JP4782916B2 - 計測装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測対象物からの入力信号を計測するための複数の計測レンジを備え、レンジ切替えを自動的に制御する電流計,電圧計,電力計,電力量計などの計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、レンジ切替えを自動的に制御する計測装置は特開平5−180874号公報に記載されたものが知られている。図8は従来の計測装置の全体的な構成を示したブロック図であり、図9はその部分詳細図である。
【0003】
図8では、従来の計測装置の例として位相値高速計測装置41を示し、3相交流回路のR,S,T各相に設けられたそれぞれのポテンシャルトランス(PT)からは、3相R,S,T相それぞれの電圧に対応した電圧信号が出力される。また、3相交流回路のR,S,T各相に設けられたそれぞれのカレントトランス(CT)からは、3相R,S,T相それぞれの電流に対応した電流信号が出力される。上記それぞれのポテンシャルトランス(PT)はインターフェース(I/F)42に接続されており、それぞれのポテンシャルトランス(PT)から出力された電圧信号はインターフェース(I/F)42に入力される。また、上記それぞれのカレントトランス(CT)はインターフェース(I/F)43に接続されており、それぞれのカレントトランス(CT)から出力された電流信号はインターフェース(I/F)43に入力される。
【0004】
インターフェース(I/F)42にはA/Dコンバータ44が接続されており、インターフェース(I/F)43にはA/Dコンバータ45が接続されていて、A/Dコンバータ44はインターフェース(I/F)42から出力された信号をディジタル信号に変換して出力するとともに、A/Dコンバータ45はインターフェース(I/F)43から出力された信号をディジタル信号に変換して出力する。そしてA/Dコンバータ44とA/Dコンバータ45は、バスラインBLを介して中央処理装置(CPU)46に接続されており、上記の両ディジタル信号が中央処理装置(CPU)46に出力される。
【0005】
また、中央処理装置(CPU)46にはバスラインBLを介してROM47とSRAM48とが接続されている。尚、ROM47には、3相交流電圧、電流高速計測のための演算及び計測レンジ自動切換制御のプログラムが格納されている。更に、中央処理装置(CPU)46にはバスラインBLを介して年、月、日のカレンダーデータと時刻データとを出力する時計機能を備えた時計データ出力部49が接続されておりディジタル信号に変換された上記電圧信号、及び電流信号が上記SRAM48に記憶されるとき、時計データ出力部49からの時刻データも記憶される。
【0006】
なお、シリアルポート50は外部のホストコンピュータに対するシリアルインターフェースであり、RS232Cコネクタが接続される。また、シリアルポート51は外部のパーソナルコンピュータに対するシリアルインターフェースであり、RS232Cコネクタが接続される。その他、外部のパーソナルコンピュータ等との接続に用いられるシリアルインターフェースとしてRS422コネクタが接続されるシリアルポート52が設けられている。また、インターフェース53には、外部の温度センサ、圧力センサ等からのアナログ信号が入力される。インターフェース54には、外部の過電流リレーおよび過電圧リレー等が作動したときのそれぞれのリレーからのドライ接点信号が入力される。さらに、インターフェース55は、異常検出信号を出力するもので、その信号はオープンコレクター等の無接点信号で出力される。
【0007】
中央処理装置(CPU)46は、ディジタル化された上記電圧信号及び電流信号が上記時刻データとともにSRAM48に記憶されると、3相交流回路のR,S,T各相の実際の電圧、電流を各相同時に高速演算する。そして演算したR,S,T各相の実際の電圧、電流対応データを順次SRAM48に記憶する。
【0008】
中央処理装置(CPU)46により3相交流回路のR,S,T各相の実際の電圧、電流が各相同時に高速演算され、順次SRAM48に記憶されていく過程で、例えば故障等により、ある相の電流が通常計測時の500パーセント程度になり、その相に設けられたカレントトランス(CT)からの電流信号が予め設定されたレンジ切換判定値を越えた場合に、中央処理装置(CPU)46は後述のレンジ切換回路を切り換えて計測レンジを上げる制御をする。
【0009】
図9は図8における高速入力部HSIの詳細ブロック図である。図9に示すように、R相に設けられたポテンシャルトランス(PT)は、端子TB1のT1とT2に接続され、S相に設けられたポテンシャルトランス(PT)は、端子TB1のT3とT4に接続され、T相に設けられたポテンシャルトランス(PT)は、端子TB1のT5とT6に接続されている。また、R相に設けられたカレントトランス(CT)は、端子TB2のT1とT2に接続され、S相に設けられたカレントトランス(CT)は、端子TB2のT3とT4に接続され、T相に設けられたカレントトランス(CT)は、端子TB2のT5とT6に接続されている。
【0010】
3相交流回路のR,S,T各相に設けられたそれぞれのポテンシャルトランス(PT)から出力された電圧信号は、アイソレーションアンプAMP1〜AMP3を介して入力アンプIM1〜IM3に入力され、所定の増幅度で増幅されたあと、A/Dコンバータ44でディジタル信号に変換され、バスラインBLに出力される。また、3相交流回路のR,S,T各相に設けられたそれぞれのカレントトランス(CT)から出力された電流信号は、アイソレーションアンプAMP4〜AMP6を介して入力アンプIM4〜IM6に入力され、所定の増幅度で増幅されたあと、A/Dコンバータ45でディジタル信号に変換され、バスラインBLに出力される。
【0011】
尚、クロックCKは上記電圧信号及び電流信号を入力するときの入力タイミングを取るもので、例えば250マイクロ秒間隔でクロック信号を出力する。
【0012】
入力アンプIM4〜IM6にはアナログスイッチAS1〜AS3が接続されており、それぞれのアナログスイッチAS1〜AS3には、入力アンプIM4〜IM6のゲインを切換えるための可変抵抗器r2,r3が接続されている。可変抵抗器r2は通常計測時に選択されるものであるのに対して、可変抵抗器r3はカレントトランス(CT)からの電流信号が予め設定されたレンジ切換判定値を越えた場合に選択される。そしてそれぞれのアナログスイッチAS1〜AS3に対する切換指令は中央処理装置(CPU)46により行われる。
【0013】
尚、図9の例では電流信号入力回路に上記計測レンジ切換回路が接続されているが、電圧信号入力回路にも上記同様の計測レンジ切換回路を設けることができる。また、上記可変抵抗器r2,r3に限らず、可変抵抗器を増やせばきめ細かなレンジ切換ができる。
【0014】
図10は、中央処理装置(CPU)46による計測レンジ切換制御を示したフローチャートである。なお、ここでは、電流信号入力回路および電圧信号入力回路のいずれにも計測レンジ切換回路が設けられているものとして説明する。
【0015】
ステップS1において、3相交流回路のR,S,T各相の電圧、電流を3相同時に高速計測する過程での計測レンジ切換制御モジュールを開始する。ステップS2において、3相交流回路のR,S,T各相に設けられたそれぞれのポテンシャルトランス(PT)からの電圧信号とカレントトランス(CT)からの電流信号とを入力し、順次SRAM48(図10中Xとして示している)に記憶する。ステップS3において、SRAM48に記憶された上記電圧信号、電流信号それぞれを予め設定した電圧計測のレンジ切換判定値、及び電流計測のレンジ切換判定値と比較する。その比較の結果、SRAM48に記憶された上記電圧信号、電流信号それぞれが上記電圧計測のレンジ切換判定値、及び電流計測のレンジ切換判定値を越えていない場合には計測レンジを切換える必要がないため、ステップS6に直接移行する。一方、例えば上記電流信号がレンジ切換判定値を越えている場合には電流の計測レンジを切換える必要があるため、ステップS4において、アナログスイッチAS1〜AS3に対してレンジ切換信号を出力する。その結果、ステップS5に示すようにアナログスイッチAS1〜AS3が適切な計測レンジに切り換えられ、入力アンプIM4〜IM6のゲインが変化される。
【0016】
ステップS6において、レンジ切換状態に応じて入力された電圧信号、電流信号データそれぞれの構成ビットの先頭に重み判定用ビットデータを付加する。そしてステップS7において、上記データをSRAM48の保存エリアに書き込むことにより、S8においてこのモジュールを終了する。
【0017】
またレンジを3段階(最大レンジ,中レンジ,最小レンジ)とすると、入力変化に対するレンジ切替えは図11のようになる。図11では、入力が小さくなればすぐに最適な計測レンジに切替え、切替えた直後に大きな入力が入ればまたすぐに1段大きな計測レンジに切替え、それでもまだ大きな信号入力が継続していればさらにもう1段大きな計測レンジに切替えるようにしている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、図11のような最小レンジから最大レンジに切替わるような急激な入力変化があるとレンジ切替えが頻繁に行われ、最小レンジから最大レンジへ切替わるまでに中レンジを経る回数分、入力波形が頭打ちの飽和状態となるため入力信号として小さくなり計測精度に影響する。
【0019】
また、積算する計量を行う場合にはさらに計測誤差が拡大する。
【0020】
本発明は、上記従来の課題に鑑み、レンジ切替えをともなうような急激な入力変化に対して計測精度を向上することができる計測装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項1記載の計測装置は、それぞれの計測所望範囲が異なり計測対象物からの入力信号を計測するための複数の計測レンジと、計測レンジを切替える計測レンジ切替手段と、計測レンジ切替手段により選択された計測レンジからの出力信号を計測する計測手段と、計測手段で計測された計測値をもとに計測レンジ切替手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲の最高値になったときに、最も高い計測所望範囲の計測レンジに切替えるように計測レンジ切替え手段を制御するとともに、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲を下回り現在の計測レンジより1段階以上下の各段階における計測レンジの計測所望範囲の値となったときからその計測所望範囲以下である状態が所定時間継続したときに各段階における計測レンジに切替えるように計測レンジ切替手段を制御するようにした構成を有している。
【0024】
また、本発明の請求項2記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を複数とし、各入力信号について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けたことを特徴とする。
【0025】
また、本発明の請求項3記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電流信号とし、計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を計測手段へ直接入力し、計測手段は電圧信号と計測レンジを介して入力される電流信号とから電力量の計量も行うようにしたことを特徴とする。
【0026】
また、本発明の請求項4記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電流信号とし、計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を計測手段へ直接入力し、計測手段は電圧信号と計測レンジを介して入力される電流信号とから無効電力量の計量も行うようにしたことを特徴とする。
【0027】
また、本発明の請求項5記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電圧信号と電流信号とし、電圧信号と電流信号の各々について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けるとともに、電圧信号の計測手段および電流信号の計測手段の計測値から電力量を計量するようにしたことを特徴とする。
【0028】
また、本発明の請求項6記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電圧信号と電流信号とし、電圧信号と電流信号の各々について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けるとともに、電圧信号の計測手段および電流信号の計測手段の計測値から無効電力量を計量するようにしたことを特徴とする。
【0029】
また、本発明の請求項7記載の計測装置は、請求項1から6のいずれかに記載の計測装置において、制御手段に所定時間を設定する設定手段を設けたことを特徴とする。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1記載の計測装置は、制御手段が、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲の最高値になったときに、最も高い計測所望範囲の計測レンジに切替えるように計測レンジ切替え手段を制御するとともに、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲を下回り現在の計測レンジより1段階以上下の各段階における計測レンジの計測所望範囲の値となったときからその計測所望範囲以下である状態が所定時間継続したときに各段階における計測レンジに切替えるように計測レンジ切替手段を制御するようにしたことにより、変化の激しい入力信号の入力波形のつぶれている期間を少なくして精度よく計測することができ、不定期に発生するスポット溶接のような短期間の急激な負荷変動の計測を行う場合には非常に有効となる。さらに時間計測を並行化することにより小さな入力に対してより早い適切な計測レンジ切替え応答が行えるので、小さな入力に対する計測精度をより向上することができる。
【0033】
また、本発明の請求項2記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を複数とし、各入力信号について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けたことを特徴とし、複数の入力信号の計測精度を向上することができる。
【0034】
また、本発明の請求項3記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電流信号とし、計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を計測手段へ直接入力し、計測手段は電圧信号と計測レンジを介して入力される電流信号とから電力量の計量も行うようにしたことを特徴とし、瞬時値の計測よりも波形のつぶれが影響する積算値(電力量)を精度よく計量することができる。
【0035】
また、本発明の請求項4記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電流信号とし、計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を計測手段へ直接入力し、計測手段は電圧信号と計測レンジを介して入力される電流信号とから無効電力量の計量も行うようにしたことを特徴とし、瞬時値の計測よりも波形のつぶれが影響する積算値(無効電力量)を精度よく計量することができる。
【0036】
また、本発明の請求項5記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電圧信号と電流信号とし、電圧信号と電流信号の各々について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けるとともに、電圧信号の計測手段および電流信号の計測手段の計測値から電力量を計量するようにしたことを特徴とし、請求項5と比較して、さらに電圧信号にも複数の計測レンジを備えて切替え制御することにより、電圧の精度も向上させることができ、電力量をさらに精度よく計量することができる。
【0037】
また、本発明の請求項6記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電圧信号と電流信号とし、電圧信号と電流信号の各々について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けるとともに、電圧信号の計測手段および電流信号の計測手段の計測値から無効電力量を計量するようにしたことを特徴とし、請求項6と比較して、さらに電圧信号にも複数の計測レンジを備えて切替え制御することにより、電圧の精度も向上させることができ、無効電力量をさらに精度よく計量することができる。
【0038】
また、本発明の請求項7記載の計測装置は、請求項1から6のいずれかに記載の計測装置において、制御手段に所定時間を設定する設定手段を設けたことを特徴とし、計測する入力信号の特性に応じた所定時間の設定が可能になり、さらに精度よく計測することができる。
【0039】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0040】
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態における計測装置を示すブロック図である。図1において、1は、計測対象となる電源コード、2は、計測対象の電圧信号を入力するための計器用変圧器であるPT、3は、計測対象の電流信号を入力するための計器用変流器であるCT、4は、PT2から入力される電圧信号を複数レンジに切替える計測レンジ切替手段、5は、CT3から入力される電流信号を複数レンジに切替える計測レンジ切替手段、6と9は、定格入力付近の大きな信号入力を計測するのに適した最大レンジ、7と10は、定格入力に対して半分付近の信号入力を計測するのに適した中レンジ、8と11は、微小信号入力を計測するのに適した最小レンジ、12は、計測レンジ切替手段4と5で選択されたレンジの出力から電圧、電流、電力、電力量、無効電力、無効電力量等を計測する計測手段、13は、時間を計測する時間計測手段、14は、計測手段12で計測された電圧と電流をもとに計測レンジ切替手段4と5を制御してレンジ選択切替を行い、時間計測手段13で計測された時間によりレンジを切替えるタイミングの制御も行う制御手段、15は、時間計測手段13で時間計測して制御手段14で制御する所定期間(所定時間)を設定する所定期間設定手段である。なお、最大レンジ6,9、中レンジ7,10、最小レンジ8,11は、それぞれオペアンプとゲイン抵抗で構成され、最大レンジ6,9、中レンジ7,10、最小レンジ8,11のそれぞれはゲイン抵抗の抵抗値が異なるものである。
【0041】
以上のように構成された計測装置について、その動作を説明する。
【0042】
まず、計測対象となる電源コード1に接続されたPT2から電圧信号が計測レンジ切替手段4に入力され、最初はどのぐらいのレベルの入力信号なのかわからないので最大レンジ6にレンジが切替えられている。一方、CT3から電流信号が計測レンジ切替手段5に入力され、最初はどのぐらいのレベルの入力信号なのかわからないので最大レンジ9にレンジが切替えられている。最大レンジ6からの電圧信号と最大レンジ9からの電流信号が計測手段12に入力され、電圧、電流、電力、電力量、無効電力、無効電力量、力率、皮相電力等が計測され、この電圧と電流のデータから制御手段14は、現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータになれば時間計測手段13で時間計測を開始し、所定期間設定手段15で設定された所定期間小さな計測レンジのデータが連続すれば、計測レンジ切替手段4や5を制御して計測レンジを現在の計測レンジより1段階小さい計測レンジに切替える。この切替え後からさらに所定期間小さな計測レンジのデータが連続すれば、計測レンジ切替手段4や5を制御して計測レンジをさらに1段階小さい計測レンジに切替える。また、入力信号が現在の計測レンジの最高値以上のレベルとなり、制御手段14に入力される電圧や電流のデータが現在の計測レンジの最高値になれば即時に最大レンジ6や9に切替える。なお、各計測レンジの計測所望範囲の最高値は、一般に飽和状態から多少の裕度をみて設計しており(すなわち最高値よりも若干高い入力で飽和状態となる)、急激な入力上昇時には飽和状態となるが、緩やかな入力上昇時には飽和直前で切替えられる。
【0043】
上記の動作において、電圧信号の計測レンジの切替えと電流信号の計測レンジの切替えとはそれぞれ独立して制御する。すなわち、制御手段14は、計測手段12で計測した電圧のデータが、現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータである状態が所定期間連続したときに計測レンジ切替手段4を制御して小さな計測レンジに切替える。また、現在の計測レンジの最高値のデータになれば、即時に計測レンジ切替手段4を制御して最大レンジ6に切替える。同様に、制御手段14は、計測手段12で計測した電流のデータが、現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータである状態が所定期間連続したときに計測レンジ切替手段5を制御して小さな計測レンジに切替える。また、現在の計測レンジの最高値のデータになれば、即時に計測レンジ切替手段5を制御して最大レンジ9に切替える。
【0044】
本実施の形態における入力信号波形と計測レンジを切替えるタイミングの例を図2と図3に示す。図2および図3において、AはPT2やCT3の出力である入力信号波形を示し、Bは計測レンジの切替えによる計測可能な最大レベルの推移を示す。図2と図3では、所定期間設定手段15で設定する所定期間が異なり、図2より図3の方が所定期間を長くしている。
【0045】
例えば最大レンジ9は、図2,図3の入力レベルが範囲a(=最大レンジの計測所望範囲)内の入力信号を計測するのに適した計測レンジであるが、図2,図3の「最大レンジの最高値」以下の入力信号であれば最大レンジ9を用いて計測手段12で計測することが可能である。また、例えば中レンジ10は、図2,図3の入力レベルが範囲b(=中レンジの計測所望範囲)内の入力信号を計測するのに適した計測レンジであるが、図2,図3の「中レンジの最高値」以下の入力信号であれば中レンジ10を用いて計測手段12において計測することが可能である。また、例えば最小レンジ11は、図2,図3の入力レベルが範囲c(=最小レンジの計測所望範囲)内の入力信号を計測するのに適した計測レンジであり、最小レンジ11を用いて図2,図3の「最小レンジの最高値」以下の入力信号を計測手段12において計測することが可能である。なお、各レンジの計測所望範囲の最高値は、前述したように、実際は裕度をもって設計しているが、ここでは説明の簡単化のため、裕度がないものとして説明している。
【0046】
したがって、入力信号波形Aが計測可能な最大レベルを示すBよりも高い期間では、計測手段12で計測される電圧や電流はBで示された計測可能な最大レベルが計測値となり、頭打ちの状態となる(入力波形がつぶれている期間)。
【0047】
従来の計測装置のように、一般的に入力が小さくなればすぐに最適な計測レンジに切替えると、負荷変動の激しいところでは切替えた直後に大きな入力が入ればまたすぐに1段大きな計測レンジに切替え、それでもまだ大きな信号入力が継続していればさらにもう1段大きな計測レンジに切替えるということを繰り返すことになり、図2や図3と同様に示した図11のように、大きな入力が入った時に計測値を求めてその値により計測レンジ切替え制御を行うためどうしても切替え時に小さい計測レンジの期間中、入力波形が頭打ちとなり飽和状態でつぶれている期間が存在する。電圧、電流等の瞬時値計測においてはそんなに影響はないが、電力量、無効電力量等の積算値においてはちょうど入力波形がつぶれている期間の積算分が少なくなり精度に影響する。
【0048】
そこで、本実施の形態では、計測手段12で計測した電圧や電流のデータが、現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータになっても所定期間は現在の計測レンジを維持し、現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータとなった状態が所定期間連続したときに小さな計測レンジに切替えるようにするとともに、現在の計測レンジの最高値のデータになれば、即時に計測レンジ切替手段4や5を制御して最大レンジ6や9に切替えることにより、図11に比べて図2のように入力波形のつぶれている期間が減少する。さらに図3のように所定期間を長くすると、入力波形のつぶれている期間がさらに減少する。このように、変化の激しい入力信号の入力波形のつぶれている期間を少なくすることにより、計測精度を向上することができる。
【0049】
また、上記説明では、計測手段12で計測した電圧や電流の計測値が現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータとなり、その状態が所定期間連続したときに現在の計測レンジより1段階下の計測レンジに切替えるように制御したが、この制御に代えて、計測手段12で計測した計測値が現在の計測レンジより小さな計測レンジのデータとなり、その状態が所定期間(所定時間)連続したときにその所定期間内における計測値の最大値を計測所望範囲内に含む計測レンジに切替えるように制御しても、図2や図3の入力信号波形Aの場合は、同様の動作および効果を得ることができる。さらにこの場合、計測手段12で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲より2段階以上下の計測所望範囲に急激に低下し(ここで計測レンジ数は3個以上)、かつその低下中に、現在の計測レンジの計測所望範囲と低下後の計測所望範囲との間の値を計測値としてとる間もない急激な変化であって、現在の計測レンジの計測所望範囲より2段階以上下の計測所望範囲となった状態が所定時間継続したときは、現在の計測レンジから2段階以上下の計測レンジに(その間の計測レンジに切り替えられることなく)切り替えられるため、入力が急激に大きく低下したときにより早い適切な計測レンジ切替え応答が行え、小さな入力に対する計測精度をより向上することができる。この場合、例えば、図1の構成において、現在の計測レンジが最大レンジ6,9であり、入力信号が急激に低下し、中レンジ7,10の計測所望範囲bの値を計測する間もなく、最小レンジ8,11の計測所望範囲cの値となり、その最小レンジ8,11の計測所望範囲c内の状態が所定期間継続した場合には、中レンジ7,10への切り替えを経ずに最大レンジ6,9から最小レンジ8,11に切り替わる。
【0050】
また、図2や図3では小さな計測レンジへの連続した所定期間後の切替えは、1つの所定期間の計測レンジが終了した後に次の所定期間の時間計測を行うが、図2に対する図4や、図3に対する図5は、1つの所定期間の時間計測中にさらに小さな計測レンジの範囲の入力となればその時点から並行して別の所定期間の時間計測を行うようにしている。こうすることで小さな入力に対してより早い適切な計測レンジ切替え応答が行えるので、小さな入力に対する計測精度をより向上することができる。
【0051】
このようにすることで不定期に発生するスポット溶接のような短期間の急激な負荷変動の計測を行う場合には非常に有効となる。
【0052】
なお、入力回路は何回路でもよく、1つの入力信号に対する計測レンジ数が3個以上の場合に本実施の形態における効果が得られる。
【0053】
なお、入力信号としては、電力関連の信号や交流信号に限定されるものではなく、その他のトランスデューサ信号等や直流信号を用いることができる。
【0054】
(第2の実施の形態)
図6は本発明の第2の実施の形態における計測装置を示すブロック図である。図6において、16は、計測対象となる電源コード、17は、計測対象の電圧信号を入力するための計器用変圧器であるPT、18は、計測対象の電流信号を入力するための計器用変流器であるCT、19は、CT18から入力される電流信号を複数レンジに切替える計測レンジ切替手段、20は、定格入力付近の大きな信号入力を計測するのに適した最大レンジ、21は、定格入力に対して半分付近の信号入力を計測するのに適した中レンジ、22は、微小信号入力を計測するのに適した最小レンジ、23は、PT17の電圧信号出力と計測レンジ切替手段19で選択されたレンジの出力から電圧、電流、電力、電力量、無効電力、無効電力量等を計測する計測手段、24は、時間を計測する時間計測手段、25は、計測手段23で計測された電流をもとに計測レンジ切替手段19を制御してレンジ選択切替を行い、時間計測手段24で計測された時間によりレンジを切替えるタイミングの制御も行う制御手段、26は、時間計測手段24で時間計測して制御手段25で制御する所定期間(所定時間)を設定する所定期間設定手段である。
【0055】
以上のように構成された計測装置について、その動作を説明する。
【0056】
第1の実施の形態の図1ではPT2からの電圧信号は電流信号同様計測レンジ切替え処理を行って計測手段12で計測されるが、本実施の形態の図6ではPT17からの電圧信号は計測レンジ切替え処理を行われることなくそのまま計測手段23で計測される。したがって動作としては電圧信号入力だけは常に単一の固定計測レンジになっているだけでその他の動作は第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【0057】
ここで電圧信号入力のみ計測レンジ切替えを行わないのは、通常電力関連の計測を行う場合、電圧は100Vや200Vとほぼ一定であるため、複数レンジを備えても計測レンジ切替えがほとんど動作することがないため精度に影響があまりなく、あまり有効に活用されないことが多いためであり、それならばその部分を省略してシンプルにすることによりコストダウンを図ることができるからである。
【0058】
また、第2の実施の形態において、図7に示すように、計測レンジと計測レンジ切替手段とを図6とは逆に配置してもよい。図7において、27は、計測対象となる電源コード、28は、計測対象の電圧信号を入力するための計器用変圧器であるPT、29は、計測対象の電流信号を入力するための計器用変流器であるCT、30は、定格入力付近の大きな信号入力を計測するのに適した最大レンジ、31は、定格入力に対して半分付近の信号入力を計測するのに適した中レンジ、32は、微小信号入力を計測するのに適した最小レンジ、33は、最大レンジ30と中レンジ31と最小レンジ32から入力される複数レンジの電流信号を切替える計測レンジ切替手段、34は、PT28の電圧信号出力と計測レンジ切替手段33で選択されたレンジの出力から電圧、電流、電力、電力量、無効電力、無効電力量等を計測する計測手段、35は、時間を計測する時間計測手段、36は、計測手段34で計測された電流をもとに計測レンジ切替手段33を制御してレンジ選択切替を行い、時間計測手段35で計測された時間によりレンジを切替えるタイミングの制御も行う制御手段、37は、時間計測手段35で時間計測して制御手段36で制御する所定期間(所定時間)を設定する所定期間設定手段である。
【0059】
以上のように構成された計測装置について、その動作を説明する。
【0060】
図6ではCT18からの電流信号を計測レンジ切替手段19で選択されたレンジへ入力していたが、図7ではCT29からの電流信号は各レンジにそれぞれ入力され、その各レンジ30〜32の出力のうち1つが計測レンジ切替手段33で選択されて計測手段34へ入力される。したがって動作としてはその部分が違うだけでその他の動作は図6と同様であるので説明は省略する。
【0061】
なお、図6に対する図7のように、図1においても、計測レンジ(6〜8)と計測レンジ切替手段4とを逆に配置し、計測レンジ(9〜11)と計測レンジ切替手段5とを逆に配置した構成としてもよい。
【0062】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1記載の計測装置は、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲の最高値になったときに、最も高い計測所望範囲の計測レンジに切替えるとともに、計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲を下回り現在の計測レンジより1段階以上下の各段階における計測レンジの計測所望範囲の値となったときからその計測所望範囲以下である状態が所定時間継続したときに各段階における計測レンジに切替えるようにしたことにより、変化の激しい入力信号の入力波形のつぶれている期間を少なくして精度よく計測することができ、不定期に発生するスポット溶接のような短期間の急激な負荷変動の計測を行う場合には非常に有効となるという優れた効果を奏する。さらに時間計測を並行化することにより小さな入力に対してより早い適切な計測レンジ切替え応答が行えるので、小さな入力に対する計測精度をより向上することができるという優れた効果を奏する。
【0065】
また、本発明の請求項2記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を複数とし、各入力信号について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けたことを特徴とし、複数の入力信号の計測精度を向上することができる。また、入力信号を複数とすることにより処理の共用化を図ることが可能となり、低コストで複数の信号計測ができるという優れた効果を奏する。
【0066】
また、本発明の請求項3記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電流信号とし、計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を計測手段へ直接入力し、計測手段は電圧信号と計測レンジを介して入力される電流信号とから電力量の計量も行うようにしたことを特徴とし、瞬時値の計測よりも波形のつぶれが影響する積算値(電力量)を精度よく計量することができるという優れた効果を奏する。
【0067】
また、本発明の請求項4記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電流信号とし、計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を計測手段へ直接入力し、計測手段は電圧信号と計測レンジを介して入力される電流信号とから無効電力量の計量も行うようにしたことを特徴とし、瞬時値の計測よりも波形のつぶれが影響する積算値(無効電力量)を精度よく計量することができるという優れた効果を奏する。
【0068】
また、本発明の請求項5記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電圧信号と電流信号とし、電圧信号と電流信号の各々について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けるとともに、電圧信号の計測手段および電流信号の計測手段の計測値から電力量を計量するようにしたことを特徴とし、請求項5と比較して、さらに電圧信号にも複数の計測レンジを備えて切替え制御することにより、電圧の精度も向上させることができ、電力量をさらに精度よく計量することができるという優れた効果を奏する。
【0069】
また、本発明の請求項6記載の計測装置は、請求項1に記載の計測装置において、入力信号を電圧信号と電流信号とし、電圧信号と電流信号の各々について、複数の計測レンジと、計測レンジ切替手段と、計測手段と、制御手段とを設けるとともに、電圧信号の計測手段および電流信号の計測手段の計測値から無効電力量を計量するようにしたことを特徴とし、請求項6と比較して、さらに電圧信号にも複数の計測レンジを備えて切替え制御することにより、電圧の精度も向上させることができ、無効電力量をさらに精度よく計量することができるという優れた効果を奏する。
【0070】
また、本発明の請求項7記載の計測装置は、請求項1から6のいずれかに記載の計測装置において、制御手段に所定時間を設定する設定手段を設けたことを特徴とし、計測する入力信号の特性に応じた所定時間の設定が可能になり、さらに精度よく計測することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における計測装置のブロック図。
【図2】本発明の第1の実施の形態における入力信号波形と計測レンジを切替えるタイミングの例を示す図。
【図3】本発明の第1の実施の形態における入力信号波形と計測レンジを切替えるタイミングの例を示す図。
【図4】本発明の第1の実施の形態における入力信号波形と計測レンジを切替えるタイミングの例を示す図。
【図5】本発明の第1の実施の形態における入力信号波形と計測レンジを切替えるタイミングの例を示す図。
【図6】本発明の第2の実施の形態における計測装置のブロック図。
【図7】本発明の第2の実施の形態における計測装置のブロック図。
【図8】従来の計測装置の全体を示すブロック図。
【図9】従来の計測装置の要部を示すブロック図。
【図10】従来の計測装置の動作を示すフローチャート。
【図11】従来例における入力信号波形と計測レンジを切替えるタイミングの例を示す図。
【符号の説明】
1,16,27 電源コード
2,17,28 PT
3,18,29 CT
4,5,19,33 計測レンジ切替手段
6,9,20,30 最大レンジ
7,10,21,31 中レンジ
8,11,22,32 最小レンジ
12,23,34 計測手段
13,24,35 時間計測手段
14,25,36 制御手段
15,26,37 所定期間設定手段
Claims (7)
- それぞれの計測所望範囲が異なり計測対象物からの入力信号を計測するための複数の計測レンジと、前記計測レンジを切替える計測レンジ切替手段と、前記計測レンジ切替手段により選択された前記計測レンジからの出力信号を計測する計測手段と、前記計測手段で計測された計測値をもとに前記計測レンジ切替手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記計測手段で計測された計測値が現在の計測レンジの計測所望範囲の最高値になったときに、最も高い計測所望範囲の計測レンジに切替えるように前記計測レンジ切替え手段を制御するとともに、前記計測手段で計測された計測値が前記現在の計測レンジの計測所望範囲を下回り前記現在の計測レンジより1段階以上下の各段階における計測レンジの計測所望範囲の値となったときからその計測所望範囲以下である状態が所定時間継続したときに前記各段階における計測レンジに切替えるように前記計測レンジ切替手段を制御するようにした計測装置。 - 前記入力信号を複数とし、各入力信号について、前記複数の計測レンジと、前記計測レンジ切替手段と、前記計測手段と、前記制御手段とを設けたことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記入力信号を電流信号とし、前記計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を前記計測手段へ直接入力し、前記計測手段は前記電圧信号と前記計測レンジを介して入力される電流信号とから電力量の計量も行うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記入力信号を電流信号とし、前記計測対象物からの他の入力信号として電圧信号を前記計測手段へ直接入力し、前記計測手段は前記電圧信号と前記計測レンジを介して入力される電流信号とから無効電力量の計量も行うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記入力信号を電圧信号と電流信号とし、前記電圧信号と電流信号の各々について、前記複数の計測レンジと、前記計測レンジ切替手段と、前記計測手段と、前記制御手段とを設けるとともに、前記電圧信号の計測手段および前記電流信号の計測手段の計測値から電力量を計量するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記入力信号を電圧信号と電流信号とし、前記電圧信号と電流信号の各々について、前記複数の計測レンジと、前記計測レンジ切替手段と、前記計測手段と、前記制御手段とを設けるとともに、前記電圧信号の計測手段および前記電流信号の計測手段の計測値から無効電力量を計量するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記制御手段に前記所定時間を設定する設定手段を設け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計測装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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