋Δｄ）・・＋ｖRn（ｉn＋Δｄ）
の演算で求められる。
なお、ｖRi（i = 1,2・・・n）は擬似交流電圧テーブル１３のｖi（i = 1,2・・・n）から位相角で９０度相当のサンプル順数（ｎ／４個）をずらせた位置の値（余弦値に相当）となっている。
このため、擬似交流電圧テーブル１３に、図２、図３の破線部に示す延長部分を保有させている。
【００２６】
そして、１サイクル該当の計測周期の電流実効値Ｉの演算（ステップ６１）、疑似電力Ｗの演算（ステップ６２）および無効電力Ｖａｒの演算（ステップ６７）が終了したところ（ステップ６３）で、まず、疑似電力の演算結果Ｗの値を判定する（ステップ６４）。
疑似電力の演算結果Ｗの値が、Ｗ≒０でなければ、即ち、適宜設定した所定の誤差許容値ｅ以上であれば、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対してＡ／Ｄ変換演算部４が演算して求めた被計測電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の実効値Ｉを表示させる。
また、疑似電力の演算結果Ｗの値が、Ｗ≒０（即ち、Ｗの値が適宜設定した所定の誤差許容値ｅ以内）であれば、更に、ステップ６７で求めた無効電力Ｖａｒの絶対値｜Ｖａｒ｜が≒０（即ち、｜Ｖａｒ｜の値が適宜設定した所定の誤差許容値ｋ以内）であるかどうかを判定する。
【００２７】
そして、｜Ｖａｒ｜≒０（即ち、｜Ｖａｒ｜が誤差許容値ｋ以内）であれば、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対して強制的にゼロ表示させる。
また、｜Ｖａｒ｜≒０でなければ、即ち、｜Ｖａｒ｜が適宜設定した所定の誤差許容値ｋ以上であれば、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対してＡ／Ｄ変換演算部４が演算して求めた被計測交流電流（即ち、被計測電路１を流れる交流電流）の実効値Ｉを表示させる。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態による電子式交流電流計は、実施の形態１による電子式交流電流計において、疑似電力演算における擬似交流電圧テーブルの乗算順位をπ／２相当回数ずらせて電流各瞬時値と乗算する無効電力演算手段を備え、疑似電力演算結果が略ゼロであり、かつ、無効電力演算結果も略ゼロのときに、バーグラフおよびデジタル数値表示をゼロ表示させるので、「被計測電路に電流が存在していてもＷ≒０の状態となり、電流計測表示がゼロとなる」という不具合を防止することができる。
【００２９】
実施の形態３．
図８は実施の形態３による電子式交流電流計の構成を示すブロック図、図９は実施の形態３による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
なお、図８における符号１〜１２、１４〜１８、２１〜２５は、前述の従来の電子式交流電流計（図１１）あるいは実施の形態１による電子式交流電流計（図１）のものと同様のものであり、説明は省略する。
図８において、１９は極性テーブルであり、図１０は極性テープル１９の内容を模式的に示した図である。
【００３０】
本実施の形態においては、ゼロクロス検出部１７で被計測電路１と同系統の制御電源周波数の１周期にＡ／Ｄ変換時のサンプリング数ｎを計数検知する。
そして、極性テーブル１９にはこのサンプリング数ｎのうち１〜ｎ／２の間にはプラス値（例えば、「＋１」）を、（ｎ／２）＋１〜ｎには該プラス値と絶対値が同一のマイナス値（例えば、「−１」）を設定する。
また、周波数設定部１８から直接に被計測電路１の周波数を指示することでサンプリング数ｎを設定してもよい。
即ち、極性テーブル１９は、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、例えば、一方を「＋１」に、他方を「−１」に設定した疑似交流電圧テーブルである。
この極性テーブル１９の内容は、図１０に示すように矩形交流電圧とみなすことができる。
【００３１】
本実施の形態による電子式交流電流計の、ゼロ表示処理を図９のフローチャートを用いて説明する。
図９において、テップ９１〜９４はイニシャル処理のステップであって、制御電源部１６を経由して入力される被計測電路１の周波数から計数検知した１サイクル（１周期）の間に、Ａ／Ｄ変換時のサンプリング数ｎと極性テーブル１９内のプラスとマイナスの分岐数ｎ／２を設定する。
以下、ステップ６１〜６６における処理は、前述の実施の形態あるいは実施の形態２の場合と同様である。
ステップ９４において電流計測が開始されると、まず、ステップ６１において被計測電路１を流れる交流電流の１計測周期の電流実効値Ｉが演算される。
【００３２】
次に、１計測周期の電流実効値演算とともに疑似電力演算に相当する積総和演算を実施する（ステップ９５）。
この積総和演算の演算式は
S ＝ ｉ1(１)＋ｉ2(１)＋・・ｉn/2(１)＋ｉn/2+1(−１)・・＋ｉn(−１)
で示される。
この積総和Sは、電流計測入力波形は前半がプラス、後半はマイナスの極性であるので、その積は必ずプラスとなりS＞０となる。
そして、電流計測入力が皆無（ゼロ）で、オフセット成分Δｄだけのときは、 S＝Δｄ1(１)＋Δｄ2(１)・・Δｄn/2(１)＋Δｄn/2+1(−１)・・Δｄn(−１)となる。
【００３３】
オフセット成分Δｄが１計測周期にわたって同じレベルなら、プラスとマイナスが相殺されてS＝０となる。
本実施の形態では、オフセット成分Δｄの変動許容差を見込んでS≒０のときに、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対して強制的にゼロ表示させる（ステップ６５）。
S＞０のときは、ゼロ表示判定部１５はバーグラフ表示制御部８とデジタル表示制御部１２に対して電流計測実効値Iを表示させる（ステップ６６）。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態による電子式交流電流計は、実施の形態１あるいは２で説明した疑似交流電圧テーブルに代えて図１０に示したような極性テーブル（即ち、サンプリング数ｎのうち１〜ｎ／２の間にはプラス値を設定し、（ｎ／２）＋１〜ｎの間には該プラス値と絶対値が同一のマイナス値を設定したテーブル）を用いることによって、回路構成が簡素になると共に、被計測電路の周波数に左右されずに電流計測ができる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明による電子式交流電流計は、被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して電流実効値を演算し、その演算結果を計測電流値として表示部に表示させる電子式交流電流計において、正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算された各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、被計測交流電流の少なくとも１周期を所定サンプリング数によりサンプリングして得る被計測交流電流の各瞬時値と、擬似交流電圧テーブルに記憶された被計測交流電流の各瞬時値と対応するサンプリングタイムの正弦値とを乗算して疑似電力を求める擬似電力演算部とを備え、擬似電力演算部により演算される疑似電力が所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるので、オフセット電圧の影響を受けことなく、被計測電路に電流が流れていない場合には、確実にゼロ表示をさせることがきる高品位な電子式交流電流計を実現できる。
【００３６】
また、この発明による電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルの乗算順位を位相角９０度に相当するサンプル順数ずらせて、被計測交流電流の各瞬時値と乗算して無効電力を演算する無効電力演算部を備え、擬似電力演算部による疑似電力の演算結果が第１の所定の値より小さく、かつ、無効電力演算部による無効電力の演算結果が第２の所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に表示部にゼロ表示させるので、「被計測電路に交流電流が流れていても演算される疑似電力Ｗが≒０の状態となって電流計測表示がゼロとなる」という不具合も防止することが可能となり、さらに高品位な電子式交流電流計を実現できる。
【００３７】
また、この発明による電子式交流電流計の擬似交流電圧テーブルは、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、一方をプラス値に、他方を該プラス値と絶対値が同一のマイナス値にしたので、擬似交流電圧テーブルの回路構成が簡素になると共に、被計測電路の周波数に左右されずに電流計測ができる。
【００３８】
また、この発明に係る電子式交流電流計は、擬似交流電圧テーブルのサンプリング数を制御電源の周波数から設定するようにしたので、被計測電路と制御電源の周波数は同じであり、ゼロクロス検出でサンプリング数を把握することが可能となり、疑似電圧テープルの作成が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１による電子式交流電流計に用いられる擬似交流電圧テーブルの波形を示す図である。
【図３】 擬似交流電圧テーブルの内部を示す図である。
【図４】 被計測交流電流のオフセットを含むＡ／Ｄ変換後の波形を示す図である。
【図５】 オフセット成分だけのときの電力演算結果波形を示す図である。
【図６】 実施の形態１による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 実施の形態３による電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
【図９】 実施の形態３による電子式交流電流計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態３による電子式交流電流計に用いられる極性テーブルの模式図である。
【図１１】 従来の電子式交流電流計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 被計測電路 ２ 計器用変流器
３ 変換部 ４ Ａ／Ｄ変換演算部
５ 表示部 ６ デジタル値表示部
７ 単位表示部 ８ バーグラフ表示部
９ 目盛数値 １０ バーグラフ表示制御部
１１ スケーリング演算部 １２ デジタル表示制御部
１３ 擬似交流電圧テーブル １４ 擬似電力演算部、
１５ ゼロ表示判定部 １７ ゼロクロス検出部
１８ 周波数設定部 １９ 極性テーブル
２１ 最高目盛値設定部 ２２ 目盛数字演算部
２３ 目盛数字表示制御部 ２４ 単位演算部
２５ 単位表示制御部である。 ３０ 交流電源
Claims (4)
- 被計測交流電流をサンプリングＡ／Ｄ変換して電流実効値を演算し、その演算結果を計測電流値として表示部に表示させる電子式交流電流計において、
正弦波１周期を所定サンプリング数により分割演算した各正弦値を記憶させた擬似交流電圧テーブルと、
上記被計測交流電流の少なくとも１周期を上記所定サンプリング数によりサンプリングして得る上記被計測交流電流の各瞬時値と、上記擬似交流電圧テーブルに記憶され、上記被計測交流電流の各瞬時値と対応するサンプリングタイムの正弦値とを乗算して疑似電力を求める擬似電力演算部とを備え、
上記擬似電力演算部により演算される疑似電力が所定の値より小さいときは、被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に上記表示部にゼロ表示させることを特徴とする電子式交流電流計。 - 上記擬似交流電圧テーブルの乗算順位を位相角９０度に相当するサンプル順数ずらせて、上記被計測交流電流の各瞬時値と乗算して無効電力を演算する無効電力演算部を備え、
上記擬似電力演算部による疑似電力の演算結果が第１の所定の値より小さく、かつ、上記無効電力演算部による無効電力の演算結果が第２の所定の値より小さいときは、演算される被計測交流電流の電流実効値に代えて強制的に上記表示部にゼロ表示させることを特徴とする請求項１に記載の電子式交流電流計。 - 上記擬似交流電圧テーブルは、被計測電流の１周期のサンプリング数を２分割して、一方をプラス値に、他方を上記プラス値と絶対値が同一のマイナス値にしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子式交流電流計。
- 上記擬似交流電圧テーブルの上記サンプリング数を制御電源の周波数から設定するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子式交流電流計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002045192A JP3856710B2 (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 電子式交流電流計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002045192A JP3856710B2 (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 電子式交流電流計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003248023A JP2003248023A (ja) | 2003-09-05 |
| JP3856710B2 true JP3856710B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=28659224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002045192A Expired - Lifetime JP3856710B2 (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 電子式交流電流計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3856710B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102445580A (zh) * | 2010-10-12 | 2012-05-09 | 三菱电机株式会社 | 电子式指示器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4986940B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2012-07-25 | 三菱電機株式会社 | 電子式指示計器 |
| JP6265687B2 (ja) * | 2013-11-05 | 2018-01-24 | 横河電機株式会社 | 波形測定器 |
| JP7215175B2 (ja) * | 2019-01-09 | 2023-01-31 | 住友電気工業株式会社 | センサ異常検出装置、分散型電源システム、及びセンサ異常判定方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5055849A (ja) * | 1973-09-19 | 1975-05-16 | ||
| JPS6222075A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 交流計測装置 |
| JPH01138108U (ja) * | 1988-03-12 | 1989-09-21 | ||
| JPH04109173A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-10 | Yokogawa Electric Corp | 電力計 |
| JPH05322941A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 交流計測装置の調整方法 |
| JP3372334B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2003-02-04 | ホーチキ株式会社 | 無停電電源装置の停電検出方法 |
| JP2002207052A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Setto Engineering:Kk | オフセット相殺回路を有する電流検出器 |
-
2002
- 2002-02-21 JP JP2002045192A patent/JP3856710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102445580A (zh) * | 2010-10-12 | 2012-05-09 | 三菱电机株式会社 | 电子式指示器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003248023A (ja) | 2003-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5877350B2 (ja) | 電力計測装置 | |
| JP5126523B2 (ja) | 電力計 | |
| JP3856710B2 (ja) | 電子式交流電流計 | |
| JP6219201B2 (ja) | 交流インピーダンス測定装置および交流インピーダンス測定方法 | |
| JP3220327B2 (ja) | 周波数検出方法と装置および電力系統安定化システム | |
| JP2013246105A (ja) | 信号生成装置、測定装置、漏電検出装置及び信号生成方法 | |
| Valenzuela et al. | Real-time interharmonics detection and measurement based on FFT algorithm | |
| JP2002286769A (ja) | 電力計測器 | |
| JP7068024B2 (ja) | 電力変換装置、及び異常検出方法 | |
| JP5489238B2 (ja) | 電力計測装置、電力計測方法およびプログラム | |
| JP3669831B2 (ja) | インバータ装置 | |
| JP2005295712A (ja) | インバータ装置の出力電流検出方法及び装置 | |
| JP4665875B2 (ja) | 測定装置 | |
| JP2005172617A (ja) | 漏れ電流測定装置 | |
| JPH07325636A (ja) | 力率自動調整装置および交流電気量のディジタル量変換方法 | |
| JP2021182849A (ja) | 電力変換装置及び異常検出方法 | |
| JP3545098B2 (ja) | オゾン発生装置 | |
| JP2009131125A (ja) | 電気車制御装置 | |
| JP2012122781A (ja) | 抵抗測定装置 | |
| JP4871518B2 (ja) | 複合計器 | |
| JP6605298B2 (ja) | 測定装置 | |
| JP2020012721A (ja) | インピーダンス測定装置およびインピーダンス測定方法 | |
| JPH10246738A (ja) | 周波数変化量検出装置 | |
| JP3411474B2 (ja) | 指示計器 | |
| JP5793349B2 (ja) | 単独運転検出方法、パワーコンディショナおよび分散型電源システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040805 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060815 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060905 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060912 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3856710 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130922 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |