JP5914818B2

JP5914818B2 - 電力計測器

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Publication number: JP5914818B2
Application number: JP2013558600A
Authority: JP
Inventors: 明実塩川; 英昭永利; 西川　誠; 誠西川; 史迅大垣; 雄介宮村; 省互一村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-02-13
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Description

本発明は一般に本体ユニットに増設ユニットを連接して構成される電力計測器に関するものである。

従来、本体ユニットと増設ユニットとで構成される電力計測器があり、この電力計測器は、１乃至複数の増設ユニットを本体ユニットに連接（順次連結）して構成される。そして、本体ユニットと増設ユニットとの間が信号線によって電気的に接続されることによって、本体ユニットと増設ユニットとの間の信号経路が形成される。従来の電力計測器としては、日本特許出願公報特開２００５−５５４０４に開示されている。

本体ユニットは、測定対象の回路電圧を降圧した電圧検出信号を生成し、この生成した電圧検出信号を信号線に出力する。本体ユニットは、信号線に接続した演算部を具備しており、演算部は、信号線を介して入力された電圧検出信号を用いて、測定対象における電力を演算する。具体的には、測定対象の回路電圧だけでなく、測定対象の回路電流の測定結果も取得し、この電圧、電流の検出値を用いた電力演算を行うことによって、測定対象における電力を測定する。

増設ユニットは、本体ユニットから信号線を介して、電圧検出信号を入力される。増設ユニットは、信号線に接続した演算部を具備しており、演算部は、信号線を介して入力された電圧検出信号を用いて、測定対象における電力を演算する。具体的には、測定対象の回路電圧だけでなく、測定対象の回路電流の測定結果も取得し、この電圧、電流の検出値を用いた電力演算を行うことによって、測定対象における電力を測定する。

そして、本体ユニットは、増設ユニットのそれぞれから電力の測定データを取得し、本体ユニットおよび増設ユニットの各測定データを管理する。

しかしながら、本体ユニットが信号線に出力した電圧検出信号は、実際の回路電圧に対して誤差を含む。例えば、回路電圧を抵抗を用いて分圧した場合、電圧検出信号は、この抵抗の精度に起因する誤差を含む。また、信号線を介して伝達される電圧検出信号は、信号線のインピーダンスによって電圧降下を生じ、この電圧降下に起因する誤差を含む。このような誤差を含む電圧検出信号を用いて演算された電力測定値は、精度が低下する。

そこで、電圧検出信号の誤差を低減させるために、従来、高精度の部品を用いて回路電圧の検出手段を構成していた。また、電圧検出信号をボリューム（可変抵抗）によって調整することによって、電圧検出信号の誤差を補正していた。しかしながら、これらの方法では、電圧検出信号の誤差を低減させるために、部品コスト、調整工数が増大するという問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力演算に用いる回路電圧の検出誤差を、低コスト且つ簡易に低減させることができる電力計測器を提供することにある。

本発明の電力計測器は、信号線を介して互いに電気的に接続する本体ユニットと増設ユニットとを備えて、前記増設ユニットの台数を増減可能に構成された電力計測器であって、前記本体ユニットは、測定対象の回路電圧を降圧した電圧検出信号を生成し、この生成した前記電圧検出信号を前記信号線に出力する電圧検出部と、前記電圧検出信号の誤差を補正するための補正情報を格納する補正情報格納部と、前記電圧検出信号を、前記補正情報格納部に格納された前記補正情報を用いて補正し、この補正した電圧検出信号を用いて電力を求める第１の演算部とを備え、前記増設ユニットは、前記本体ユニットから前記補正情報を取得する情報取得部と、前記信号線を介して入力された前記電圧検出信号を、前記情報取得部が取得した前記補正情報を用いて補正し、この補正した電圧検出信号を用いて電力を求める第２の演算部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、本体ユニット、増設ユニットは、誤差を補正した電圧検出信号を用いるので、高精度の電力演算を行うことができる。また、電圧検出部に高精度の部品を用いる必要はなく、電圧検出信号をボリューム（可変抵抗）によって調整する必要もない。而して、電力演算に用いる回路電圧の検出誤差を、低コスト且つ簡易に低減させて、高精度の電力演算を行うことが可能になる。

一実施形態において、前記補正情報は、実際の前記回路電圧に対する前記電圧検出信号のずれを示す補正係数であり、前記電圧検出信号の大きさの誤差を補正するための情報を含む。

この実施形態によれば、電圧検出信号の誤差を補正することができる。

一実施形態において、前記補正情報格納部は、不揮発性のメモリで構成される。

この実施形態によれば、本体ユニットの電源オフ時にも、補正情報を保持可能になる。したがって、本体ユニットの電源オフ後に再起動した場合でも、補正情報を用いた補正処理が可能になる。

一実施形態において、前記本体ユニットは、起動時に、前記補正情報格納部に格納されている前記補正情報を、前記増設ユニットへ送信し、前記増設ユニットの前記情報取得部は、前記本体ユニットから送信された前記補正情報を取得する。

この実施形態によれば、増設ユニットの追加、削除に関わらず、接続されている全ての増設ユニットへ補正情報を送信できる。すなわち、増設ユニットは、接続直後であっても、本体ユニットから受信した補正情報を用いて電圧検出信号を補正することができる。

一実施形態において、前記増設ユニットは、電源線を介して前記本体ユニットから電源を供給される。
また、一実施形態において、前記本体ユニットの製造時に、前記補正情報が前記補正情報格納部に格納される。

一実施形態において、１つの前記本体ユニットと複数の前記増設ユニットとが、前記信号線を介して直列接続され、前記補正情報は、前記信号線のインピーダンスによる前記電圧検出信号の電圧降下を補正するための情報である。

この実施形態によれば、信号線のインピーダンスによる電圧降下を補正した電圧検出信号を用いることができる。また、本体ユニットから遠い増設ユニットほど、電圧検出信号の誤差が大きくなるが、増設ユニットの接続順に関わらず、電圧検出信号の誤差を精度よく補正できる。

一実施形態において、前記本体ユニットは、複数の前記電圧検出部を備え、前記補正情報格納部は、複数の前記電圧検出部のそれぞれに対応する前記補正情報を格納する。

この実施形態によれば、相毎に発生する電圧検出信号の誤差を、相毎の補正係数を用いて補正できるので、各相の電力演算の精度が向上する。

本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態１の構成を示すブロック図である。同上の通信処理を示すシーケンス図である。実施形態２の構成を示すブロック図である。（ａ）〜（ｃ）同上のアドレス信号を示す波形図である。

（実施形態１）
本実施形態の電力計測器は、図１に示すように、１台の本体ユニットＭと、１乃至複数台の増設ユニットＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）とで構成される。本体ユニットＭには、１乃至複数の増設ユニットＳｉが連接（順次連結）している。この電力計測器は、３相４線式の電力回路を測定対象とし、３相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔ、および３相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔを検出して、電力演算を行う。なお、電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔが、本発明の回路電圧に相当する。

まず、本体ユニットＭは、電圧検出部１１ｒ，１１ｓ，１１ｔと、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔと、信号変換部１３と、演算部１４（第１の演算部）と、補正情報格納部１４ａと、制御部１５と、通信線１６とを、主構成として備える。

電圧検出部１１ｒ，１１ｓ，１１ｔは、電力回路の各相に接続して、回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを検出する。なお、電圧検出部１１ｒ，１１ｓ，１１ｔを区別しない場合、電圧検出部１１と称す。

電圧検出部１１は、回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの各両端間に直列接続した抵抗１１１，１１２と、抵抗１１１，１１２の接続点の電圧（分圧電圧）が入力される増幅部１１３とを備える。増幅部１１３は、分圧電圧にバイアスをかけることによって、出力電圧波形を、所定範囲（例えば０〜５Ｖ）に収める。そして、電圧検出部１１ｒ，１１ｓ，１１ｔの各増幅部１１３の出力は、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔに接続されている。すなわち、電圧検出部１１の出力は、回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを降圧した電圧検出信号であり、この電圧検出信号が信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔに出力される。

また、信号変換部１３は、電流検出部１７ｒ，１７ｓ，１７ｔに接続している。電流検出部１７ｒ，１７ｓ，１７ｔは、変流器（ＣＴ：Current Transformer）で構成され、各相の電流Ｉｒ１，Ｉｓ１，Ｉｔ１に応じた電流値を出力する。そして、信号変換部１３は、電流検出部１７ｒ，１７ｓ，１７ｔの各電流出力を電圧に変換し、電流Ｉｒ１，Ｉｓ１，Ｉｔ１の検出信号（電流検出信号）を出力する。

演算部１４は、マイクロコンピュータで構成されており、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔを介して電圧検出信号を入力され、さらには、信号変換部１３から電流検出信号を入力される。そして、演算部１４は、電圧検出信号および電流検出信号をＡ／Ｄ変換し、電圧検出信号と電流検出信号との乗算を行うことによって、電力演算を行う。

また、本体ユニットＭの少なくとも一方の側面には、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔに接続した出力コネクタＣＮ１が設けられている。

また、制御部１５は、マイクロコンピュータで構成されており、演算部１４に接続するとともに、通信線１６にも接続している。この通信線１６は、本体ユニットＭの少なくとも一方の側面に設けた通信コネクタＣＮ４に接続する。

次に、増設ユニットＳｉは、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔと、信号変換部２２と、演算部２３（第２の演算部）と、情報取得部２３ａと、通信線２４とを、主構成として備える。

信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔは、増設ユニットＳｉの一側面に設けた入力コネクタＣＮ２、増設ユニットＳｉの他側面に設けた出力コネクタＣＮ３に接続している。そして、増設ユニットＳ１の入力コネクタＣＮ２は、本体ユニットＭの出力コネクタＣＮ１に接続し、増設ユニットＳ１の出力コネクタＣＮ３は、増設ユニットＳ２の入力コネクタＣＮ２に接続する。さらに、増設ユニットＳ２の出力コネクタＣＮ３は、増設ユニットＳ３の入力コネクタＣＮ２に接続する。以降、同様に、増設ユニットＳｉの入力コネクタＣＮ２が、前段の増設ユニットＳ_ｉ−１の出力コネクタＣＮ３に接続される。

而して、本体ユニットＭの信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔが、増設ユニットＳｉのそれぞれの信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔに電気的に接続し、増設ユニットＳｉのそれぞれの信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔに電圧検出信号が伝達される。

また、信号変換部２２は、電流検出部２５ｒ，２５ｓ，２５ｔに接続している。電流検出部２５ｒ，２５ｓ，２５ｔは、変流器（ＣＴ：Current Transformer）で構成され、各相の電流Ｉｒ２，Ｉｓ２，Ｉｔ２に応じた電流値を出力する機能を有する。そして、信号変換部２２は、電流検出部２５ｒ，２５ｓ，２５ｔの各電流出力を電圧に変換し、電流Ｉｒ２，Ｉｓ２，Ｉｔ２の検出信号（電流検出信号）を出力する。

演算部２３は、マイクロコンピュータで構成されており、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔを介して電圧検出信号を入力され、さらには、信号変換部２２から電流検出信号を入力される。そして、演算部２３は、電圧検出信号および電流検出信号をＡ／Ｄ変換し、電圧検出信号と電流検出信号との乗算を行うことによって、電力演算を行う。

なお、本体ユニットＭが検出する電流Ｉｒ１，Ｉｓ１，Ｉｔ１と、増設ユニットＳｉが検出する電流Ｉｒ２，Ｉｓ２，Ｉｔ２とは、測定対象となる３相４線式の電力回路において、互いに異なる箇所の電流である。例えば、電流Ｉｒ１，Ｉｓ１，Ｉｔ１は、主幹電流、電流Ｉｒ２，Ｉｓ２，Ｉｔ２は分岐電流である。さらに、増設ユニットＳｉ毎に、電流Ｉｒ２，Ｉｓ２，Ｉｔ２の検出箇所は異なる。また、３相４線式の電力回路において、３相４線の系統、単相２線の系統のそれぞれの電力を検出する構成でもよい。

そして、演算部２３は情報取得部２３ａを具備しており、情報取得部２３ａが通信線２４に接続する。通信線２４は、増設ユニットＳｉの一側面に設けた通信コネクタＣＮ５、増設ユニットＳｉの他側面に設けた通信コネクタＣＮ６に接続している。そして、増設ユニットＳ１の通信コネクタＣＮ５は、本体ユニットＭの通信コネクタＣＮ４に接続し、増設ユニットＳ１の通信コネクタＣＮ６は、増設ユニットＳ２の通信コネクタＣＮ５に接続する。さらに、増設ユニットＳ２の通信コネクタＣＮ６は、増設ユニットＳ３の通信コネクタＣＮ５に接続する。以降、同様に、増設ユニットＳｉの通信コネクタＣＮ５が、前段の増設ユニットＳ_ｉ−１の通信コネクタＣＮ６に接続される。

而して、本体ユニットＭ、複数の増設ユニットＳｉのそれぞれは、通信線１６，２４を介して互いに通信可能に構成される。

ここで、電圧検出部１１が生成する電圧検出信号は、抵抗１１１，１１２の抵抗値の精度、増幅部１１３の精度等による誤差を含む。すなわち、電圧検出信号は、電圧検出部１１による誤差を含む。そこで、本体ユニットＭ、増設ユニットＳｉは、以下の動作を行うことによって、電圧検出信号を補正する。なお、電圧検出信号の誤差には、電圧検出信号の大きさの誤差、電圧検出部１１のオフセットによる誤差等がある。

まず、本体ユニットＭの演算部１４は、不揮発性のメモリである補正情報格納部１４ａを備える。この補正情報格納部１４ａは、電圧検出信号の誤差を補正するための補正情報を格納している。補正情報は、実際の回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに対して、電圧検出部１１が生成した電圧検出信号（電圧検出部１１の出力端における電圧検出信号）のずれを示す補正係数であり、Ｒ相の電圧検出信号の補正係数Ｋｒ１、Ｓ相の電圧検出信号の補正係数Ｋｓ１、Ｔ相の電圧検出信号の補正係数Ｋｔ１とする。そして、演算部１４は、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔを介して入力されたＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各電圧検出信号に、補正係数Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１をそれぞれ乗じることによって、電圧検出信号を補正する。補正後の電圧検出信号は、抵抗１１１，１１２の抵抗値の精度、増幅部１１３の精度等による誤差を補正されたものになる。

例えば、本体ユニットＭの製造時に、電圧検出部１１の出力端における電圧検出信号が設計（理論）値に対してどの位ずれているかを、回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔについて予め試験的に測定する。そして、補正係数Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１は、この試験結果に基づいて設定され、補正情報格納部１４ａに格納される。設計（理論）値に対する電圧検出信号のずれがない場合、補正係数Ｋ１（Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１）は「１」に設定される。

補正係数Ｋ１は、具体的には、Ｋ１＝実際の回路電圧／回路電圧の測定値になる。例えば、補正係数Ｋ１＝１の状態で、実際の回路電圧＝１００．０Ｖ、回路電圧の測定値＝９９．０Ｖの場合、補正係数Ｋ１＝１００．０／９９．０＝１．０１０１０１となる。この補正係数Ｋ１＝１．０１０１０１の情報（補正情報）は、補正情報格納部１４ａに格納される。以降、演算部１４は、この補正係数Ｋ１＝１．０１０１０１を電圧検出信号に乗じて、電圧検出信号を補正する。

さらに、本体ユニットＭに電源が投入されて動作を開始した起動時に、制御部１５は、補正情報格納部１４ａから補正係数Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１のデータ（補正情報）を取得し、増設ユニットＳｉのそれぞれに宛てた補正情報を通信線１６に送出する。この補正情報は、本体ユニットＭの通信線１６から増設ユニットＳｉの通信線２４に伝達される。増設ユニットＳｉの情報取得部２３ａは、通信線２４上の信号のうち、自己宛の補正情報を受信することによって、本体ユニットＭから補正情報を取得する。

例えば、増設ユニットＳｉは図示しない電源線を介して本体ユニットＭから電源を供給されている。増設ユニットＳｉの追加、削除時には本体ユニットＭの電源をオフし、増設ユニットＳｉへの電源供給も停止させる。そして、増設ユニットＳｉの追加後または削除後に本体ユニットＭを起動して、増設ユニットＳｉにも電源供給される。而して、上述のように、本体ユニットＭの起動時に、本体ユニットＭが増設ユニットＳｉへ補正情報を送信することによって、増設ユニットＳｉの追加、削除に関わらず、接続されている全ての増設ユニットＳｉへ補正情報を送信できる。すなわち、増設ユニットＳｉは、接続直後であっても、本体ユニットＭから受信した補正情報を用いて電圧検出信号を補正することができる。

図２は、本体ユニットＭと増設ユニットＳｉとの間の通信シーケンスを示す。

まず、本体ユニットＭの起動時に、制御部１５は、演算部１４に対して情報取得要求を送信する（Ｙａ）。情報取得要求を受信した演算部１４は、補正情報格納部１４ａ内の補正情報を制御部１５へ送信し、制御部１５は、補正情報を取得する（Ｙｂ）。そして、制御部１５は、増設ユニットＳｉの各々に補正情報を順次送信する（Ｙｃ１，Ｙｃ２，Ｙｃ３，．．．）。補正情報を取得した増設ユニットＳｉの情報取得部２３ａは、取得応答を本体ユニットの制御部１５へ返信する（Ｙｄ１，Ｙｄ２，Ｙｄ３，．．．）。

そして、増設ユニットＳｉの演算部２３は、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔを介して入力されたＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各電圧検出信号に、補正係数Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１をそれぞれ乗じることによって、電圧検出信号を補正する。補正後の電圧検出信号は、抵抗１１１，１１２の抵抗値の精度、増幅部１１３の精度等による誤差を補正されたものになる。

したがって、本体ユニットＭ、増設ユニットＳｉは、電圧検出部１１による誤差を補正した電圧検出信号を用いるので、高精度の電力演算を行うことができる。また、電圧検出部１１に高精度の部品を用いる必要はなく、電圧検出信号をボリューム（可変抵抗）によって調整する必要もない。而して、電力演算に用いる回路電圧の検出誤差を、低コスト且つ簡易に低減させて、高精度の電力演算を行うことが可能になる。

また、演算部１４，２３は、電圧検出信号および電流検出信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号を用いて電力演算を行うので、補正処理が容易になり、さらには耐ノイズ性も向上する。

また、本体ユニットＭは、不揮発性のメモリである補正情報格納部１４ａに補正情報を格納しているので、本体ユニットＭの電源オフ時にも、補正情報を保持可能になる。したがって、本体ユニットＭの電源オフ後に再起動した場合でも、補正情報を用いた補正処理が可能になる。なお、増設ユニットＳｉが、図示しないサーバ等の上位機器にネットワーク接続して、この上位機器から補正情報を取得する構成であっても、上記同様の効果を得ることができる。

また、補正情報は、実際の回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに対する電圧検出信号のずれを示す電圧値であってもよい。すなわち、補正情報は、実際の回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに対する電圧検出信号のずれを示す情報であれば、その形態は問わない。

また、３相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを独立して検出する電圧検出部１１ｒ，１１ｓ，１１ｔを備えており、補正情報は、相毎の補正係数Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１で構成されている。そして、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各電圧検出信号に、補正係数Ｋｒ１，Ｋｓ１，Ｋｔ１をそれぞれ乗じることによって、相毎の電圧検出信号を独立して補正している。したがって、相毎に発生する電圧検出信号の誤差を、相毎の補正係数を用いて補正できるので、各相の電力演算の精度が向上する。

（実施形態２）
本実施形態の電力計測器は、図３に示す構成を備えており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の補正情報は、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔ、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔ上における電圧検出信号のずれを示す補正係数Ｋｒ２，Ｋｓ２，Ｋｔ２を用いる。

本体ユニットＭと複数の増設ユニットＳｉとは、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔ、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔを介して直列接続されている。したがって、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔ、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔ上における電圧検出信号は、電圧検出部１１ｒ，１１ｓ，１１ｔの出力端から離れるほど、信号線のインピーダンスによる電圧降下が増大する。すなわち、増設ユニットＳｉが本体ユニットＭから取得する電圧検出信号の振幅は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，．．．の順に徐々に小さくなり、誤差が大きくなる。そこで、本実施形態では、電圧検出部１１の精度による電圧検出信号のずれ、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔ、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔのインピーダンスによる電圧検出信号の電圧降下の両方を補正する補正係数Ｋｒ２，Ｋｓ２，Ｋｔ２を用いる。

この補正係数Ｋｒ２，Ｋｓ２，Ｋｔ２は、本体ユニットＭの補正係数Ｋｒ２０，Ｋｓ２０，Ｋｔ２０、増設ユニットＳｉの補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉであり、補正情報格納部１４ａに格納されている。増設ユニットＳｉの補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉは、増設ユニットＳｉの接続順に応じて設定される。具体的には、本体ユニットＭに近い順に、増設ユニットＳ１の補正係数Ｋｒ２１，Ｋｓ２１，Ｋｔ２１、増設ユニットＳ２の補正係数Ｋｒ２２，Ｋｓ２２，Ｋｔ２２、増設ユニットＳ３の補正係数Ｋｒ２３，Ｋｓ２３，Ｋｔ２３、．．．となる。なお、補正係数Ｋｒ２０，Ｋｓ２０，Ｋｔ２０、補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉを区別しない場合、補正係数Ｋｒ２，Ｋｓ２，Ｋｔ２と称す。

例えば、本体ユニットＭの製造時に、実際の回路電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに対して、電圧検出部１１の出力端における電圧検出信号がどの位ずれているかを予め試験的に測定する。さらに、本体ユニットＭの信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔにおける電圧降下も予め導出する。このとき、本体ユニットＭに実際に組み合わされる増設ユニットＳｉは不特定であるので、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔにおける電圧降下は、多数の実測結果，シミュレーション等によって、例えば平均値を用いる。そして、補正係数Ｋｒ２，Ｋｓ２，Ｋｔ２は、これらの測定結果およびシミュレーション結果に基づいて設定され、補正情報格納部１４ａに格納される。

そして、本体ユニットＭの演算部１４は、補正情報格納部１４ａから補正係数Ｋｒ２０，Ｋｓ２０，Ｋｔ２０を読み出す。演算部１４は、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔを介して入力されたＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各電圧検出信号に、補正係数Ｋｒ２０，Ｋｓ２０，Ｋｔ２０をそれぞれ乗じることによって、電圧検出信号を補正する。補正後の電圧検出信号は、電圧検出部１１の精度、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔのインピーダンスによる電圧降下に起因する誤差を補正されたものになる。

ここで、増設ユニットＳｉは、その接続順によって、電圧検出信号の補正に用いる補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉが異なる。そこで、増設ユニットＳｉが自己の接続順を認識するために、以下の処理を行う。

まず、本体ユニットＭは、信号生成部１８を備えており、本体ユニットＭの少なくとも一方の側面には、信号生成部１８の出力に接続した出力コネクタＣＮ７が設けられている。

一方、増設ユニットＳｉは、アドレス生成部２６を備える。アドレス生成部２６の入力は、増設ユニットＳｉの一側面に設けた入力コネクタＣＮ８に接続し、アドレス生成部２６の出力は、増設ユニットＳｉの他側面に設けた出力コネクタＣＮ９に接続する。

そして、増設ユニットＳ１の入力コネクタＣＮ８は、本体ユニットＭの出力コネクタＣＮ７に接続し、増設ユニットＳ１の出力コネクタＣＮ９は、増設ユニットＳ２の入力コネクタＣＮ８に接続する。さらに、増設ユニットＳ２の出力コネクタＣＮ９は、増設ユニットＳ３の入力コネクタＣＮ８に接続する。以降、同様に、増設ユニットＳｉの入力コネクタＣＮ８が、前段の増設ユニットＳ_ｉ−１の出力コネクタＣＮ９に接続される。

本体ユニットＭの信号生成部１８は、図４（ａ）に示すＨレベルとＬレベルとを交互に繰り返す周期Ｔ１のアドレス信号を、次段の増設ユニットＳ１へ送信する。増設ユニットＳ１のアドレス生成部２６は、周期Ｔ１のアドレス信号を受信したことによって、接続順「１」と認識する。そして、増設ユニットＳ１のアドレス生成部２６は、図４（ｂ）に示すＨレベルとＬレベルとを交互に繰り返す周期Ｔ２（＝Ｔ１×２）のアドレス信号を、次段の増設ユニットＳ２へ送信する。増設ユニットＳ２のアドレス生成部２６は、周期Ｔ２のアドレス信号を受信したことによって、接続順「２」と認識する。そして、増設ユニットＳ２のアドレス生成部２６は、図４（ｃ）に示すＨレベルとＬレベルとを交互に繰り返す周期Ｔ３（＝Ｔ１×３）のアドレス信号を、次段の増設ユニットＳ３へ送信する。

以降、同様に、増設ユニットＳｉのアドレス生成部２６は、前段から受信するアドレス信号の周期によって、本体ユニットＭに対する自己の接続順を認識できる。

そして、本体ユニットＭに電源が投入されて動作を開始した起動時に、制御部１５は、補正情報格納部１４ａから補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉのデータ（補正情報）を取得し、通信線１６に送出する。この補正情報は、本体ユニットＭの通信線１６から増設ユニットＳｉの通信線２４に伝達される。すなわち、増設ユニットＳｉの通信線２４には、補正係数Ｋｒ２１，Ｋｓ２１，Ｋｔ２１、補正係数Ｋｒ２２，Ｋｓ２２，Ｋｔ２２、補正係数Ｋｒ２３，Ｋｓ２３，Ｋｔ２３、．．．の各情報が伝送される。

増設ユニットＳｉの情報取得部２３ａは、アドレス生成部２６が認識した接続順に基づいて、通信線２４上の信号のうち、自己の接続順に対応する補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉを受信する。而して、増設ユニットＳｉは、本体ユニットＭから自己の補正情報を取得することができる。例えば、増設ユニットＳ１は、自己の接続順「１」に対応する補正係数Ｋｒ２１，Ｋｓ２１，Ｋｔ２１を受信し、増設ユニットＳ２は、自己の接続順「２」に対応する補正係数Ｋｒ２２，Ｋｓ２２，Ｋｔ２２を受信する。

そして、増設ユニットＳｉの演算部２３は、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔを介して入力されたＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各電圧検出信号に、補正係数Ｋｒ２ｉ，Ｋｓ２ｉ，Ｋｔ２ｉをそれぞれ乗じることによって、電圧検出信号を補正する。補正後の電圧検出信号は、電圧検出部１１の精度、信号線１２ｒ，１２ｓ，１２ｔ、信号線２１ｒ，２１ｓ，２１ｔのインピーダンスによる電圧降下に起因する誤差を補正されたものになる。

したがって、本体ユニットＭ、増設ユニットＳｉは、電圧検出部１１による誤差だけでなく、信号線のインピーダンスによる電圧降下も補正した電圧検出信号を用いるので、より高精度の電力演算を行うことができる。また、本体ユニットＭから遠い増設ユニットＳｉほど、電圧検出信号の誤差が大きくなるが、増設ユニットＳｉの接続順を考慮した補正情報を用いることによって、増設ユニットＳｉの接続順に関わらず、電圧検出信号の誤差を精度よく補正できる。

また、上述の各実施形態において、本体ユニットＭ、増設ユニットＳｉは、回路電流を検出する信号変換部１３，２２を１回路づつ具備している。しかし、この信号変換部１３，２２を複数回路具備して、１台のユニットで複数個所の回路電流を測定可能に構成してもよい。

また、電力計測器の測定対象は、３相４線式の電力回路以外の、例えば３相３線式、単相３線式、単相２線式の電力回路であってもよい。

本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims

信号線を介して互いに電気的に接続する本体ユニットと増設ユニットとを備えて、前記増設ユニットの台数を増減可能に構成された電力計測器であって、
前記本体ユニットは、
測定対象の回路電圧を降圧した電圧検出信号を生成し、この生成した前記電圧検出信号を前記信号線に出力する電圧検出部と、
前記電圧検出信号の誤差を補正するための補正情報を格納する補正情報格納部と、
前記電圧検出信号を、前記補正情報格納部に格納された前記補正情報を用いて補正し、この補正した電圧検出信号を用いて電力を求める第１の演算部とを備え、
前記増設ユニットは、
前記本体ユニットから前記補正情報を取得する情報取得部と、
前記信号線を介して入力された前記電圧検出信号を、前記情報取得部が取得した前記補正情報を用いて補正し、この補正した電圧検出信号を用いて電力を求める第２の演算部とを備える
ことを特徴とする電力計測器。
前記補正情報は、実際の前記回路電圧に対する前記電圧検出信号のずれを示す補正係数であり、前記電圧検出信号の大きさの誤差を補正するための情報を含むことを特徴とする請求項１記載の電力計測器。
前記補正情報格納部は、不揮発性のメモリで構成されることを特徴とする請求項１または２記載の電力計測器。
前記本体ユニットは、起動時に、前記補正情報格納部に格納されている前記補正情報を、前記増設ユニットへ送信し、
前記増設ユニットの前記情報取得部は、前記本体ユニットから送信された前記補正情報を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の電力計測器。
前記増設ユニットは、電源線を介して前記本体ユニットから電源を供給されることを特徴とする請求項４記載の電力計測器。
前記本体ユニットの製造時に、前記補正情報が前記補正情報格納部に格納される
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の電力計測器。
１つの前記本体ユニットと複数の前記増設ユニットとが、前記信号線を介して直列接続され、前記補正情報は、前記信号線のインピーダンスによる前記電圧検出信号の電圧降下を補正するための情報を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の電力計測器。
前記本体ユニットは、複数の前記電圧検出部を備え、前記補正情報格納部は、複数の前記電圧検出部のそれぞれに対応する前記補正情報を格納することを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の電力計測器。